(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210238891.9 (22)申请日 2022.03.11 (71)申请人 吕苏芳 地址 450000 河南省郑州市金 水区东明路 206号 (72)发明人 吕苏芳　蒋鑫　蒋正宇　 (74)专利代理 机构 郑州亦鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 41188 专利代理师 张夏谦 (51)Int.Cl. G06V 40/13(2022.01) G06V 40/12(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/56(2022.01)G06V 10/30(2022.01) G06V 10/34(2022.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06F 16/51(2019.01) (54)发明名称 基于物联网的新生儿脚掌纹采集装置及信 息库构建方法 (57)摘要 本发明对新生儿脚掌纹采集装置及数据库 构建方法进行了完善与改进， 采用改进的掌纹检 测膜纸实现脚掌纹的接触式采集及实体材料的 留档； 通过三维测距、 视觉导引以及特征对象匹 配等多重手段确保非接触式采集的有效性； 通过 将在脚掌纹的接触式采集过程中获得的转印有 脚掌纹的膜纸与在脚掌纹的非接触式采集过程 中获得的影像直接进行比对的方式提高采集准 确度； 通过优化图像处理及特征向量提取算法提 高效率及 精度； 接触式脚掌纹采集以及脚部3D成 型一方面被用于辅助提高脚掌纹采集的可靠性， 另一方面 其副产物可直接留档或留念。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114550228 A 2022.05.27 CN 114550228 A 1.一种基于物联网的新生儿脚掌纹采集装置， 包括接触式脚掌纹采集设备以及非接触 式脚掌纹采集设备； 其特征在于， 所述接触式脚掌纹采集设备一方面被用于与所述非接触式脚掌纹采集设 备进行数据比对以验证数据采集有效性， 另一方面被用于获取脚掌纹的实体材料以供留 档。 2.根据权利要求1所述的新生儿脚掌纹采集装置， 其特征在于， 所述接触式脚掌纹采集 设备为层状结构， 自下至上依次为离型纸板、 第一黏贴膜层、 第二黏贴膜层、 覆膜保护层以 及封面层， 所述覆膜保护 层与所述第二黏贴膜层之 间的粘性大于所述第一黏贴膜层与所述 第二黏贴膜层之间的粘性， 且所述覆膜保护 层与所述封面层之 间的粘性大于所述第一黏贴 膜层与所述第二 黏贴膜层之间的粘性。 3.根据权利要求2所述的新生儿脚掌纹采集装置， 其特征在于， 所述非接触式脚掌纹采 集设备包括平板智能终端， 所述平板智能终端具体包括摄像部、 影像处理部、 显示部、 控制 部、 存储部、 通信部以及测距部， 所述摄像部用于采集脚掌影像， 所属影像处理部用于处理 所述采集的脚掌影像并在所述显示部显示调整脚部姿态的导示信息， 所述显示部等比例显 示脚掌影 像。 4.根据权利要求3所述的新生儿脚掌纹采集装置， 其特征在于， 还包括脚部3D成型模 具， 用于获取脚底三维信息， 并在进行所述非接触式脚掌纹采集时与所述测距部测 量的距 离数据进行比对， 以作为判断脚底是否平行于所述显示部的依据。 5.根据权利要求4所述的新生儿脚掌纹采集装置， 其特征在于， 所述脚部3D成型模具包 括盒状容器， 在所述盒状容器底部设置表面具有颗粒状凸起的橡胶板， 所述盒状容器内填 充油性印泥。 6.