鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法與流程
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖形分析、公安刑事科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法。
背景技術(shù)：
鞋印(痕)是案件現(xiàn)場勘查中最常遇到的痕跡物證之一，在現(xiàn)場重建、作案人特征分析以及串并案件等諸多偵查手段中發(fā)揮重要作用。在公安刑偵工作中，對海量的鞋印圖片進(jìn)行查找和比對是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。目前，國內(nèi)采取的主流算法是對圖象二值化轉(zhuǎn)換，比較二值圖相似度。但由于現(xiàn)場的鞋印受介質(zhì)、載體和提取技術(shù)以及呈痕過程的諸多影響，使得現(xiàn)場鞋印照片存在光斑、噪點(diǎn)、痕跡反差小、不均勻，甚至變形、重疊等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響二值圖算法的準(zhǔn)確性，而該問題是現(xiàn)場鞋印的客觀表現(xiàn)，二值圖算法無法規(guī)避此問題，需要大量耗費(fèi)人工進(jìn)行圖像修正，效果依然不佳，使得大量技術(shù)人員逐步放棄使用該類系統(tǒng)比對，轉(zhuǎn)而人工海選鞋印，造成大量人力成本付出，并且產(chǎn)出較低。如何找到一種適應(yīng)現(xiàn)場鞋印特點(diǎn)的比對方案，提高準(zhǔn)確性和可操作性，是當(dāng)前急需解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，包括如下步驟：
s1，對大量清晰完整的鞋底樣本花紋進(jìn)行篩選，選取足夠數(shù)量的不特定鞋底花紋進(jìn)行比較分析，確定分析方向；
s2，根據(jù)分析方向，對鞋底花紋進(jìn)行語義特征歸納，提煉鞋底花紋的組成成分和特征維度；列舉樣本足跡，反復(fù)修正特征和維度，直至特征具有普遍性；
s3，明確鞋底花紋特征定義和組織規(guī)則，通過鞋底花紋特征成分和維度關(guān)系，對宏觀特征和微觀特征進(jìn)行定義，并將鞋底花紋特征進(jìn)行相應(yīng)編碼，根據(jù)編碼規(guī)則對鞋底花紋進(jìn)行分類。
上述技術(shù)方案的有益效果為：從鞋底花紋圖像語義出發(fā)，通過采集大量數(shù)據(jù)樣本做分析比較，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)鞋底花紋組成原理和組織規(guī)律，尋找最適合的特征編碼與查碼方案，通過特征編碼的方式，賦予鞋印科學(xué)的個(gè)性特征，進(jìn)而對鞋底花紋進(jìn)行特征標(biāo)注達(dá)到分類查詢的技術(shù)效果。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，所述s1包括：
s1-1，觀察鞋底花紋的形態(tài)，比較鞋底花紋輪廓、弓部、掌部和跟部的功能區(qū)是否一致，顯著花紋特征是否相似；
s1-2，比較鞋底花紋的區(qū)域關(guān)系、位置、范圍是否相似；
s1-3，比較鞋底花紋相應(yīng)位置的幾何圖形種類、組合方式、排列方式是否相似；
s1-4，比較鞋底花紋單元大小、圖形密度是否相似。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，所述s2包括：
s2-1，通過對不特定大量鞋樣鞋底花紋觀察，提煉鞋底花紋構(gòu)成要素；
鞋底花紋基本構(gòu)成單位為幾何圖形；幾何圖形在形狀、大小范圍、方向、相互關(guān)系、圖形密度、位置六個(gè)因素的影響下發(fā)生變化，產(chǎn)生鞋底花紋構(gòu)成的三個(gè)基本要素：元素、單元、圖區(qū)；它們之間的關(guān)系是：幾何圖形即為元素；元素組合形成了單元；單元的排列的規(guī)律性稱為骨骼，具有相同元素、單元和骨骼的范圍稱為圖區(qū)；圖區(qū)的布局形成了整個(gè)鞋底花紋的基本樣式；
s2-2,分析相似鞋底花紋構(gòu)成要素、影響花紋種類的因素，通過對差異點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)比較，發(fā)現(xiàn)差異屬性來源于八個(gè)維度，分為宏觀和微觀兩個(gè)方面；其中宏觀包括：圖區(qū)相互關(guān)系、鞋底結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、顯著特征、花紋密度；微觀包括：相應(yīng)位置上的元素種類、元素大小方向、元素組合關(guān)系、單元排列方式。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，所述s3包括：
s3-1，進(jìn)行微觀特征的編碼分類，通過比較鞋底花紋圖像的元素、單元、骨骼、單元大小等微觀特征，比較鞋底花紋微觀特征相似度；
s3-2，進(jìn)行宏觀特征的編碼分類，通過比較圖區(qū)關(guān)系、鞋底結(jié)構(gòu)、顯著花紋、密度等宏觀特征，比較鞋底花紋宏觀特征相似度。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，所述s3-1的微觀特征包括：
s3-1-1，在微觀特征中對元素設(shè)置元素屬性，然后形成元素的形態(tài)特征和狀態(tài)特征；
s3-1-2，對元素特征設(shè)置完成后，在微觀特征中對單元設(shè)置單元屬性，然后形成單元特征；
s3-1-3，對單元屬性設(shè)置完成后，在微觀特征中對圖區(qū)設(shè)置骨骼屬性，形成骨骼特征。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，所述s3-2的宏觀特征包括：
s3-2-1，在宏觀特征中對顯著特征設(shè)置顯著特征屬性，然后形成顯著特征；
s3-2-2，在宏觀特征中對鞋底結(jié)構(gòu)設(shè)置鞋底結(jié)構(gòu)屬性，然后形成鞋底結(jié)構(gòu)特征；
s3-2-3，在宏觀特征中圖區(qū)關(guān)系設(shè)置圖區(qū)關(guān)系屬性，然后形成圖區(qū)關(guān)系特征。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，還包括如下編碼方法：
s4，坐標(biāo)系方法
(1)實(shí)物大小坐標(biāo)系：以圖像中拍攝的比例尺為標(biāo)準(zhǔn)，確定鞋底花紋的實(shí)際大?。唤y(tǒng)一鞋尖朝向，以鞋底花紋固定點(diǎn)為元點(diǎn)，建立坐標(biāo)系；
(2)歸一化坐標(biāo)系：采取鞋前掌前緣突點(diǎn)為i點(diǎn)、后跟后緣突點(diǎn)為ii點(diǎn)、掌部內(nèi)側(cè)外緣突點(diǎn)為iii點(diǎn)、過i、ii兩點(diǎn)的直線為垂直方向時(shí)，有過iii點(diǎn)的水平線和與鞋掌外側(cè)外緣相切的垂直線的交點(diǎn)為iv點(diǎn)；所有鞋底花紋圖像歸一化壓縮，即i、ii兩點(diǎn)間線段等比變化為統(tǒng)一長度，iii、iv兩點(diǎn)間線段長度為統(tǒng)一長度；該坐標(biāo)系下鞋底花紋原始形狀將壓縮變形，但所有形象位置將抽象化為標(biāo)準(zhǔn)鞋模的相對位置，有利于抵消現(xiàn)場鞋印變形誤差，和鞋碼誤差，描述結(jié)果接近視覺上的相似性。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，還包括如下編碼方法：
s4’,單元大小方法
在宏觀特征、微觀特征均相同的情況下，有單元大小影響鞋底花紋的種類；
單元大小取決于統(tǒng)一的標(biāo)尺下的描述，通過比例尺測量實(shí)際大小或是通過鞋底輪廓測量相對大小兩種方式描述；通過比例尺可以得到單元的實(shí)際大小，而通過歸一化測算單元相對標(biāo)準(zhǔn)鞋輪廓形象的大小；
通過圖區(qū)所在歸一化坐標(biāo)系下的像素位置，篩選最有可能為同一位置的圖區(qū)中的單元大小進(jìn)行比較；采取描述單元面積大小、周長和單元各方向投影的最大和最小值的比較。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，還包括如下編碼方法：
