(57)【要約】【課題】  犯人捜査の手掛かりの発見、遺留足跡からのデータ照合等に役立つ靴底模様のデータベースの作成、並びにそのための便利な検索方法を提供することを課題とする。【解決手段】  靴底模様を特徴付ける各部分の形状、及びその形状におけるテクスチャをコード化して靴底模様の登録又は検索を可能にしたこと。靴底データベースは靴底部分の形状及びテクスチャの一覧表を具備しており、該一覧表を参照して形状又はテクスチャを指定するとマッチング計算を行い、該当する靴底模様を抽出し、該当する靴底模様を表示又は出力する機能を具備していることを特徴としている。【選択図】  図１
2005027951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
靴底模様を特徴付ける各部分の形状、及びその形状におけるテクスチャをコード化して靴底模様の登録又は検索を可能にしたことを特徴とする靴底データベース。
【請求項２】
前記靴底データベースは靴底部分の形状及びテクスチャの一覧表を具備しており、該一覧表を参照して形状又はテクスチャを指定するとマッチング計算を行い、該当する靴底模様を抽出し、該当する靴底模様を表示又は出力する機能を具備していることを特徴とする請求項１に記載の靴底データベース。
【請求項３】
前記マッチング計算は、マッチングの程度を表すスコアを計算し、該スコア順に靴底模様を表示又は出力する機能を具備していることを特徴とする請求項２に記載の靴底データベース。
【請求項４】
前記靴底部分の形状及びテクスチャはパラメータ化して記憶装置に記録されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の靴底データベース。
【請求項５】
前記形状パラメータは円、３角形、４角形、５角形、６角形、凸形、凹形等の靴底模様を形成する部分領域の形状パラメータを含むことを特徴とする請求項４に記載の靴底データベース。
【請求項６】
前記テクスチャパラメータは円模様、波模様、石松模様、杉綾模様、縁無し模様、縁付き模様等の靴底に使用されるテクスチャのパラメータを含むことを特徴とする請求項４に記載の靴底データベース。
【請求項７】
前記靴底データベースのデータは靴底模様を２値化又はグレイ・スケール化して得られた靴底模様のデータであることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１に記載の靴底データベース。
【請求項８】
靴底画像を入力するステップと、靴底全体の画像を部分領域に分割するステップと、前記分割された部分領域の形状、テクスチャを解析するステップとを具備することを特徴とする靴底データベースの作成方法。
【請求項９】
前記靴底データベースの作成方法は、更に前記入力画像を正規化するステップと、正規化された靴底全体の形状の特徴を解析するステップとを含むことを特徴とする請求項８に記載の靴底データベースの作成方法。
【請求項１０】
前記画像入力ステップは、実物の靴底の写真、カタログ写真等の靴底部分をスキャンして、デジタル画像として入力することを特徴とする請求項８又は請求項９の何れか１に記載の靴底データベース作成方法。
【請求項１１】
前記靴底全体の形状を解析するステップは、デジタル画像を２値化するステップと、２値化した面積を求めるステップと、フェレ径を求めるステップとを含むことを特徴とする請求項９又は請求項１０の何れか１に記載の靴底データベース作成方法。
【請求項１２】
前記部分領域に分割するステップは、標準分割法又はテクスチャ分割法、或いはこれらを結合した分割法を利用した分割法であることを特徴とする請求項８〜請求項１１の何れか１に記載の靴底データベース作成方法。
【請求項１３】
前記部分領域のテクスチャを解析するステップは、テクスチャの一覧表から同一または類似のテクスチャを選択し、フィッテングして標準テクスチャとの差を検出するステップを含むことを特徴とする請求項８〜請求項１２の何れか１に記載の靴底データベース作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、靴底模様の登録、検索を可能にする靴底データベースに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来からスニーカ（ゴム底の運動靴）等の靴底模様には種々の模様パターンが採用されている。靴底の模様パターンは装飾的意味からデザインされるものではなく、主として機能的面からデザインされるものである。また、靴底の機能は部分によって機能（又は役割）が異なるために、全体を数個の領域に分けて、分割領域ごとに材質、模様を機能に合わせてデザインされている。又、靴底は平面ではなく、曲面的にデザインされている。