一种应用于如权利要求1 ‑5任意一项所述的新生儿脚掌纹采集装置的信 息库构建方 法， 其特征在于， 包括如下步骤： S1： 通过接触式脚掌纹采集设备获取第一脚掌纹图像数据； S2： 通过脚部 3D成型模具获取脚底三维信息； S3： 通过脚底三维信息校正脚部姿态， 进而通过非接触式脚掌纹采集设备获取第二脚 掌纹图像数据； S4： 在非接触式脚掌纹采集设备的显示部等比例显示第二脚掌纹图像数据； S5： 将接触 式脚掌纹采集设备的转印有第一脚掌纹图像数据的第二黏贴膜层直接贴覆 于非接触式脚掌纹采集设备的显示部； S6： 获取第一脚掌纹图像数据与第二脚掌纹图像数据的重 叠影像； S7： 判断第一脚掌纹图像数据与第二脚掌纹图像数据的相似度是否达到设定阈值， 若 达到则进行步骤S 8， 若未达 到则返回步骤S3； S8： 基于第二脚掌纹图像数据提取脚掌纹特 征向量， 并存 储于云服 务器。 7.根据权利要求6所述的信息库构建方法， 其特 征在于， 上述 步骤S1具体包括： S11： 一手握持接触 式脚掌纹采集设备的离型纸板， 另一手提捏接触 式脚掌纹采集设备 的封面层， 使得接触式脚掌纹采集设备的第一 黏贴膜层与第二 黏贴膜层分离； S12： 在脚掌上均匀涂覆彩色印泥； S13： 将脚掌对准第一 黏贴膜层的指定区域并紧密接触， 以获得第一脚掌纹图像数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114550228 A 2S14： 将第二黏贴膜层再次贴合第一黏贴膜层， 以将形成于第 一黏贴膜层的第一脚掌纹 图像数据转印至第二 黏贴膜层； S15： 再次将第一黏贴膜层与第二黏贴膜层分离， 并将第 二黏贴膜层从接触 式脚掌纹采 集设备的覆 膜保护层剥离； S16： 将覆 膜保护层粘附于第一 黏贴膜层， 并将封面层从覆 膜保护层剥离 。 8.根据权利要求7 所述的信息库构建方法， 其特 征在于， 上述 步骤S2具体包括： S21： 将羊油与油性土熔融混合， 阴干后充分搅拌均匀， 形成油性印泥， 经真空处理后切 块； S22： 将切块后的油性印泥填充 进底部放置有具有颗粒状凸起的橡胶板的盒状容器内； S23： 将脚掌压印于油性印泥， 形成凹陷部； S24： 向凹陷部内填充软性硅胶， 静置数小时， 待软性硅胶干硬后从凹陷部分离， 获得脚 部立体模型； S25： 根据 脚部立体模型获取脚底三维信息 。 9.根据权利要求8所述的信息库构建方法， 其特 征在于， 上述 步骤S3具体包括： S31： 在非接触式脚掌纹采集设备的显示部显示导示信息， 以指引调整脚部姿态， 导示 信息可以是任意两相邻脚趾与脚掌的连接 部所形成的接缝； S32： 在脚部姿态调整为符合导示信 息所设定条件后， 通过非接触 式脚掌纹采集设备的 测距部分别测量脚心、 脚后跟以及大拇指近节趾骨到 显示部的距离； S33： 根据步骤S2中获取的脚底三维信息以及步骤S32中测距部的测量数据判断脚底是 否平行于 显示部； S34： 在脚部姿态调整到位之后， 通过非接触式脚掌纹采集设备的摄像部采集脚掌影 像； S35： 识别脚趾并标记脚趾的几何中心， 线段连接任意两脚趾的几何中心， 通过比较任 意线段的斜 率判断脚掌是否舒展； S36： 获取标准姿态下的第二脚掌纹图像数据， 第二脚掌纹图像数据为经过转换的黑白 影像数据， 并进行了纹路锐化。 10.根据权利要求9所述的信息库构建方法， 其特 征在于， 上述 步骤S8具体包括： S81： 通过直方图拉伸算法提高第二脚掌纹图像数据的清晰度； S82： 利用基于prewitt算子的边缘检测法结合掩膜技术提取第二脚掌纹图像数据的轮 廓线； S83： 通过中值滤波 去除主要脚掌纹 纹路以外的杂线； S84： 对数据进行二 值化处理以消除噪声并提高像素 连续性； S85： 提取脚掌纹的分叉点、 截断点、 方向、 数量、 分支等特征点， 并测定该些特征点的位 置坐标、 粗细、 亮度等特 征值； S86： 基于上述特 征点和特 征值生成并提取脚掌纹特 征向量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114550228 A 3