s4”,權(quán)重與過濾值：各特征值、維度值對總體相似度評價(jià)的價(jià)值有高有底，通過預(yù)先設(shè)定權(quán)重值，改變特征、維度的作用大??；通過設(shè)定計(jì)算過程中某個(gè)值的有效性范圍，過濾掉“噪音”，以提高精確度。
所述的鞋底花紋多維度分類與識(shí)別的編碼方法，優(yōu)選的，還包括如下編碼方法：
s4”’，密度方法，鞋底花紋范圍內(nèi)的正形所占的面積比例或者單元個(gè)數(shù)占比面積率；
還包括如下編碼方法：
s4””，位置方法，所在坐標(biāo)系下的像素位置及其像素位置集合，用于某一目標(biāo)在相同位置上的比較。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
從鞋底花紋圖像語義出發(fā)，通過采集大量數(shù)據(jù)樣本做分析比較，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)鞋底花紋組成原理和組織規(guī)律，尋找最適合的特征編碼與查碼方案，通過特征編碼的方式，賦予鞋印科學(xué)的個(gè)性特征，進(jìn)而對鞋底花紋進(jìn)行特征標(biāo)注達(dá)到分類查詢的目的。該方案通過圖形語義分析轉(zhuǎn)換特征，賦予足跡充分的特征信息，有效提高鞋印比對精度。同時(shí)通過語義轉(zhuǎn)換突破了二值圖特征提取瓶頸，大大降低圖像預(yù)處理要求，滿足對殘缺、變形、模糊、光亮不均勻足跡查詢需要。同時(shí)，鞋印花紋特征的歸納和查詢方案的研究，是圖像語義識(shí)別中，對詞典庫和語義邏輯方向研究的前期工作，對鞋底花紋語義自動(dòng)識(shí)別和比對研究有重要意義。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1a-1b是本發(fā)明鞋底花紋分析方向示意圖；
圖2是鞋底花紋要素構(gòu)成分析示意圖；
圖3是鞋底花紋維度構(gòu)成分析示意圖；
圖4是本發(fā)明元素分類示意圖；
圖5是本發(fā)明單元分類示意圖；
圖6是本發(fā)明骨骼分類示意圖；
圖7是本發(fā)明宏觀特征示意圖；
圖8是鞋底花紋四點(diǎn)定位示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
通過對數(shù)萬枚不特定鞋樣鞋底花紋觀察，發(fā)現(xiàn)區(qū)分鞋底花紋種類的判定，是通過檢材與樣本間的八個(gè)維度特征進(jìn)行打分，如圖4，部分維度關(guān)聯(lián)計(jì)算，得出四個(gè)方向的相似度值，并綜合為總相似度。1為宏觀特征的文本比對：包含圖區(qū)關(guān)系、鞋底結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、顯著元素三個(gè)維度，2為界限特征：為圖區(qū)關(guān)系維度的圖形化計(jì)算，3為微觀特征：包括元素種類、元素大小方向、元素組合關(guān)系、單元排列方式等四個(gè)維度的文本特征，以及測量得到圖區(qū)密度特征，4為單元大小特征：單元大小維度的圖形化計(jì)算。
鞋底花紋多維度分類研究
一、鞋底花紋語義分類和比對的理論基礎(chǔ)
1、鞋底花紋具有圖形語義特征：按照符號(hào)學(xué)對符號(hào)的定義，所有能用視覺看到的能指(形式)，只要觀看者能夠理解其意義，那么它們都應(yīng)算是視覺符號(hào)。而鞋底花紋的圖案多由可辨識(shí)幾何圖形構(gòu)成，可以分辨出點(diǎn)、線、面、直、方、圓等幾何意義。所以鞋底花紋中的圖形具有語義，可以分解為視覺符號(hào)，加以總結(jié)為鞋底花紋特征。
2、鞋底花紋具有組織規(guī)律語義特征：鞋底花紋設(shè)計(jì)者創(chuàng)造出的鞋底花紋樣式繁多，但其中的鞋底花紋布置和構(gòu)造依據(jù)，均來源于鞋的使用功能和美學(xué)等因素，而平面構(gòu)成就是探討二度空間的視覺文法，從平面設(shè)計(jì)和構(gòu)成著手，研究鞋底花紋的特征規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)鞋底花紋的構(gòu)成同樣符合平面構(gòu)成的基本原理，其基本幾何圖形按照美的視覺效果，力學(xué)的原理，進(jìn)行編排和組合，呈現(xiàn)出規(guī)律性、邏輯性的特點(diǎn)。所以鞋底花紋的組織規(guī)律具有語義，可以總結(jié)為鞋底花紋特征。
3、鞋底花紋語義特征有統(tǒng)一性：格式塔心理學(xué)認(rèn)為視覺元素的組織是所有心智的基本，而且是與生俱來的，并不需要刻意去學(xué)習(xí)。格式塔心理把視覺元素組織的因素定名為知覺組織律，說明人的視覺是有規(guī)律可尋的，格式塔心理學(xué)家通過大量的視覺心理實(shí)驗(yàn)總結(jié)出人類視覺的四大基本規(guī)律：
(1)鄰近性原則，即空間中距離相近的元素有被看作一體的趨勢。
(2)類似性原則，即空間中色彩、明度或者形狀近似的元素有被看作一體的趨勢。
(3)延續(xù)性原則，即人的視線有沿著空間元素流動(dòng)的趨勢。
(4)完整性原則，人類視覺有將不完整的形態(tài)使之完整的趨勢。
所以，不同的觀察者對于相同圖形有相同的認(rèn)知方式，自然會(huì)得出相同評判結(jié)論，如根據(jù)臨近性原則，鞋底花紋的元素組合方式會(huì)有相同的認(rèn)知結(jié)論，形成單元的概念；根據(jù)類似原則，形狀相似的元素或單元聚集在一起，會(huì)被自然認(rèn)知為一個(gè)整體區(qū)域，形成“圖區(qū)”的概念。延續(xù)性原則使得元素或單元的排列會(huì)被觀察者注意到，形成骨骼的概念。完整性原則使得殘缺鞋底或殘缺感的圖案足跡會(huì)被大腦補(bǔ)全得到一致的圖像評價(jià)。人天生共享同一個(gè)視覺認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)，而這些認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)不需要培訓(xùn)，這是鞋底花紋的特征定義的基礎(chǔ)。
4、鞋底花紋語義特征有穩(wěn)定性：物質(zhì)轉(zhuǎn)移學(xué)說(洛卡德交換原理)指明了痕跡的形成原理。痕跡在物體接觸面和壓力共同作用，通過物質(zhì)的轉(zhuǎn)移形成了相同的形象反映。同一鞋底花紋在不同條件下印壓形成的形象(鞋印)，如立體足跡、血足跡、灰塵足跡，加層、減層足跡等，認(rèn)知者會(huì)得到相同的鞋底花紋特征描述，鞋底花紋語義特征有穩(wěn)定性。
5、鞋底花紋種類語義識(shí)別具有抗干擾性。根據(jù)知覺恒常性(格式塔心理學(xué))，當(dāng)客觀條件在一定范圍內(nèi)改變時(shí)，我們的知覺映象在相當(dāng)程度上卻保持著它的穩(wěn)定性，即知覺恒常性。恒常性中形狀恒常性，大小恒常性(例如遠(yuǎn)處的一個(gè)人向你走近時(shí)，他在你視網(wǎng)膜中的圖像會(huì)越來越大，但你感知到他的身材卻沒有什么變化)造成觀察者對對象不同條件下觀察同一形象有相同判定。所以，殘缺、變形、模糊對鞋底花紋種類的認(rèn)定不具有決定性影響。甚至鞋底花紋相同，但鞋尺碼不同，觀察者仍然視作同一類花紋的鞋底。
6、結(jié)論
(1)鞋底花紋具有語義特征，特征有規(guī)律和內(nèi)在邏輯，其規(guī)律首先符合平面構(gòu)成理論規(guī)律，可通過歸納總結(jié)形成特征詞典。
(2)鞋底花紋特征具有統(tǒng)一性和穩(wěn)定性，鞋底花紋特征編輯可普遍適用于各觀察主體。
(3)鞋底花紋種類的識(shí)別具有較強(qiáng)抗殘缺、變形、模糊等能力，針對公安業(yè)務(wù)中現(xiàn)場鞋底花紋形成特點(diǎn)，有較強(qiáng)適應(yīng)性。
二、鞋底花紋特征及維度分析
1、鞋底花紋構(gòu)成分析方向
如圖1所示，通過對數(shù)萬枚不特定鞋底花紋觀察，發(fā)現(xiàn)人工區(qū)分鞋底花紋種類的判定，是通過檢測檢材與樣本間的多個(gè)方面的特征做出區(qū)分和判斷：
(1)比較鞋底花紋的宏觀外形，是否輪廓相似、弓部是否具備、有無跟部和跟部的功能區(qū)、有無顯著特征等。
(2)比較鞋底花紋的區(qū)域關(guān)系、位置、范圍，是否區(qū)的關(guān)系相似。
(3)比較鞋底花紋相應(yīng)位置的幾何圖形種類、組合方式、排列方式是否相似。
(4)比較鞋底花紋單元大小、密度是否相似。
2、鞋底花紋構(gòu)成要素分析
