嘴唇轮廓的定位方法.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CN106997451A(43)申请公布日2017.08.01(21)申请号201610049810.5(22)申请日2016.01.26(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)发明人鲁远耀卢开宏周腾鹤王景中肖珂(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8页附图4页(54)发明名称嘴唇轮廓的定位方法(57)摘要本发明提出一种嘴唇轮廓的定位方法，包括：对嘴唇区域进行粗分割，以得到嘴唇区域二值化图像；将嘴唇区域二值化图像转换为灰度图像，在嘴唇区域灰度图像中查找嘴角关键点；以嘴角关键点为基准，查找嘴唇内、外轮廓关键点，从而完成嘴唇轮廓的定位。该定位方法，对嘴唇图像进行粗分割使后续查找嘴角和嘴唇轮廓关键点的提取相对简单；在唇部区域的灰度图像中进行领域像素值统计，使嘴角关键点的定位更加精确；通过寻找嘴唇内、外轮廓突变点并进行有效约束，能过减小误差、更准确的定位嘴唇内、外轮廓关键点；在嘴唇的运动过程中，嘴唇的高宽比将更能体现语言信息的同时具有更强的鲁棒性。CN106997451ACN106997451A权利要求书1/2页1.一种嘴唇轮廓的定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：对嘴唇区域进行粗分割，以得到嘴唇区域二值化图像；将嘴唇区域二值化图像转换为灰度图像，在嘴唇区域灰度图像中查找嘴角关键点，所述嘴角关键点包括左、右嘴角关键点；以嘴角关键点为基准，查找嘴唇内、外轮廓关键点，从而完成嘴唇轮廓的定位；所述嘴唇内轮廓关键点包括上、下嘴唇内轮廓关键点，所述外轮廓关键点包括上、下嘴唇外轮廓关键点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对嘴唇区域进行粗分割，通过下述方式实现：将嘴唇区域图像从当前颜色空间转换为另两种颜色空间；利用转换后两种颜色空间的分量获取相应直方图，对两幅直方图均衡化后再进行二值化，将二值化的两幅图像进行逻辑与运算得到嘴唇区域二值化图像；提取嘴唇区域二值化图像的最大连通域并进行闭运算处理，从而实现嘴唇区域的粗分割。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，查找嘴角关键点，通过下述方式实现：对嘴唇区域灰度图像进行行扫描，找出像素点灰度值之和最小的一行作为搜索嘴角的参考行；以参考行为基础，上下各扩展N行所形成的带状区域即为嘴角搜索域，所述N为不小于5的整数；检测嘴角关键点：以每四个呈矩形排布的相邻像素点为一个单元，每个单元的像素值为该单元内四个像素点的灰度值之和，统计嘴角搜索域中所有单元的像素值；从每行中像素值最小的单元中挑选出列坐标最靠外侧的单元，该单元中位于上方且与查找的嘴角方向相同的像素点即为左、右嘴角关键点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，检测嘴角关键点的步骤还可以通过下述方式实现：将嘴唇区域的灰度图像对半分割为左、右两部分；在左侧图像中检测左嘴角关键点的步骤包括：从左侧嘴角搜索域上面第一行最左侧的像素点开始，将该像素点及与其相邻的右方、下方、右下方三个像素点组成一个单元，四个像素点的灰度值之和即为该单元的像素值；进行行扫描：从左至右以一个像素点为步长进行移动，计算每个单元的像素值，并记录该行中最小像素值单元所在的列；判断左侧嘴角搜索域内所有行是否搜索完毕，是则选择每行标定的列中列坐标最靠左的单元，该单元中左上方的像素点即为左嘴角关键点；否则将单元高度向下移动一个像素点，继续进行下一行扫描，直至将搜索域所有行中最小像素值单元找出并记录其所在的列；在右侧图像中检测左嘴角关键点的步骤包括：从右侧嘴角搜索域上面第一行最右侧的像素点开始，将该像素点及与其相邻的左方、下方、左下方三个像素点组成一个单元，四个像素点的灰度值之和即为该单元的像素值；从右至左以一个像素点为步长进行移动，计算每个单元的像素值，并记录该行中最小像素值单元所在的列；2CN106997451A权利要求书2/2页判断右侧嘴角搜索域内所有行是否搜索完毕，是则选择每行标定的列中列坐标最靠右的单元，该单元中右上方的像素点即为右嘴角关键点；否则将单元高度向下移动一个像素点，继续进行下一行扫描，直至将搜索域所有行中最小像素值单元找出并记录其所在的列。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，查找嘴唇外轮廓关键点，通过下述方式实现：以左、右嘴角关键点为基础选取嘴唇外轮廓关键点所在列；对嘴唇区域灰度图像从上至下进行列扫描，当出现灰度值变化超过预设阈值的像素点，则认为该像素点为突变点，选取该突变点为上嘴唇外轮廓关键点；对嘴唇区域灰度图像从下至上进行列扫描，当出现灰度值变化超过预设阈值的像素点，则认为该像素点为突变点，选取该突变点为下嘴唇外轮廓关键点；继续