【０００３】
上述したように、靴底は一定の機能が予定されており、靴の使用目的が同一の場合はその機能もほぼ同一であり、分割領域も類似している。しかし、靴底模様はデザインする者の考え方、工夫によって異なっている。例えば、特許文献１に開示されているスニーカの靴底について以下に簡単に説明する。図９（Ａ）は同公報に開示されているスニーカの側面図を示し、図９（Ｂ）は靴底模様を示す下平面図である。同図に示すように、靴底５０は４個の領域に分割されている。即ち、爪先の下に位置する爪先領域（ＴＲ）、足の球間接の下に位置する球領域（ＢＲ）、足の中央部（土踏まず）の下に位置する中央領域（ＭＲ）、踵の下に位置する踵領域（ＨＲ）に分割されている。
【特許文献１】公開特許公報、特開平１０−２１５９０６号
【０００４】
爪先領域ＴＲは機能的には、横方向の動きだけでなく、あらゆる方向に関して良好な牽引力を必要とし、この部分は凹み部（爪先挿入部）５１に杉綾模様を有する適当な硬さと耐磨耗性を有するゴム５２が接着等により突出して設けられている。球領域ＢＲは爪先領域ＴＲより柔らかいゴムで形成され、接触する表面と調和して高い牽引力を生み出す部分であり、中央凹み部（球挿入部）５３の中に石模様を有する弾性ゴム等５４が設けられている。中央領域ＭＲには挿入部に砂時計状をした中央部材５５が上方に向けてアーチ状に設けられている。中央部材５５の中央部には複数の周囲に切り込みを有する突起部５６が設けられている。踵領域ＨＲには一対の踵挿入部５７、５９に杉綾模様をした略半月状のゴム等が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に述べたように、靴底、特にスニーカの靴底は所定の機能を発揮させるために構造、材質、模様等に工夫が凝らされている。靴を製造する上ではこれらのデータは不可欠のものであるが、これらを全て含めたデータベースを作成すると、データ数が膨大となり、データベースの作成が困難となる。本発明は犯人捜査の手掛かりの発見、遺留足跡からのデータ照合等に役立つ靴底模様のデータベースの作成、並びに検索方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、靴底模様を特徴付ける各部分の形状、及びその形状におけるテクスチャをコード化して靴底模様の登録又は検索を可能にしたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記靴底データベースは靴底部分の形状及びテクスチャの一覧表を具備しており、該一覧表を参照して形状又はテクスチャを指定するとマッチング計算を行い、該当する靴底模様を抽出し、該当する靴底模様を表示又は出力する機能を具備していることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れか１に記載の発明において、前記マッチング計算は、マッチングの程度を表すスコアを計算し、該スコア順に靴底模様を表示又は出力する機能を具備していることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１に記載の発明において、前記靴底部分の形状及びテクスチャはパラメータ化して記憶装置に記録されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記形状パラメータは円、３角形、４角形、５角形、６角形、凸形、凹形等の靴底模様を形成する部分領域の形状パラメータを含むことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項６記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記テクスチャパラメータは円模様、波模様、石松模様、杉綾模様、縁無し模様、縁付き模様等の靴底に使用されるテクスチャのパラメータを含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１に記載の発明において、前記靴底データベースのデータは靴底模様を２値化又はグレイ・スケール化して得られた靴底模様のデータであることを特徴としている。