通過對不特定大量鞋樣鞋底花紋觀察，不同鞋樣花紋的構(gòu)成內(nèi)容有相似性，其基本構(gòu)成最小單位為幾何圖形，而幾何圖形在形狀、大小、方向、相互關(guān)系、圖形密度、位置六個(gè)因素的影響下發(fā)生變化，構(gòu)建出復(fù)雜多變的鞋底花紋種類。幾何圖形的變換產(chǎn)生鞋底花紋構(gòu)成的三個(gè)基本要素，它們是元素、單元、圖區(qū)。它們之間的關(guān)系是：不同幾何圖形即為元素；元素組合形成了單元；單元的排列具有規(guī)律性(骨骼)，具有相同元素、單元和骨骼的范圍形成圖區(qū)。圖區(qū)的布局形成了整個(gè)鞋底花紋的基本樣式。如圖2
3、鞋底花紋特征維度分析
通過對數(shù)萬枚復(fù)雜鞋樣鞋底元素觀察，發(fā)現(xiàn)區(qū)分鞋底元素種類的判定，是通過檢測檢材與樣本間的多個(gè)方面的特征做出區(qū)分和判斷。通過對相似鞋底元素對比，對差異點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)分析，發(fā)現(xiàn)差異屬性來源于宏觀和微觀兩個(gè)方面八個(gè)維度，其中宏觀包括：顯著特征、鞋底結(jié)構(gòu)、圖區(qū)關(guān)系、圖形密度；微觀包括：相應(yīng)位置上的元素種類、元素大小方向、元素組合關(guān)系、單元排列方式。如圖3
(1)比較鞋底元素宏觀特征：
圖區(qū)關(guān)系。比較范圍為半掌(前掌或后跟)，比較圖區(qū)與圖區(qū)的位置關(guān)系，以及分區(qū)方式(圖區(qū)分割或分隔線分隔)。
鞋底結(jié)構(gòu)。比較鞋底元素因使用功能或設(shè)計(jì)常規(guī)，在常見位置出現(xiàn)的元素特征。如鞋圍邊、弓型、端部、重心部位的特征。
顯著特征。比較在鞋底整體上反映出的直觀的顯著特點(diǎn)。如商標(biāo)。
圖形密度：比較鞋底元素范圍內(nèi)“正形”所占的面積比例或者單位面積內(nèi)單元的個(gè)數(shù)。
(2)比較鞋底元素的對應(yīng)位置上的微觀特征：
元素種類。比較對應(yīng)位置上元素的幾何屬性。
元素大小。比較元素圖形的大小。
單元大小方向。比較單元相對鞋底花紋的方向、角度。
元素組合關(guān)系。比較元素間的組合關(guān)系。
排列方式。比較元素組合單元的排列、布局方式。
4、結(jié)論
(1)鞋底花紋的構(gòu)成要素為元素、單元、圖區(qū)。而影響構(gòu)成要素的屬性為：形狀，方向、大小范圍、相互關(guān)系、圖形密度。
(2)鞋底花紋特征分類維度，宏觀角度分為：圖區(qū)關(guān)系、鞋底結(jié)構(gòu)、顯著特征、圖形密度四個(gè)維度。微觀分為：元素種類、元素組合關(guān)系、單元大小方向、排列方式四個(gè)維度。
三、鞋底花紋特征分類規(guī)則和定義
1、總述
鞋底花紋由形象圖形按照一定規(guī)律排序組合而成，形成復(fù)雜多變的鞋底花紋類別。研究發(fā)現(xiàn)其構(gòu)成規(guī)律及特征如下：1、鞋底花紋組成成分為元素、單元、圖區(qū)；2、鞋底花紋組成方式為：元素構(gòu)成單元、單元構(gòu)成圖區(qū)，圖區(qū)組合為鞋底花紋樣式。3、鞋底花紋特征定義維度為：微觀特征(元素種類、元素組合關(guān)系、單元大小方向、排列方式)、宏觀特征(圖區(qū)關(guān)系、鞋底結(jié)構(gòu)、顯著特征、圖形密度)。
2、基本詞定義
(1)鞋底花紋：出現(xiàn)在鞋大底(與地面完全接觸的部分，即底部)上的圖案與紋理。
(2)正形與負(fù)形：鞋印是由鞋底花紋凸出部位印壓客體形成的，反映鞋底花紋形態(tài)的圖案，鞋印花紋的正形不一定為鞋的凸出部位形成，而是整體處于較為明顯和突出位置、引人注目的，有具體的形象和輪廓，處于畫面前面位置、有明顯的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在的圖案，通常稱為“圖”。鞋印花紋的負(fù)形：通常稱為“底”，即“圖”的周圍空間，其特點(diǎn)為容易別忽視、不受重視、外形散漫、形狀不確定、單一、在畫面處于靠后的位置，有襯托作用。
(3)鞋底花紋范圍：指鞋底邊界線范圍內(nèi)，鞋底花紋分布的最大和全部區(qū)域。分為掌部、弓部、跟部范圍；
(4)維度：鞋印花紋分類的維度是按照區(qū)分鞋印花紋的思維方式出發(fā)，尋找影響視覺區(qū)分圖像組成的各個(gè)因素。這些相互獨(dú)立的因素稱為鞋底花紋分類的維度。
維度共同影響和組合，判定鞋底花紋的種類。鞋底花紋有形態(tài)要素(形狀、大小、方向)、構(gòu)成要素、位置要素三個(gè)類別，宏觀、微觀兩方向，形成了“元素種類”、“單元構(gòu)成”、“單元大小”、“骨骼方式”、“圖區(qū)的位置及范圍”、“圖區(qū)的關(guān)系”、“功能區(qū)結(jié)構(gòu)”、“顯著特征”等8個(gè)具體特征維度。他們之間獨(dú)立存在，互不干擾，任一維度的特征變化，將構(gòu)成列獨(dú)立而又相關(guān)的足跡花紋序列。
(5)微觀維度：微觀維度研究組成鞋底花紋的具體內(nèi)容和方式，描述底層到高層的形與形的組織特點(diǎn)。是區(qū)分鞋底花紋類別較為準(zhǔn)確的特征組成，有較強(qiáng)排他能力。但現(xiàn)場鞋印易受到現(xiàn)場呈痕因素的影響，造成微觀特征信息缺失，需結(jié)合宏觀特征使用。微觀特征包括：元素、單元、骨骼、圖區(qū)、大小。
(6)宏觀維度：宏觀維度研究鞋底花紋整體布局產(chǎn)生的特征和屬性。關(guān)注的對象范圍較大，整體互補(bǔ)，不易受現(xiàn)場成痕因素干擾，可以快速劃分鞋底花紋大類別，縮小查詢范圍，提高查詢精度。如對反差弱、變形大、介質(zhì)相融造成的模糊足跡，細(xì)節(jié)特征丟失，但宏觀特征往往較為穩(wěn)定，易發(fā)現(xiàn)。但特征區(qū)分度有限，同種宏觀屬性足跡有相當(dāng)數(shù)量。需結(jié)合微觀特征使用。
3、元素的分類與特征定義
3.1元素的定義
組成鞋底花紋的基本的圖形，分為點(diǎn)、線、面，如直線、方塊、圖文等。點(diǎn)、線、面是鞋底花紋中的形態(tài)構(gòu)成的基本元素，是將設(shè)計(jì)元素分解后找到簡單成分，不能再次分解，是最小的組成成分。
3.2元素的屬性
點(diǎn)：鞋底花紋中細(xì)小且明顯的形象稱之為“點(diǎn)”，細(xì)小為相對而言，在畫面中顯得細(xì)小。點(diǎn)的形狀可以為圓點(diǎn)、方點(diǎn)、虛線點(diǎn)等。
線：鞋底花紋中寬度與長度比值小，有軌跡感的形象稱為線。常見線為：直線、弧線、折線、波浪線、波折線、線段、螺旋線、自由線或粗線、細(xì)線、虛線、網(wǎng)格線。
面：鞋底花紋中由輪廓線構(gòu)成的輪廓形象。按照思維方式和視覺形式分為：“幾何形”、“具象形”、“偶然形”。
“幾何形”按照邊的數(shù)量和形態(tài)分為“塊紋”、“團(tuán)紋”、“團(tuán)塊紋”；“塊紋”為直邊構(gòu)成，分為“正方塊”、“長方塊”、“菱形塊”、“非矩形四邊塊”、“多邊塊”等；“多邊塊”通過出現(xiàn)的頻率和特殊形象分為“枝塊”、“凹塊”、“凸塊”、“x形塊”和“自由塊”等；“團(tuán)塊”為弧邊構(gòu)成，分為：“圓形”、“橢圓形”、“水滴形”、“枝團(tuán)”、“凸團(tuán)”、“凹團(tuán)”、“自由團(tuán)”等。
具象形:自然中原有的形象(如動(dòng)物、植物、風(fēng)景)和人為創(chuàng)造的形象(文字、商標(biāo))。
偶然形:偶發(fā)形成的，無既定規(guī)則予以重復(fù)構(gòu)建的圖形。
3.3元素特征定義
通過對鞋底花紋元素形態(tài)歸納總結(jié)，發(fā)現(xiàn)元素由多個(gè)屬性詞條描述形成具體形，相近元素間具有相同的某項(xiàng)屬性，如“弧線”、“直線”，其共同點(diǎn)為“線”，又如“弧線”、“弧塊”，共同點(diǎn)為“弧”。將元素的各項(xiàng)屬性剝離形成形態(tài)特征和狀態(tài)特征，稱為鞋底花紋元素屬性的拆分。具體特征值總結(jié)如下：
(1)形態(tài)特征：
點(diǎn)紋：面積小而形成沒有空間維度感的圖形；線紋：長寬比例較大，形成軌跡感的圖形；三邊塊紋：三個(gè)直邊圍成的面；四邊塊紋：四個(gè)直邊圍成的面；多邊塊紋：四個(gè)以上直邊圍成的面；圓紋：同幾何意義中的圓；橢圓紋：同幾何意義中的橢圓；團(tuán)塊紋：直邊和弧邊圍成的面；團(tuán)紋：弧邊圍成的面；圖紋：自然中原有的形象，如樹葉、太陽；圖字：各種字符；形象：人為創(chuàng)造的形象，如五角星、桃心；板紋：沒有邊界感的紋理圖案；空紋：大面積的背景區(qū)域，特指有突出感覺的背景；罕紋：難以歸納為常見經(jīng)典圖形的復(fù)雜圖形；
