[发明专利]一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及图像处理与模式识别领域，尤其涉及一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法。

背景技术

人脸特征点检测是人脸识别中的关键技术，其特征点位置定位的准确性直接影响到识别的精度，而在人脸特征中嘴唇轮廓的定位尤其重要，因此，准确的定位嘴唇轮廓位置可以大大地提高识别精度。

在提取嘴唇轮廓时，一般有如下方法：一是基于肤色方法，该方法受光照影响大，鲁棒性低；二是基于嘴唇模型方法，该方法易受不同说话人口型影响，导致所得嘴唇外轮廓结果不理想以及算法复杂、实时性低。在嘴唇区域分割方面，目前已有的较好的方法有Snake、神经网络、基于色彩空间的唇色模型分割法和经典轮廓提取方法等。Snake方法由于效率较低，不适合应用在实时系统中；神经网络由于需要进行大量训练，效率较低；基于色彩空间的分割法和轮廓提取算法对图像质量要求较高，适应性较差。

由于现有技术中，在嘴唇轮廓定位、提取方面缺乏高效和准确性，使得对嘴唇信息的特征提取效能大打折扣，导致最终的识别结果始终不尽如人意，识别率无法得到保障。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种嘴唇轮廓的分割及特征提取方法。

基于上述问题，本发明实施例提供了一种嘴唇轮廓的分割方法，包括下述步骤：

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。

在一些可选的实施例中，将原始彩色图像转换为另两种彩色图像及其处理过程可通过下述方式实现：

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

在一些可选的实施例中，查找左、右嘴角点，可通过下述方式实现：

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。

在一些可选的实施例中，以两个嘴角点为基础，提取上、下嘴唇轮廓边缘点，可通过下述方式实现：

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。

在一些可选的实施例中，查找上、下嘴唇外轮廓边缘点，可通过下述方式实现：