【００１３】
請求項８記載の発明は、靴底画像を入力するステップと、靴底全体の画像を部分領域に分割するステップと、前記分割された部分領域の形状、テクスチャを解析するステップとを具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記靴底データベースの作成方法は、更に前記入力画像を正規化するステップと、正規化された靴底全体の形状の特徴を解析するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は請求項９の何れか１に記載の発明において、前記画像入力ステップは、実物の靴底の写真、カタログ写真等の靴底部分をスキャンして、デジタル画像として入力することを特徴としている。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０の何れか１に記載の発明において、前記靴底全体の形状を解析するステップは、デジタル画像を２値化するステップと、２値化した面積を求めるステップと、フェレ径を求めるステップとを含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、請求項８〜請求項１１の何れか１に記載の発明において、前記部分領域に分割するステップは、標準分割法又はテクスチャ分割法、或いはこれらを結合した分割法を利用した分割法であることを特徴としている。
【００１８】
請求項１３記載の発明は、請求項８〜請求項１２の何れか１に記載の発明において、前記部分領域のテクスチャを解析するステップは、テクスチャの一覧表から同一または類似のテクスチャを選択し、フィッテングして標準テクスチャとの差を検出するステップを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の構成によれば、データ照合等に役立つ靴底模様のデータベースの作成が容易にできるという効果が得られる。また、本発明によって作成されたデータベースを利用すれば、検索が容易になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施形態におけるハードウエアの構成を示す。図１において、バスライン１０に種々の処理を実行するコントローラ１１と表示装置２２、マウス２３、キーボード２４が接続されている。コントローラ１１はパソコン（ＰＣ）によって構成されている。また、バスライン１０にはインターフェース１２を介してハードディスク１３に接続されている。イメージスキャナ１４がＵＳＢコネクタ１５を介して接続されている。イメージスキャナ１４は画像を取り込んで、画像イメージを２ビット化（又はグレイ・スケール化）を行う。デジタルカメラ１６がＤＶ装置（？）を介してバスライン１０に接続されている。更に、プリンタ１９、パソコン２０、その他の外部機器２１がネットワーク（ＬＡＮ）１８によって接続されている。
【００２１】
図２は本実施形態におけるデータベースの作成手順を示す。図２において、ステップＳ１では、イメージスキャナ１４又はデジタルカメラ１６によって靴底の写真画像が取り込まれ、ディスプレイ２２に表示される。ステップＳ２では靴底の写真画像から自動的に、又はマウス２３を利用して手操作によって靴底部分のみが切り出され、靴底画像として登録される。この靴底画像の例を図４に示す。靴底画像３０は大きさや方向が不定である。ステップＳ３では、切り出された靴底画像３０を正規化する。
【００２２】
正規化した例を図５に示す。正規化は例えば、靴底画像３０の重心を求め重心が原点に来るように移動させる。続いて重心を通る最大径Ａを求めて、最大径Ａが横軸３２に一致するように回転させ、次に、最大径Ａが基準長さ「ａ」になるように拡大・縮小を行う。この際の縮小率又は拡大率（Ａ／ａ）、縦横比（ｂ／ａ）を求めて登録する。その他のデータ（例えば、面積、周囲長、２次モーメントなど）を求めて、同時に登録してもよい。特に犯人捜査に利用する場合は製造メーカ、製造年月日、概略の製造個数及び販売ルート等の情報は重要であり、これらのデータも登録する。又、特殊な模様部分や特殊な形状部分がある場合はこれらのデータも登録する。更に、犯人を特定する上で靴の大きさは重要であり、従って、縮小率又は拡大率、縦横比は重要なデータとなる。
【００２３】