(2)狀態(tài)特征：碎狀：不規(guī)則、偶然形成的復(fù)雜多邊形，似碎石形態(tài)；組狀：特指短線成捆狀分布的屬性；直狀：同一方向延續(xù)的形態(tài)；弧狀：沿弧形軌跡延續(xù)的形態(tài)；折狀：轉(zhuǎn)折的軌跡形態(tài)；波折：連續(xù)角狀轉(zhuǎn)折形成多個(gè)夾角的軌跡形態(tài)；波浪：連續(xù)弧狀轉(zhuǎn)折形成浪花狀的軌跡形態(tài)；條狀：介于線與塊之間的狀態(tài)；正方狀：與四邊塊紋組合為正方形；矩狀：與四邊塊紋組合為矩形；菱狀：與四邊塊紋組合為凌形；非矩：與四邊塊紋組合為不規(guī)則四邊形；缺損：圖形部分缺失，但原形態(tài)感仍然顯著；軸狀：圖形為中心軸對稱狀態(tài)；聯(lián)合：兩個(gè)或多個(gè)元素連接在一起，忽略前后關(guān)系，聯(lián)合成一個(gè)新的形象；凹狀：多邊塊的一種，其中一個(gè)內(nèi)角大于180度；凸?fàn)睿憾噙厜K的一種，任意一個(gè)內(nèi)角均小于180度；枝狀：凹狀多邊塊的一種特殊形狀，有強(qiáng)烈的分支感；e狀：支形塊的一種特殊形狀，多個(gè)內(nèi)角為90度，如“e”字形；x形：支形塊的一種特殊形狀，如“x”字形；鼎形：支形塊的一種特殊形狀，多個(gè)內(nèi)角為90度，如“凸”字形；縱態(tài)：腳尖朝上時(shí)，在鞋底花紋中縱向狀態(tài)，如豎線；橫態(tài)：腳尖朝上時(shí)，在鞋底花紋中橫向狀態(tài)，如橫線；斜態(tài)：腳尖朝上時(shí)，在鞋底花紋中斜向狀態(tài)，如斜線；大態(tài)：元素形狀明顯大于常見紋尺寸；無序態(tài)：圖形本身有軌跡感，且軌跡方向多變，沒有規(guī)律；螺旋態(tài)：圖形形態(tài)如螺旋狀分布，如螺旋線。陰態(tài)：圖案形象通過背景負(fù)形表達(dá)的狀態(tài)。
如圖4所示，為元素特征示意圖：
4、單元的分類與特征定義
4.1單元的定義
構(gòu)成圖形的基本單位，通過重復(fù)排列構(gòu)成鞋底花紋，具有一致性、連貫性的區(qū)域。分為單一單元和組合單元，單一單元為一個(gè)元素構(gòu)成，組合單元由多個(gè)相同或不同元素組合而成。
4.2單元屬性
(1)位置關(guān)系
包含：大形包含小形，形成內(nèi)外關(guān)系。分離：元素與元素存在一定的距離
相連：元素與元素分離，但之間由線或面相連接；相遇：元素與元素邊沿相切；相交：元素與元素部分重疊，聯(lián)合：兩個(gè)或多個(gè)元素連接在一起，忽略前后關(guān)系，聯(lián)合成一個(gè)新的形象；
(2)正負(fù)關(guān)系
透疊：兩個(gè)及以上元素相交時(shí)，去掉相交部分，保留沒有相交的部分；差疊：與透疊相反，只有互相重疊的地方可以看得見；重疊：一個(gè)形覆蓋在另一個(gè)形上，產(chǎn)生前后關(guān)系，形成一近一遠(yuǎn)的層次感；減缺：兩個(gè)及以上元素重疊時(shí)前面的缺損元素沒有畫出來，只保留后面減缺的新形象；
(3)元素種類
同構(gòu)：同一種元構(gòu)成單元。
異構(gòu)：兩種及以上元素種類構(gòu)成單元。
(4)單元方向
縱態(tài)：鞋底花紋中，單元長邊大致平行于鞋掌前緣突點(diǎn)與后跟后緣突點(diǎn)連線的狀態(tài)為縱態(tài)。橫態(tài)：縱態(tài)旋轉(zhuǎn)90度左右為橫態(tài)。斜態(tài)：縱態(tài)旋轉(zhuǎn)45度左右為斜態(tài)?？v向：單元內(nèi)元素排列方向?yàn)樯舷路较?腳跟朝上)橫向：單元內(nèi)元素排列方向?yàn)樽笥曳较?腳跟朝上)斜向：單元內(nèi)元素排列方向?yàn)閮A斜方向(腳跟朝上)環(huán)向：單元內(nèi)元素排列方向?yàn)榄h(huán)繞方向。
(5)元素?cái)?shù)量
單構(gòu)：單個(gè)元素構(gòu)成單元。雙構(gòu)：兩個(gè)元素構(gòu)成單元。群構(gòu)：組成單元過程中的群化現(xiàn)象。元素臨近，有兩個(gè)以上相同的元素，集中在一起，互相發(fā)生聯(lián)系時(shí)，便可形成群化。元素特征具有共同因素，能產(chǎn)生同一性，可以形成群化。元素排列一致，會(huì)產(chǎn)生圖形的連續(xù)性，可以構(gòu)成群化。習(xí)慣性的組合，在視覺經(jīng)驗(yàn)中，容易形成一個(gè)完整的圖形，便于聯(lián)系在一起而構(gòu)成群化。
4.3單元特征定義
在單元構(gòu)成時(shí)，存在位置關(guān)系、正負(fù)關(guān)系、元素種類、數(shù)量、方向等屬性，根據(jù)鞋底花紋單元出現(xiàn)頻率，對以上屬性加以組合、拆解，總結(jié)特征詞如下：
內(nèi)含實(shí)心：元素內(nèi)部全部為正形，且無其他形象；
內(nèi)含空心：元素呈包含關(guān)系，元素內(nèi)部大部分空間為負(fù)形；
內(nèi)含相同：元素內(nèi)部包含一個(gè)相同元素形象。可以為重疊或減缺；
減缺：兩個(gè)及以上不同元素重疊時(shí)前面的缺損元素沒有畫出來，只保留后面減缺的新形象；
內(nèi)含異種：元素呈包含關(guān)系，且種類不同；內(nèi)含矩陣：元素呈包含關(guān)系，且內(nèi)部元素呈矩陣(兩個(gè)方向)排列；內(nèi)含單排：元素呈包含關(guān)系，且內(nèi)部元素呈單向排列；內(nèi)含中心：元素呈包含關(guān)系，且內(nèi)部元呈環(huán)狀、螺旋狀或x狀排列；內(nèi)含外露：元素呈包含關(guān)系，但內(nèi)部元素與外部元素輪廓有相切；內(nèi)含單線：元素呈包含關(guān)系，內(nèi)部為一線狀元素；內(nèi)含罕見：元素呈包含關(guān)系，但內(nèi)部構(gòu)造未歸納；多層環(huán)繞:元素有多重內(nèi)含關(guān)系；群化組合：大量同類元素排列形成單元；多項(xiàng)組合：三至五個(gè)元素組合，結(jié)構(gòu)簡單的單元；二項(xiàng)組合：兩個(gè)元素組合形成單元；同種組合：組合單元由同種元素組成；異種組合：組合單元有不同元素組成；橫向組合：組合元素橫向排列；縱向組合：組合元素縱向排列；無向組合：組合方向非簡單的橫向、縱向或環(huán)繞；鏡像組合：單元成軸對稱狀態(tài)；環(huán)繞組合：多個(gè)同種元素環(huán)向排列形成環(huán)狀形象的單元；交融組合：元素間為分離關(guān)系，群構(gòu)形成單元，但單元間組成部分公用；聯(lián)合組合：元素大面積相連接形成組合關(guān)系；連線組合：元素間為分離關(guān)系，但有‘相連’的情況；復(fù)雜組合：骨架明晰，但單元組合種類、方向、數(shù)量變化較為復(fù)雜，單元?jiǎng)澐侄嘣浴?/p>
如圖5所示，單元特征示意圖。
5、圖區(qū)
5.1圖區(qū)的定義
指相同或相近元素、單元按照一定規(guī)律(骨骼)重復(fù)排列，產(chǎn)生連續(xù)、有規(guī)律、有秩序、和諧統(tǒng)一視覺效果的區(qū)域范圍。圖區(qū)一般由元素、單元的種類和排列方式劃分，但分割線也可形成區(qū)域感，分割線可以為線、條或是較明顯的間隙。
5.2重復(fù)構(gòu)成
以一個(gè)單元體在基本格式內(nèi)重復(fù)排列，排列時(shí)可做方向、位置變化。
相似或相同的形狀做大小、方向的重復(fù)。根據(jù)鞋底花紋中圖區(qū)的位置、重復(fù)構(gòu)成的方向、顯著特征等分為：縱排、對排、矩陣、網(wǎng)格、散落、環(huán)繞、圍排、蜿蜒、z排、少排、單置、罕排。
構(gòu)成關(guān)系：單元排列過程中，單元間在種類、位置等方面的屬性。
異替、交錯(cuò)、夾雜、鑲嵌、連線、粘連。
5.3骨骼定義
鞋底花紋設(shè)計(jì)，依照一定的規(guī)律將基本形組合起來，這種管轄編排形象的方式稱為骨骼。分為規(guī)律和非規(guī)律性骨骼。基本格式：90度排列格式、45度排列格式、弧線排列格式、折線排列格式。
規(guī)律性骨骼：重復(fù)、近似、漸變、發(fā)射、特異；
非規(guī)律性骨骼：密集、對比、分割、肌理、空間、圖形想象。
5.4骨骼的屬性
(1)骨骼的方向：單向-雙向(平面二維方向)、發(fā)射(內(nèi)外方向)、散落(無方向)、正向-斜向(鞋跟朝上)、單排-雙排-多排(排列列數(shù))。
