一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107038401A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201610087730.9(22)申请日2016.02.03(71)申请人北方工业大学地址100041北京市石景山区晋元庄路5号(72)发明人鲁远耀郭振芳王景中肖珂(74)专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法(57)摘要本发明提出了一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法。该方法包括：从视频图像中进行人脸检测，获取人脸区域，将人脸垂直区域的下半区域初步确定为嘴唇区域；对嘴唇区域进行粗分割；查找左、右嘴角点；以两个嘴角点为基础，提取上、下嘴唇轮廓边缘点，从而完成对嘴唇轮廓的定位。该方法能够较为高效、准确的分割定位，使之能够更精确的提取出嘴唇轮廓特征，以便更好的应用于视觉语言识别系统。CN107038401ACN107038401A权利要求书1/2页1.一种嘴唇轮廓的分割方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：从视频图像中进行人脸检测，获取人脸区域，将人脸垂直区域的下半区域初步确定为嘴唇区域；对嘴唇区域进行粗分割：对嘴唇区域的原始彩色图像转换为灰度图像，对灰度图像进行直方图均衡后再进行二值化处理；将原始彩色图像转换为另两种彩色图像，对第一种彩色图像进行直方图均衡后再进行二值化处理，对第二种彩色图像进行图像分割后再进行二值化处理；对上述三次二值化处理结果进行逻辑与运算得到二值图像；查找左、右嘴角点；以两个嘴角点为基础，提取上、下嘴唇轮廓边缘点，从而完成对嘴唇轮廓的定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将原始彩色图像转换为HSV彩色图像和Chromatic彩色图像；对HSV彩色图像中的H和S分量进行直方图均衡后再进行二值化处理；根据Chromatic彩色图像中r分量的不同，对图像进行二值化处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，查找左、右嘴角点，通过下述方式实现：在二值图像中找出横坐标最小和最大两个黑色像素点作为左、右嘴角的基准点，并记录两个基准点的坐标；在灰度图像中，以两个基准点为中心分别构建左、右两个像素区域，计算每个像素点四邻域灰度值之和，取四邻域灰度值之和最小的像素点作为左、右嘴角点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以两个嘴角点为基础，提取上、下嘴唇轮廓边缘点，通过下述方式实现：查找上、下嘴唇外轮廓边缘点；根据嘴唇的开合状态，判断是否需要提取上、下嘴唇内轮廓边缘点；当嘴唇处于闭合状态，则结束边缘点查找，当嘴唇处于张开状态，则继续查找上、下嘴唇内轮廓边缘点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，查找上、下嘴唇外轮廓边缘点，通过下述方式实现：选取左、右嘴角点之间的横坐标，该横坐标所在列即为下嘴唇外轮廓边缘点所在列；以横坐标所在列对二值图像从下向上进行列扫描，找到的第一个黑色像素点即为下嘴唇外轮廓边缘点；以下嘴唇外轮廓边缘点所在列对灰度图像从上向下进行列扫描，找到的第一个灰度值小于该列灰度平均值的像素点即为上嘴唇外轮廓边缘点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在查找上、下嘴唇外轮廓边缘点时，选取左、右嘴角点之间的横坐标，通过下述方式实现：取左、右嘴角点的横坐标中点作为嘴唇外轮廓边缘点的横坐标，在该横坐标与左、右嘴角点之间分别选取至少两个等距离分布的横坐标。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，查找上、下嘴唇内轮廓边缘点，通过下述方式实现：选取左、右嘴角点之间的横坐标，该横坐标所在列即为上、下嘴唇内轮廓边缘点所在列；以横坐标所在列对灰度图像从图像高度的1/2处向上进行列扫描，找到的第一个灰度2CN107038401A权利要求书2/2页值小于该列灰度平均值的像素点即为上嘴唇内轮廓边缘点；以横坐标所在列对灰度图像从图像高度的1/2处向下进行列扫描，找到的第一个灰度值小于该列灰度平均值的像素点即为下嘴唇内轮廓边缘点。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在查找上、下嘴唇内轮廓边缘点时，选取左、右嘴角点之间的横坐标，通过下述方式实现：取左、右嘴角点的横坐标中点作为嘴唇外轮廓边缘点的横坐标；或者取左、右嘴角点的横坐标中点作为嘴唇外轮廓边缘点的横坐标，并且在该横坐标与左、右嘴角点之间分别选取至少一个等距离分布的横坐标。9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，在完成对嘴唇轮廓的定位之后，还包括如下步骤：基于左、右嘴角点和上嘴唇外轮廓边缘点，以左、右嘴角点之间的横坐标中点为对称轴，分别向左和向右对上嘴唇进行三次曲线拟合，得到两条共同表示上嘴唇轮廓的三次拟合曲线Y1和Y2，如下式：32Y1＝a1