ステップＳ４では正規化した撮影画像３１をコード化する。即ち、２値化又はグレイ・スケール化する。２値化すると基準濃度の選び方によっては模様が消えてしまう恐れがあるので、グレイ・スケール化することが望ましい。グレイ・スケール化した後で、以下に述べる各領域に対して適当な基準濃度を指定して２値化してもよい。これによって、靴底模様の正確な抽出が容易となる。
【００２４】
ステップＳ５では、靴底全体を複数の領域に分割する。分割方法としては、図６（Ａ）に示すテクスチャによる分割方法と図６（Ｂ）に示すような機能面を主とした標準分割方法とがある。標準分割方法は図６（Ｂ）に示すような線によって明確に分割するものではなく、爪先部分、踏込み部分、土踏まず部分、かかと部分と機能を重視した分割法である。この分割法は各部分の配置が限定されているので、比較的自動化が容易であるが、連続する模様が２つの分割領域にまたがったりして事後の解析が複雑になるという欠点がある。一方、テクスチャによる分割方法は同一のテクスチャを含む連続領域を１つの領域とするので、分割領域の形状が複雑になり自動分割が困難になるが、一つの領域内ではテクスチャが同一なのでテクスチャ解析が容易であるという特徴がある。
【００２５】
ここでは、両者を混合した機能的テクスチャ分割法による例を示す。機能的テクスチャ分割法は、先ず機能的に分割し、連続した同一のテクスチャ部分が２つ（又は複数の）機能部分にまたがって配置している場合は各機能部分における割合を計算し、その主要部が占める機能部分に属させることにする。この分割法による例を図７に示す。図７において、領域３５は爪先部分Ａ、領域３６、３７、３８は踏み込み部分Ｂ、領域３９は土踏まず部分Ｃ、領域４０、４１，４２は踵部分Ｄとする。このように分割すると機能部分に分割されていると同時にテクスチャ毎に分割されるために後の分析が容易になる。この分割法を自動的に行うためには靴底領域を適当なサイズの多数の領域に分割して、各領域の模様を決定し、同一模様の隣接した領域を合成するという方法で行うことも可能である。しかし、靴底画像３１をディスプレイ２２に表示し、マウス２３を利用して決定する方がより正確に行える。
【００２６】
ステップＳ６では形状と模様のパラメータ解析を行う。ステップＳ５で各部分の領域が決定されているので、領域ごとに形状と模様のパラメータを決定する。形状パラメータとしては、円形、３角形、４角形、５角形、６角形、凸形、凹形の他に、靴底に実際に使用される形状（例えば、凹５角形）を加えて、形状一覧表を作成し、各形状に数値又は記号のパラメータを指定しておく。形状パラメータはこの一覧表から最も近似するものをマッチング計算（又は目視）により決定する。模様パラメータは、杉綾模様、石模様、その他靴底に使用される模様の一覧表を作成し、各模様に数値又は記号のパラメータを指定しておく。図８は模様の一覧表の例を示す。又模様は縁なし模様と縁あり模様を区別する。
【００２７】
ステップ７ではハードディスク１３に記録されている過去の解析データと一致しているか否かを検討し、一致している場合はステップＳ９を実行する。ステップＳ８ではステップＳ６までに得られたデータをハードディスク１３に追加して記録する。ステップＳ９では未検討の靴底画像が残っている場合はステップＳ１に戻り、未検討の残りがない場合は終了する。
【００２８】
図３は検索方法の手順を示す。以下、例として、犯人捜査に利用する場合の犯人の残した靴底画像からデータベースを検索する方法について説明する。なお、上記した手順によってデータベースが作成されているものとする。データベースは検索分野ごとに（例えば、履物基礎資料とする場合、遺留足跡を検索する場合、犯人の手掛りを求める場合ごとに）作成しておいてもよい。検索手順はデータベースの作成手順と類似の手順を含んでおり、この手順については詳細な説明を省略する。
【００２９】
ステップＳ１１では検索すべき画像を入力する。画像入力はイメージスキャナ１４或いはデジタルカメラ１６を利用する。入力された画像データはコントローラ１１内部の一時メモリに記録し、入力画像をディスプレイ２２に表示する。ステップＳ１２では検索すべき靴底画像を正規化する。即ち、重心を通る最大径Ａを求めて、最大径Ａが横軸３２に一致するように回転させ、最大径Ａが基準長さ「ａ」になるように拡大・縮小を行う。続いて、検索する靴底画像と基準の靴底画像と輪郭のマッチングを行う。なお、検索すべき靴底画像が靴底の一部しかない場合等は、ステップＳ１２を省略してもよい。しかし、犯人捜査に利用する場合は靴底画像の輪郭（靴底の長さ、幅も含む）も犯人を特定する上で重要な手掛かりになるので、他の状況等を考慮して推測することが望ましい。ステップＳ１３では機能的テクスチャ分割法により領域分割を行う。