(2)骨骼中單元的變化：交錯(cuò)(單元位置變化)、夾雜(單元種類無規(guī)律變化)、異替(單元種類規(guī)律變化)、特異(某一單元變化)、漸變(所有單元規(guī)律變化)、
5.5骨骼特征定義
縱排：單元單向單排縱向重復(fù)排列；對排：單元單向雙排縱向重復(fù)排列；矩陣：單元雙向多排重復(fù)排；網(wǎng)格：單元雙向多排重復(fù)排列，單元相切呈網(wǎng)格狀態(tài)；散落：單元無向重復(fù)排列；環(huán)繞：單元環(huán)形方向排列；圍排：單元沿著鞋底圍邊范圍排列；蜿蜒：單元排列軌跡呈波浪狀；z排：單元排列軌跡呈波折狀；單置：一個(gè)單元構(gòu)成整個(gè)圖區(qū)；罕排：排列方式少見，未歸納；異替：區(qū)內(nèi)由兩種及以上的單元有規(guī)律的重復(fù)交替排列而成；交錯(cuò)：同一種單元構(gòu)成，該單元位置發(fā)生變化，形成有規(guī)律的交替變化；夾雜：兩種及以上單元組成圖區(qū)，主單元有規(guī)律均勻分布，附單元類型少量無規(guī)律分布其中；鑲嵌：單元輪廓邊緣間等距，形成條狀間隙；連線：單元間有細(xì)線牽連；連片：單元間由片狀物牽連；重疊：單元間由重疊、遮擋感；漸變：把基本形按照大小、方向、虛實(shí)等關(guān)系漸次變化構(gòu)成形式；
(1)形狀的漸變：一個(gè)基本形漸變到另一個(gè)基本形，可以由完整到殘缺，也可以簡單到復(fù)雜，抽象到具體。(2)方向的漸變：基本形的方向，通過平面旋轉(zhuǎn)，發(fā)生有規(guī)律的逐漸變動(dòng)。(3)位置的漸變：基本形作為位置漸變時(shí),骨架線發(fā)生逐漸變化。(4)大小的漸變：基本形由大到小的逐漸排列。(5)虛實(shí)的漸變：虛像到實(shí)像的逐步變化。(6)疏密的漸變：單元排列密度的漸變。統(tǒng)一：單元形態(tài)均不一致，但都有共同的某項(xiàng)屬性，如元素類別(四邊塊紋)，單元結(jié)構(gòu)(內(nèi)同)等，形成傾向認(rèn)為是同一類單元而化為一個(gè)圖區(qū)的劃分方式；
特異：圖區(qū)中某一單元?jiǎng)×易兓c其他單元脫離，形成明顯的關(guān)注感；
如圖6所示，骨骼特征示意圖。
6、宏觀特征
6.1宏觀特征的定義
宏觀特征從鞋底花紋整個(gè)范圍內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn)的特征，特征來源于顯著元素、鞋底結(jié)構(gòu)、圖區(qū)關(guān)系。宏觀維度研究鞋底花紋整體布局產(chǎn)生的特征和屬性，從整體上描述鞋底花紋特征，特征值不易受現(xiàn)場成痕因素干擾，可以快速劃分鞋底花紋基本類別，縮小查詢范圍，提高查詢精度。如對鞋印痕中反差弱、變形、紋線模糊的足跡，細(xì)節(jié)特征丟失，但宏觀特征往往較為穩(wěn)定，容易保留。但宏觀特征區(qū)分度有限，同種宏觀值的鞋底花紋較多。需結(jié)合微觀特征使用。
6.2宏觀特征的屬性
主要從圖區(qū)的位置關(guān)系，鞋底結(jié)構(gòu)特征，較為顯著花紋形態(tài)和關(guān)系入手，分為三個(gè)方面的特征：
(1)顯著特征：在鞋底整體花紋上反映出的顯著特點(diǎn)
(2)鞋底結(jié)構(gòu)：鞋底花紋應(yīng)功能或款式設(shè)計(jì)而形成花紋特征。如鞋圍邊、弓部、端部、重心部位的特征。
(3)圖區(qū)關(guān)系：討論范圍為半掌(前掌或后跟)，圖區(qū)與圖區(qū)的位置關(guān)系，以及分區(qū)種類(圖區(qū)分割或分隔線分隔)。
6.3宏觀特征定義：
(1)顯著特征類
直芯：包圍宏觀特征中，中心處圖區(qū)為豎條狀；橄欖：橄欖形態(tài)的圖區(qū)，常出現(xiàn)包圍結(jié)構(gòu)中；橫斷：范圍內(nèi)有左右貫通的、顯著的隔斷；顯線：貫穿多區(qū)的顯著的實(shí)心線或條；擦線：貫穿多區(qū)的顯著的陰狀的線或條；顯塊：顯著的大塊圖形，通常為實(shí)心重疊在各圖區(qū)上?？諈^(qū)：較大范圍的底紋區(qū)域(無花紋)；重心：掌部或跟部重心處出現(xiàn)花紋分區(qū)；離散：鞋底花紋主要由分離狀態(tài)的團(tuán)、塊組成；散線：鞋底花紋主要由不規(guī)則的線紋組成；縱條：鞋底花紋主要由縱向排列的長線或長條塊組成；拼嵌：鞋底花紋主要由鑲嵌的塊紋組成；網(wǎng)絡(luò)：鞋底花紋主要由網(wǎng)格組成；板區(qū)：鞋底花紋主要由紋理(板紋)組成；形象：鞋底花紋中由明顯的圖畫組成；區(qū)塊：鞋底花紋中的單元成包含關(guān)系，外部元素面積較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有區(qū)域感，但該單元仍然重復(fù)構(gòu)成圖區(qū)；連片：鞋底花紋中由粘連的圖案組成；大塊：鞋底花紋中主要單元面積明顯較大；小粒：鞋底花紋中主要單元明顯細(xì)?。恍D(zhuǎn)：鞋底花紋中主要骨骼為環(huán)繞；發(fā)射：中心在鞋底花紋外或邊沿，骨骼為發(fā)射；輻射：中心點(diǎn)在鞋底花紋內(nèi)，骨骼為發(fā)射；蜿蜒：鞋底花紋中主要為蜿蜒狀的排列；
(2)鞋底結(jié)構(gòu)
功能性：
無端：前掌前緣或后跟后緣沒有耐磨塊或獨(dú)立的圖區(qū)。有端：前掌前緣或后跟后緣有耐磨塊或獨(dú)立的圖區(qū)，稱端區(qū)。凸端：端區(qū)朝向掌心的邊沿形態(tài)為凸形；平端：端區(qū)朝向掌心的邊沿形態(tài)為水平；斜端：端區(qū)朝向掌心的邊沿形態(tài)為傾斜狀；大端：端區(qū)面積超出常見范圍尺寸；普端：端區(qū)面積為常見尺寸；小端：端區(qū)面積小于常見尺寸；板端：端部圖區(qū)為板紋(紋理)；線端：端部圖區(qū)由線紋構(gòu)成；塊端：端部圖區(qū)由塊紋構(gòu)成；點(diǎn)端：端部圖區(qū)由點(diǎn)紋構(gòu)成；有弓：鞋弓部有花紋；無弓：鞋弓部無花紋；半弓：鞋弓為空心或一半結(jié)構(gòu)。無圍：范圍內(nèi)沒有圍邊；有圍：范圍內(nèi)有圍邊(環(huán)繞鞋底邊緣的條狀圖區(qū))；線圍：圍邊為順鞋邊沿的線紋。窄圍：圍邊為除線圍外的其他構(gòu)成，且圍邊較窄，不計(jì)入圖區(qū)。附圍：圍邊由多層圖區(qū)環(huán)繞組成；
對稱性：
紋稱：范圍內(nèi)單元分布對稱；紋偏：范圍內(nèi)單元不分布對稱；構(gòu)稱：圖區(qū)分布對稱；構(gòu)偏：圖區(qū)分布不對稱；
(3)圖區(qū)關(guān)系
單區(qū)：范圍內(nèi)由一個(gè)區(qū)組成整個(gè)鞋底花紋；獨(dú)區(qū)：范圍內(nèi)由一個(gè)區(qū)組成，且該區(qū)為一個(gè)單元；包圍：由交寬圍邊區(qū)和中心區(qū)組成；左右：區(qū)呈現(xiàn)左右分布，可以為對稱或非稱，有時(shí)同一個(gè)區(qū)因單元分布有強(qiáng)烈左右關(guān)系，也定為左右宏觀；上下：區(qū)域分布為上下關(guān)系，面積不一定相等，鞋跟部分視面積大小判斷是否為區(qū)；斜區(qū)：圖區(qū)呈現(xiàn)傾斜兩側(cè)分布，介于上下、左右圖區(qū)關(guān)系間；復(fù)雜：圖區(qū)分布未歸納，關(guān)系暫不明確。嵌區(qū)：兩個(gè)及以上區(qū)域重合，通過間隙展現(xiàn)，無遠(yuǎn)近層次感；覆疊：一個(gè)圖區(qū)形覆蓋在另一個(gè)圖區(qū)上，產(chǎn)生前后關(guān)系，形成一近一遠(yuǎn)的層次感；減缺：兩個(gè)圖區(qū)重疊，前面的缺損元素沒有畫出來，只保留后面減缺的新形象。減去的部分仍有語義特征；區(qū)融：圖區(qū)間的區(qū)域發(fā)生重疊、交叉；傾向：圖區(qū)分割不經(jīng)典，傾向認(rèn)定；區(qū)似：區(qū)的劃分因單元或排列方式相近，出現(xiàn)多種劃分標(biāo)準(zhǔn)；區(qū)割：由分割造成的分區(qū)感。如分割線或顯著距離；隔區(qū)：同一圖區(qū)不連續(xù)；對向：范圍內(nèi)只由一個(gè)“對排”特征的骨骼組成；無律：區(qū)域間的位置關(guān)系復(fù)雜，無法簡單分類；
如圖7所示，宏觀特征示意圖。
7、單元大小
在宏觀、微觀均相同的情況下，仍有單元大小影響鞋底花紋的種類，例如細(xì)線縱向排列構(gòu)成全部鞋底花紋，也有粗線相同布局構(gòu)成另一種鞋底花紋，所以需要描述。同時(shí)，單元大小也是有效排除不同種類鞋底花紋的有效維度。
