Documenting skin bruises with smartphone imaging

Abstract

Målet med denne oppgaven er å utvikle og teste en standardisert metode for dokumentasjon av blåmerker. En slik metode kan bidra til å forbedre rettsmedisinsk bevis i rettsaker som omhandler vold og kan bistå helsepersonell i beslutninger om mistenkt mishandling. Blåmerker er den vanligste skaden forårsaket av fysisk vold, så dermed er de viktige indikatorer og bevis på vold. Objektiv og nøyaktig dokumentasjon og analyse av blåmerker er kritisk for å kunne gjenkjenne mishandling hos pasienter og for å kunne bestemme handlingsforløpet i rettsaker som omhandler fysisk vold. De bildene av blåmerker som blir brukt som rettsmedisinsk bevis i retten er ofte tatt med mobiltelefoner. Disse bildene er ofte av lav kvalitet, noe som gjør det vanskelig å bruke de til å trekke konklusjoner. Derfor har dette prosjektet som mål å utvikle en standardisert metode for dokumentasjon av blåmerker ved bruk av mobilfotografi som inkluderer estimering av blåmerkets størrelse, form og farge. Deltakere i denne studien skal dokumentere blåmerkene sine med denne standardiserte metoden. De skal bruke egne mobilkameraer til å fotografere blåmerkene sine etter et sett med instruksjoner. Deretter, skal blåmerkenes farge, størrelse og form estimeres ved bruk av bildebehandling. Presisjonen og nøyaktigheten til estimeringen, i tillegg til kvaliteten til bildene og fotograferingsmetoden skal evalueres. 176 bilder av 26 blåmerker ble samlet inn. Blåmerkene i datasettet har et mangfold av størrelser, former og farger. Estimeringen av disse kvalitetene ble evaluert med hensyn til presisjon, nøyaktighet og robusthet til lysforhold. Fire bildesegmenteringsmetoder ble evaluert basert på kjøretid og ytelsen til estimeringingen av størrelse, form og farge. K-means clustering hadde best resultater av disse fire metodene. Ytelsen til segmenteringsmetodene avhenger av typen blåmerke og kvaliteten til bildene. Fargekonstansmetoden white patch ga gode resultater i å korrigere fargen i bildene. En linjalgjenkjenningsmetode ble utviklet og testet, og den oppnådde høy nøyaktighet.

The aim of this thesis is to develop and test a standardized method of documenting skin bruises, for the purposes of providing better forensic evidence in court cases related to physical violence and aiding medical personnel in their decisions about suspected abuse. Skin bruises are the most common injury caused by physical violence, which is why they are important indicators and evidence of violence. Objective and accurate documentation and analysis of skin bruises is critical to recognize abuse in patients and to correctly determine injury mechanisms in court cases related to physical violence. However, there is no standardized method for documenting and analyzing skin bruises. Bruise images that are admitted into evidence in court cases are often acquired with smartphones. These images are often of low quality, which makes it difficult to draw conclusions based on them. To address this, this project aims to develop an objective method for documenting skin bruises using smartphone imaging, which includes estimation of bruise size, shape and color. Participants in the study document their bruises using this standardized method. They will photograph their bruises following a set of instructions, using their own smartphone cameras. The color, shape and size of the bruises will be estimated using image processing techniques. The precision and accuracy of the feature extraction, as well as the quality of the images and the acquisition method, will be evaluated. 176 images of 26 bruises were acquired. The bruises in the data set are diverse in terms of size, shape and color. The performance of the feature extraction was evaluated with respect to precision, accuracy and robustness to changing illumination. Four image segmentation methods were evaluated based on execution time and the performance of feature extraction. Of the four methods, k-means clustering performed the best. The performance of the segmentation methods was found to depend on the type of bruise and image quality. The computational color constancy method white patch showed good results in correcting the color of the images. A ruler detection method was proposed, achieving low error.