【００３０】
検索する靴底画像が一部しかない場合も、輪郭その他の特徴から、その部分画像が靴底のどの部分に該当するかを判断し、領域分割を行う。領域が一部消失して欠けている場合は靴底全体の形状から推測して、欠けている部分を補完する。補完した部分はその領域の模様と同一とみなす。犯人捜査の場合はこの補完手続きは重要であり、特に市販されている靴底画像を考慮して推測することが望ましい。
【００３１】
ステップＳ１４では形状と模様のパラメータを解析する。データベースに記録（蓄積）されている形状パラメータの一覧表と検索する靴底画像の領域の形状とを同時に表示させる。同一又は類似と思われるパラメータを検索する靴画像の全ての領域について指定する。同様に、模様パラメータの一覧表と検索する靴底画像の領域の模様とを同時に表示させ、同一又は類似と思われるパラメータを検索する靴画像の全ての領域について指定する。なお、犯人捜査に利用する場合は、靴底の大きさは重要な手掛かりになるので、形状パラメータには縮小又は拡大率も重要視する。
【００３２】
ステップ１５ではパラメータを指定した領域について一致している程度を示すスコアを計算する。このスコアは、例えば、形状に関する一致度、模様に関する一致度、形状の配置（中心座標と向きなど）の一致度を求め、それらの平均値又は加重平均を求めて、スコアとしてもよい。模様が明確な部分や大きな範囲を占めている部分は加重を大きくする。なお、場合によっては局所的な一致度だけでなく全体的な一致度を含めてもよい。例えば、形状パラメータの中に靴底全体の大きさ（Ａ）や縦横比（ａ／ｂ）などを含めておいてもよい。
【００３３】
ステップＳ１６では類似している候補の数を指定する。ステップ１７で指定された数だけスコアの高い順に候補の靴底画像が表示される。
上記した実施形態によれば、犯人捜査の手掛かりの発見、遺留足跡からのデータ照合等に役立つ靴底模様のデータベースの作成が容易にでき、かつ検索も容易になるという効果が得られる。
【００３４】
以上、この発明の実施形態、実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明の技術範囲に含まれる。スニーカ以外の靴（例えばヒールを有する靴）でも、その有する機能によって靴底に設けられる模様パターンがある。例えば、公開特許公報、特開平６−２８４９０３号には、柔軟靴構造の例が開示されているが、このような靴底模様パターンも含めてデータベースを作成することも可能であり、これによってより広い範囲の検索が可能になる。また、上記実施例では機能的テクスチャ分割法による例を示したが、機能的分割法又はテクスチャ分割法を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の装置の構成を示す。
【図２】本実施形態のデータベースの作成手順を示す。
【図３】本実施形態のデータベースの検索手順を示す。
【図４】靴底模様の例を示す。
【図５】正規化した靴底模様の例を示す。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は分割方法の例を示す。
【図７】機能的テクスチャによる分割例を示す。
【図８】靴底模様のテクスチャの例を示す。
【図９】（Ａ）スニーカの側面図、（Ｂ）靴底模様を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０        バスライン
１１        コントローラ
１３        ハードディスク
１４        イメージスキャナ
１６        デジタルカメラ
２２        ディスプレイ
２３        マウス
２４        キーボード
３０        靴底画像
３１        正規化した撮影画像
３２        横軸
【図１】
2005027951.tif 000003
【図２】
2005027951.tif 000004
【図３】
2005027951.tif 000005
【図４】
2005027951.tif 000006
【図５】
2005027951.tif 000007
【図６】
2005027951.tif 000008
【図７】
2005027951.tif 000009
【図８】
2005027951.tif 000010
【図９】
2005027951.tif 000011