單元大小取決于統(tǒng)一的標(biāo)尺(坐標(biāo)系)下的描述?？梢酝ㄟ^比例尺或是鞋底視覺大小兩種方式描述，區(qū)別在于通過比例尺可以得到單元的實(shí)際大小，通過歸一化鞋印的全長，測算單元相對大小，即視覺大小。第二種方案，描述視覺上鞋底花紋的種類，即排除比例尺誤差和鞋碼差異來帶的干擾。
單元的大小描述方法有多種，可采取描述單元面積、周長大小的比較。
8、位置
特征所在坐標(biāo)系下的像素位置，用于確認(rèn)某一確切特征相同位置上的目標(biāo)。
9、坐標(biāo)系
(1)實(shí)物大坐標(biāo)系：以比例尺為標(biāo)準(zhǔn)，確定鞋底花紋的實(shí)際大小。以鞋底花紋固定點(diǎn)為元點(diǎn)(如前掌前緣突點(diǎn))，同一朝向(如后跟前緣突點(diǎn)與后跟后緣突點(diǎn)連線垂直坐標(biāo)系橫軸，鞋尖朝上)建立坐標(biāo)系。
(2)歸一化坐標(biāo)系：
四點(diǎn)定位：
i點(diǎn)：鞋掌前端外緣突點(diǎn)；
ii點(diǎn)：鞋跟后端外緣突點(diǎn)；
iii點(diǎn)：鞋掌內(nèi)側(cè)外緣突點(diǎn)；
iv點(diǎn)：過i、ii兩點(diǎn)的直線為垂直方向時(shí)，有過iii點(diǎn)的水平線和與鞋掌外側(cè)外緣相切的垂直線交點(diǎn)為iv點(diǎn)。
如圖8所示，圖形歸一化：足跡圖片沿點(diǎn)i、ii方向壓縮至i、ii兩點(diǎn)間線段長28cm。圖片沿點(diǎn)iii、iv方向壓縮至iii、iv兩點(diǎn)間線段長10cm。過i、ii兩點(diǎn)的直線為垂直方向時(shí)，分別過點(diǎn)i、ii的水平線，與分別過點(diǎn)iii、iv的垂直線所圍成的矩形為足跡的矩形范圍。壓縮確保所有圖片預(yù)處理后的足跡矩形范圍為相同像素矩陣。
歸一化坐標(biāo)系：以足跡的矩形框?yàn)榻缦?，設(shè)任意一像素點(diǎn)(如第一行和第一列)為坐標(biāo)元點(diǎn)(0,0)。水平方向?yàn)榈谝惠S，垂直方向?yàn)榈诙S。
該坐標(biāo)系下鞋底花紋原始形狀將壓縮變形，但所有形象位置將抽象化的歸為標(biāo)準(zhǔn)鞋模的相對位置，有利于抵消變形誤差，和鞋碼誤差，描述結(jié)果接近視覺上的相似性。
10、圖形密度
鞋底花紋范圍內(nèi)“正形”所占的面積比例。
四、關(guān)于鞋底花紋多維度分類方案的注意事項(xiàng)
1、二義性
一個(gè)圖形或排列方式等特征，不同觀察者得出兩個(gè)或以上的合理判定，稱為特征的二義性。其原因?yàn)椴糠謭D像的語義本身存在多重解釋(如凹塊和叉狀塊)，圖形反映不完全造成解釋差異，或觀察者認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)差異造成解釋差異。二義性是影響圖文分區(qū)的主要因素。二義性的產(chǎn)生與生俱來，是人工認(rèn)知的基本屬性，很難避免。但是，二義性有共同認(rèn)知的特點(diǎn)，即客體本身的二義解釋是基本固定的，不是任意答案，產(chǎn)生二義的情況也是有限的，不是任何客體都有二義性。所以，通過預(yù)定編碼規(guī)則，計(jì)算機(jī)輔助測量和判定，可以減少二義性影響。
2、鞋底花紋特征標(biāo)定原則
特征的確定遵照簡單、直觀的原則，語義感強(qiáng)烈的、不復(fù)雜的解釋首先考慮；能夠減少特征量的解釋方案首先考慮；復(fù)雜的圖形向經(jīng)典、常見的圖形解釋；
3、特征的信息量
一個(gè)完整的鞋底花紋含有多個(gè)特征，特征與特征不是獨(dú)立的，而是有關(guān)聯(lián)和法則的，如一個(gè)正方塊內(nèi)含一個(gè)圓紋的單元，該單元矩陣形成的鞋底花紋，其特征為“(方塊-內(nèi)含-圓紋)-矩陣”?！胺綁K”和“圓紋”是元素，“-內(nèi)含-”關(guān)聯(lián)兩個(gè)元素，并帶有方向(前詞向后詞對應(yīng))。而“-矩陣”只連接前一個(gè)詞組，同時(shí)是對“()”內(nèi)所有特征起作用，即“方塊”是矩陣的，內(nèi)含的“圓紋”是矩陣的、“內(nèi)含”關(guān)系也是“矩陣”的。其信息總量為：
(1)方塊、內(nèi)含、圓紋、矩陣；
(2)方塊-內(nèi)含、內(nèi)含-圓紋、圓紋-矩陣、內(nèi)含-矩陣、方塊-矩陣；
(3)方塊-內(nèi)含-圓紋、內(nèi)含-圓紋-矩陣、方塊-內(nèi)含-矩陣；
(4)方塊-內(nèi)含-圓紋-矩陣。
特征的綁定：通過指明特征的相互關(guān)系，保證信息的準(zhǔn)確和數(shù)量，并避免無關(guān)特征的組合，出現(xiàn)語義歧義。特征綁定通過連接特征實(shí)現(xiàn)，如直線，表達(dá)為直狀、直線、直狀-直線三個(gè)特征值。
5、鞋底花紋分類的內(nèi)含
“鞋底花紋多維度分類方案”采用圖形語義分析的方法解析鞋底花紋特征，區(qū)分圖形類別、圖形關(guān)系、位置、大小、密度等特征，用于鞋底花紋的比對和查詢，但不限于文中指出的具體特征和定義。人工解析是該分類方案的一種信息獲取渠道，但不限于人工標(biāo)注獲取的方式，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別以上總結(jié)的形狀和關(guān)系等特征，同樣屬于該類分類方法的運(yùn)用。對鞋底花紋的圖形分類和組成關(guān)系的研究是該方法的內(nèi)含。
基于鞋底花紋多維度分類規(guī)則，可以獲取鞋底花紋“元素種類”、“單元構(gòu)成”、“單元大小”、“骨骼方式”、“圖區(qū)的位置及范圍”、“圖區(qū)的關(guān)系”、“功能區(qū)結(jié)構(gòu)”、“顯著特征”等8個(gè)具體特征維度的特征值。設(shè)計(jì)思路為通過各個(gè)維度相似度的計(jì)算，計(jì)算出其相似度，并通過得分排名找到鞋底花紋一致的目標(biāo)。即查找兩鞋底花紋在相同位置上有相同花紋形態(tài)、相同花紋組合、相同花紋排列且相同單元大小的鞋底花紋；系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)庫、參數(shù)設(shè)置、圖片預(yù)處理、特征錄入、算法、查詢、串并等幾個(gè)單元模塊。
經(jīng)過編碼之后，通過如下方法進(jìn)行查碼操作，
一、算法主線：
1、預(yù)設(shè)各特征鍵值及名稱t、設(shè)定各權(quán)重值r。
2、圖像預(yù)處理：四點(diǎn)標(biāo)定鞋底花紋在圖像中的范圍
i點(diǎn)：鞋掌前端外緣突點(diǎn)；
ii點(diǎn)：鞋跟后端外緣突點(diǎn)；
iii點(diǎn)：鞋掌內(nèi)側(cè)外緣突點(diǎn)；
iv點(diǎn)：過i、ii兩點(diǎn)的直線為垂直方向時(shí)，有過iii點(diǎn)的水平線和與鞋掌外側(cè)外緣相切的垂直線交點(diǎn)為iv點(diǎn)。
3、圖形歸一化：足跡圖片沿點(diǎn)i、ii方向壓縮至i、ii兩點(diǎn)間線段長28cm。圖片沿點(diǎn)iii、iv方向壓縮至iii、iv兩點(diǎn)間線段長10cm。過i、ii兩點(diǎn)的直線為垂直方向時(shí)，分別過點(diǎn)i、ii的水平線，與分別過點(diǎn)iii、iv的垂直線所圍成的矩形為足跡的矩形范圍。壓縮確保所有圖片預(yù)處理后的足跡矩形范圍為相同像素矩陣。
4、歸一化坐標(biāo)系：以鞋底花紋的矩形框?yàn)榻缦蓿O(shè)任意一像素點(diǎn)(如第一行和第一列)為坐標(biāo)原點(diǎn)(0，0)。水平方向?yàn)閤軸，垂直方向?yàn)閥軸。
5、實(shí)際坐標(biāo)系：以鞋底花紋圖片中比例尺為標(biāo)準(zhǔn)，保障鞋底花紋為比例尺下實(shí)際大小。設(shè)三點(diǎn)定位中i點(diǎn)為原點(diǎn)(0，0)。水平方向?yàn)閤軸，垂直方向?yàn)閥軸。
6、在坐標(biāo)系下標(biāo)畫出圖區(qū)的范圍，并生成圖區(qū)qv，記錄圖區(qū)qv的像素坐標(biāo)集合。(兩種坐標(biāo)系均可使用，歸一化坐標(biāo)系傾向任意尺碼花紋類別比較，實(shí)際坐標(biāo)系傾向等大鞋底花紋比較)。
7、特征集合t：預(yù)設(shè)掌部宏觀、跟部宏觀、圖區(qū)qv共v+2個(gè)特征框，逐個(gè)輸入特征集合內(nèi)的特征值t。
8、單元大?。河涗浤硤D區(qū)qv中單元的大小值，面積為s，周長為c。
9、分別計(jì)算各個(gè)維度的相似度，再匯總求得總相似度。計(jì)算的維度按照宏觀特征比較、圖區(qū)特征值比較、單元大小比較、圖區(qū)界限比較四個(gè)維度展開。各個(gè)特征的比較是基于相同位置的特征比較。
(1)宏觀特征的比較：通過計(jì)算相同范圍內(nèi)宏觀語義的相似程度，判定檢材和樣本在宏觀上的屬性相似度。
(2)圖區(qū)特征值的比較：相同圖區(qū)(范圍和位置一致)內(nèi)的特征相似度。
(3)單元大小比較：相同圖區(qū)(范圍和位置一致)內(nèi)同一單元的大小相似度計(jì)算。
(4)圖區(qū)界限比較：通過比較圖區(qū)的范圍和位置判定圖區(qū)結(jié)構(gòu)的相似度。
(5)維度匯總：因各個(gè)維度關(guān)系相互獨(dú)立，各維度上的值視為一個(gè)方向上的屬性，該維度各個(gè)值涵蓋該維度上所有特征情況，各個(gè)維度組合形成一個(gè)多維空間，空間上任意一點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)鞋底花紋類型。點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離表示其差異的程度，距離越短，相似度越高。故采取歐式距離計(jì)算匯集維度得分。
10、維度尺度的統(tǒng)一：各維度計(jì)算單位需要一致才能合并計(jì)算，需要按照統(tǒng)一單位計(jì)算維度相似度值，如百分比。
11、權(quán)重：各特征值、維度值對總體相似度評價(jià)的價(jià)值有高有底，通過預(yù)先設(shè)定權(quán)重值大小，改變特征、維度的作用大小。
12、查詢：提交檢材查詢請求，修改查詢樣本范圍，指定必含或必不含(見下文詳解)值，發(fā)起查詢。
13、串并：通過任意維度組合得出綜合相似度得分排名。選擇目標(biāo)鞋底花紋形成類案鞋底花紋。
二、計(jì)算式
1、宏觀特征維度相似度計(jì)算
1.1宏觀特征：宏觀掌部、跟部兩個(gè)特征集合的各自比較；
1.2特征集合：該類別下標(biāo)注的所有特征。分為掌部宏觀和跟部宏觀兩個(gè)集合；
1.3相似度公式：兩個(gè)集合之間的相似性采用jaccard相似指數(shù)描述——兩個(gè)集合集交集的元素個(gè)數(shù)除以并集的元素個(gè)數(shù)。
公式如下：
1.4已知條件：
設(shè)：(1)tn為檢材特征；
(2)tm為樣本特征；
(3)掌部為一個(gè)特征集合，跟部為另一個(gè)特征集合；
檢材掌部特征和跟部特征集合特征共n個(gè)；小寫n為該集合中特征的序號(hào)；
樣本掌部特征和跟部特征集合特征共m個(gè)；小寫m為該集合中特征的序號(hào)；
(4)an為檢材特征tn的比對值；
(5)rtn為檢材特征tn的權(quán)重；
(6)rtm為預(yù)先設(shè)定的樣本特征tm的權(quán)重；
(7)r1為預(yù)先設(shè)定的宏觀特征總權(quán)重；
(8)xn為檢材特征tn的必含值、yn為檢材特征tn的必不含值：
含義：目標(biāo)集合必須含有或必須不含有指定特征tn；
必含：目標(biāo)集合含有該特征，xn＝1，否則＝0；
必不含：目標(biāo)集合含有該特征yn＝0，否則＝1；
1.5計(jì)算步驟：
①特征缺失判斷：
f掌(n,m)＝if(nm＞0,1,0)、f跟(n,m)＝if(nm＞0,1,0)
如果檢材或樣本的掌部宏觀特征集合為空，函數(shù)f掌(n,m)＝0，否則＝1。如果檢材或樣本的跟部宏觀特征集合為空，函數(shù)f跟(n,m)＝0，否則＝1。即宏觀特征集合缺失，該部分不參與計(jì)算。如f掌和f跟均為0，宏觀特征停止運(yùn)算，宏觀特征總分h1＝0。
②比對掌部特征和跟部特征得分t：
檢材掌部宏觀特征與樣本掌部宏觀特征比較，樣本特征集中含有檢材特征tn，則an值為1，否則值為0。
檢材跟部宏觀特征與樣本跟部宏觀特征比較，樣本特征集中含有tn，則an值為1，否則值為0。
比對掌部特征和跟部特征得分：掌部特征、跟部特征必含不含判定后，比對特征得分的權(quán)重和為
t＝t掌+t跟。
③特征總數(shù)b
b＝b掌+b跟，即檢材、樣本掌部和跟部的特征權(quán)重和。
④宏觀總分h1
相對分：
h1＝r1(h1掌+h1跟)/{f掌(n,m)+f跟(n,m)}
＝r1{t掌/(b掌-t掌)+t跟/(b跟-t跟)}/{f掌(n,m)+f跟(n,m)}
即掌、跟特征比中權(quán)重總分占檢材、樣本的掌、跟部的特征權(quán)重總數(shù)的百分比；
宏觀絕對分：
即掌部和跟部比中特征權(quán)重和占檢材掌、跟特征權(quán)重的比例。
注：相對分與絕對分為兩種方案，計(jì)算時(shí)任選其一。相對分用于描述樣本、檢材特征的一致程度，絕對分用于描述樣本涵蓋檢材特征的程度。
2、界限特征相似度：
2.1：定義
區(qū)：即圖區(qū)，指相同花紋形態(tài)、構(gòu)成的區(qū)域。有一個(gè)特征集合容納其區(qū)內(nèi)特征，同時(shí)有一個(gè)像素集描述其區(qū)的位置和范圍。
區(qū)組：檢材和樣本比對時(shí)，兩個(gè)區(qū)的配對編號(hào)。
界限：某個(gè)圖區(qū)的所有像素的位置集合。
2.2已知條件：
檢材區(qū)域總數(shù)u，樣本區(qū)域總數(shù)v；
檢材圖區(qū)qu、樣本圖區(qū)qv；
所有檢材與樣本區(qū)的排列組合，得到區(qū)組quv共uv組；下標(biāo)uv為組合標(biāo)記，非乘積，u和v分別為檢材區(qū)域序號(hào)和樣本區(qū)域序號(hào)；
檢材區(qū)qu像素集du，面積值du；
樣本區(qū)qv像素集dv，面積值dv；
預(yù)先設(shè)定的界限權(quán)重r2；
預(yù)先設(shè)定的界限過濾參數(shù)r′2；
2.3計(jì)算步驟：
①區(qū)組quv重疊區(qū)域像素集合euv＝du∩dv
euv為euv的面積大??；
區(qū)組quv覆蓋區(qū)域fuv＝du∪dv；
fuv面積大小fuv＝du+dv-euv；
總交集面積
區(qū)組quv界限相似度zuv＝euv/fuv(當(dāng)fuv＝0，zuv＝0)；
檢材qu的最優(yōu)區(qū)組界限相似度zu，為與qu配對的v個(gè)以v為變量的quv的界限相似度集合的最大值zu＝max(zuv)；
②過濾值iuv
iuv＝f(zuv)
f(zuv)運(yùn)算規(guī)則：當(dāng)zuv值小于界限過濾參數(shù)r’2的，函數(shù)f(zuv)記為0，否者為1；
③界限特征相似度h2
方案一：
方案二：
方案一為區(qū)組相似度大于過濾值的有效重疊面積占比率；方案二為當(dāng)檢材區(qū)數(shù)大于、等于樣本區(qū)數(shù)時(shí)，檢材區(qū)的最佳相似度的平均值。當(dāng)樣本區(qū)數(shù)少于檢材時(shí)，則對稱計(jì)算樣本的界限相似度，并記為h2。
當(dāng)區(qū)域描述中，整體樣本庫小面積區(qū)描述不佳時(shí)，方案一為優(yōu)。整體區(qū)域個(gè)數(shù)描述較為準(zhǔn)確時(shí)，方案二為優(yōu)。
3、明確三點(diǎn)的細(xì)節(jié)特征相似度：
3.1區(qū)域特征的相似度：圖區(qū)對應(yīng)的特征集合相似度比較。
3.2已知條件
(1)檢材區(qū)域數(shù)u，樣本區(qū)域數(shù)v；
檢材圖區(qū)qu、樣本圖區(qū)qv；
所有檢材與樣本區(qū)的排列組合，得到區(qū)組quv共uv組；
(2)檢材圖區(qū)qu特征集合特征共n個(gè)；
tn為檢材特征；
小寫n為該集合中特征的序號(hào)；
(3)樣本圖區(qū)qv特征集合特征共m個(gè)；
tm為樣本特征；
小寫m為該集合中特征的序號(hào)；
(4)an為特征tn的比對值；
(5)預(yù)先設(shè)定的rtn為檢材特征tn的權(quán)重；
(6)預(yù)先設(shè)定的rtm為樣本特征tm的權(quán)重；
(7)預(yù)先設(shè)定的r3為細(xì)節(jié)特征維度特征總權(quán)重；
(8)xn為檢材特征tn的必含值、yn為檢材特征tn的必不含值；記為0或1
含義：目標(biāo)集合必須含有或必須不含有指定特征tn；
必含：目標(biāo)集合含有該特征，xn＝1，否則＝0；
必不含：目標(biāo)集合含有該特征yn＝0，否則＝1；
(9)檢材區(qū)qu像素集du，面積值du；
樣本區(qū)qv像素集dv，面積值dv；
3.3計(jì)算步驟
①區(qū)組quv特征比對得分tuv
②對應(yīng)區(qū)組quv的特征總數(shù)為buv
即檢材區(qū)qu和樣本區(qū)qv的特征權(quán)重和；
③區(qū)組quv重疊區(qū)域euv＝du∩dv
euv面積大小euv；
區(qū)組quv覆蓋區(qū)域fuv＝du∪dv；
fuv面積大小fuv＝du+dv-euv；
總交集面積
區(qū)組quv界限相似度zuv＝euv/fuv(當(dāng)fuv＝0，zuv＝0)；
④圖區(qū)重疊過濾值iuv
iuv＝f(zuv)；
f(zuv)運(yùn)算規(guī)則：當(dāng)zuv值小于界限過濾參數(shù)r2'的，函數(shù)f(zuv)記為0，否者為1；
⑤區(qū)組quv特征比對相似度huv
相對分：huv＝tuv/(buv-tuv)
絕對分：
相對分為檢材、樣本綜合比較得分，絕對分為樣本涵蓋檢材特征數(shù)量得分。
檢材qu的位置最優(yōu)界限相似度zu：與qu配對的v為變量的quv的相似度集合zuv的最大值zu＝max(zuv)該區(qū)組quv的最大值特征相似度為位置最優(yōu)特征相似度hu；
⑥細(xì)節(jié)特征維度總分
方案一：
等同于每個(gè)像素點(diǎn)的特征相似度積分。
方案二：檢材、樣本區(qū)數(shù)最少的為計(jì)算目標(biāo)，例如檢材區(qū)數(shù)少，則取檢材qu的位置最優(yōu)界限相似度zu，zu是與qu配對的v為變量的quv的相似度集合zuv的最大值，記為zu＝max(zuv)，該區(qū)組quv的最大值特征相似度為位置最優(yōu)特征相似度hu；
如樣本區(qū)少，則改檢材u為樣本v。最優(yōu)區(qū)對應(yīng)的特征相似度平均值，對界限劃定要求較高；
最優(yōu)區(qū)對應(yīng)的特征相似度平均值，對界限劃定要求較高。
4、未明確三點(diǎn)的細(xì)節(jié)特征相似度：
沒有三點(diǎn)定位，無法確定重疊關(guān)系，默認(rèn)均可能重疊，已知條件同上。
計(jì)算步驟：
①區(qū)組quv內(nèi)特征分值為
②對應(yīng)該區(qū)組quv的特征總數(shù)為
③每區(qū)組得分：
以檢材、樣本區(qū)較少數(shù)為l＝min(u,v)；
當(dāng)u＝v時(shí)：
取檢材區(qū)號(hào)u對應(yīng)的區(qū)組集合，其特征值最大為t′u：
相對分hu＝tu'/(buv-tu')
絕對分
當(dāng)u不等于v時(shí)：
以最小區(qū)數(shù)的區(qū)號(hào)(檢材或樣本)為對應(yīng)的區(qū)組集合，計(jì)算步驟同上。
④細(xì)節(jié)特征維度總分h3；
h3為檢材特征得分u個(gè)hu的和，除以l。
5、明確三點(diǎn)的單元大小相似度：
組成圖區(qū)的主要單元大小比較，通過計(jì)算單元面積、周長相似度的乘積比較單元相似度。5.1已知條件：
檢材區(qū)域數(shù)u，樣本區(qū)域數(shù)v，所有檢材與樣本區(qū)組合，得到區(qū)組quv共k＝u*v組；
檢材單元面積su，樣本單元面積sv；
檢材單元周長cu，樣本單元周長cv；
檢材q區(qū)域面積du，樣本區(qū)域面積dv；
單元大小權(quán)重r4。
面積差過濾值r5、面積比值過濾值r′5(范圍0-1)；
周長差過濾值r6、周長比值過濾值r′6(范圍0-1)；
單元大小權(quán)重r7；
5.2計(jì)算步驟：
①最優(yōu)位置區(qū)組界限相似度z′u
區(qū)組quv重疊區(qū)域euv＝du∩dv
euv面積大小euv；
區(qū)組quv覆蓋區(qū)域fuv＝du∪dv；
quv面積大小fuv＝du+dv-euv；
總交集面積
區(qū)組quv界限相似度zuv＝euv/fuv(當(dāng)fuv＝0，zuv＝0)；
(如兩區(qū)實(shí)際不重疊，則euv＝0；即zuv＝0)；
檢材qu的最優(yōu)位置區(qū)組界限相似度zu'為與qu配對的(u為定量，v為變量)quv的界限相似度集合zuv中的最大值zu＝max(zuv)；
該max(zuv)對應(yīng)v號(hào)，為最優(yōu)位置樣本區(qū)號(hào)，記為v。
②面積相似度：auv
quv的單元面積重疊guv＝min(su,sv)；其中，min表示取su和sv中的最小值；
檢材和樣本單元總面積juv＝max(su,sv)；其中，max表示取最大值；
qu最優(yōu)位置qv單元面積相似度auv進(jìn)行如下逐項(xiàng)判斷：
當(dāng)|su-sv|小于、等于r5，則auv值為1，其中，||表絕對值；
當(dāng)|su-sv|大于r5，則auv值為guv/juv；
當(dāng)guv/juv值大于等于r’5，auv值為guv/juv；
當(dāng)guv/juv值小于r5'，auv值為0；
舉例如r4'＝1、r5'＝0.5則：
su＝8，sv＝7.5，auv＝1；
su＝8，sv＝3，auv＝0；
su＝8，sv＝6，auv＝0.75；
如zuv集合為空，對應(yīng)auv＝0
③周長相似度：buv
quv的單元周長重疊值為g'uv＝min(cu,cv)；
檢材和樣本單元總周長j′uv＝max(cu,cv)；
qu最優(yōu)位置qv單元周長相似度buv進(jìn)行如下逐項(xiàng)判斷：
當(dāng)|cu-cv|小于、等于r6，則buv值為1，
當(dāng)|cu-cv|大于r6，則buv值為g'uv/juv
當(dāng)g′uv/j′uv值小于r6'，buv值為0；
當(dāng)g'uv/j′uv值大于、等于r6'，buv值為g′uv/j′uv
舉例如r6＝1、r6'＝0.5則：
cu＝8，cv＝7.5，auv＝1；
cu＝8，cv＝3，auv＝0；
cu＝8，cv＝6，auv＝0.75；
如zuv集合為空，對應(yīng)buv＝0
④單元大小相似度：
hu＝auv*buv
⑤單元大小相似度總分：
方案一
方案二
6、未明確三點(diǎn)的單元大小相似度：
6.1已知條件：
檢材區(qū)域數(shù)u，樣本區(qū)域數(shù)v，所有檢材與樣本區(qū)組合，得到區(qū)組quv共k＝u*v組；
檢材單元面積su，樣本單元面積sv；
檢材單元周長cu，樣本單元周長cv；
檢材q區(qū)域面積du，樣本區(qū)域面積dv；
單元大小權(quán)重r4。
面積差過濾值r5、面積比值過濾值r′5，其中r′5范圍0-1；
周長差過濾值r6、周長比值過濾值r′6，其中r′6范圍0-1；
單元大小權(quán)重r7；
6.2計(jì)算步驟：
①最優(yōu)位置區(qū)組特征相似度t′u
區(qū)組quv內(nèi)特征分值為
對應(yīng)該區(qū)組quv的特征總數(shù)為
每區(qū)組得分：
相對分hu＝tu'/(buv-tu')
絕對分
取檢材區(qū)號(hào)u對應(yīng)的區(qū)組集合，其特征值最大為t′u：
該其特征值最大為t′u對應(yīng)樣本v號(hào)，為最優(yōu)位置樣本區(qū)號(hào)，記為v。
②面積相似度：auv
quv的單元面積重疊guv＝min(su，sv)；(注：min表取su和sv中的最小值)；_檢材和樣本單元總面積juv＝max(su,sv)；其中，max表取最大值；
qu最優(yōu)位置qv的單元面積相似度auv進(jìn)行如下逐項(xiàng)判斷：
當(dāng)|su-sv|小于、等于r5，則auv值為1，(注：||表絕對值)
當(dāng)|su-sv|大于r5，則auv值為guv/juv
當(dāng)guv/juv值大于等于r’5，auv值為guv/juv；
當(dāng)guv/juv值小于r5'，auv值為0；
如zuv集合為空，對應(yīng)auv＝0。
②周長相似度：buv
quv的單元周長重疊值為g′uv＝min(cu,cv)；
檢材和樣本單元總周長j′uv＝max(cu,cv)；
qu最優(yōu)位置qv的單元周長相似度buv進(jìn)行如下逐項(xiàng)判斷：
當(dāng)|cu-cv|小于、等于r6，則buv值為1，
當(dāng)|cu-cv|大于r6，則buv值為g′uv/j′uv；
當(dāng)g′uv/j′uv值小于r6'，buv值為0；
當(dāng)g′uv/j′uv值大于、等于r6'，buv值為g′uv/j′uv；
如zuv集合為空，對應(yīng)buv＝0；
④單元大小得分
hu＝auv*buv
⑤單元大小相似度總分：
方案一
方案二
7、采取歐式距離計(jì)算公式
各維度相似度通過歐式計(jì)算公式得到檢材、樣本特征的差異度，通過排序，差異度最低的樣本為鞋底花紋在宏觀特征、界限特征、細(xì)節(jié)特征、單元大小相似度最高的目標(biāo)鞋底花紋：
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
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