[发明专利]基于改进Sobel算子的人脸速写系统和轮廓提取方法

权利要求书

1.一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，该系统包括：

图像采集模块，通过摄像头采集并提取包含人脸的原始图像；

图像处理模块，用以将摄像头采集的原始图像转化为灰度图像，并进行人脸轮廓的提取，具体为：将所述灰度图像与改进的Sobel算子作平面卷积，得到梯度图像，然后对所述梯度图像依次进行初步边缘细化，二值化，得到二值化图像，对所述二值化图像先剔除噪点及短线条，然后进行最终边缘细化操作，得到处理后图像；所述图像处理模块采用最大梯度法进行初步边缘细化，具体为：找出梯度图像中任一像素点八邻域中的最大梯度值，将其乘以梯度系数后与该像素点作比较，若大于该像素点梯度值，则剔除该像素点，否则保留该像素点；

图像处理模块采用遍历法进行最终边缘细化，具体为：按照自上而下逐行，每行中从左到右逐个元素，遍历剔除噪点及短线条后的二值化图像中像素点，以同一行中是否连续来对黑色像素点进行分组，连续排列的黑色像素点和单独的一个黑色像素点均独立成组，若一个分组中的黑色像素点个数大于极限数，则保留该组黑色像素点，否则剔除该组中全部黑色像素点，其中，极限数C＝a*W，a为极限系数，W为图像宽度；

控制信息转化模块，用以确定处理后图像中每个黑色像素点的矢量信息，确定每次绘制的起始点，并转化为步进电机驱动脉冲；

执行模块，用以根据控制信息转化模块给出的步进电机脉冲信号，控制步进电机转动，带动画笔移动，完成人脸速写。

2.如权利要求1所述的一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，所述改进的Sobel算子为：

3.如权利要求1所述的一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，所述摄像头为黑白摄像头，采集并提取的原始图像即为灰度图像。

4.如权利要求1所述的一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，所述摄像头为彩色摄像头，采集并提取的原始图像为彩色图像，图像处理模块通过公式Y＝0.299R+0.587G+0.114B将彩色图像转化为灰度图像，其中R、G、B分别代表彩色图像中红色、绿色、蓝色三个通道的颜色，Y为转换后灰度图像。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，所述图像采集模块采用DMA方式采集包含人脸的原始图像。

6.如权利要求1、2、3或4所述的一种基于改进Sobel算子的人脸速写系统，其特征在于，所述图像处理模块通过模板匹配法剔除噪点及短线条，具体为：将二值化后图像中黑色像素点逐个与3*3模板矩阵进行卷积操作，每次操作中，若结果为0，则剔除该黑色像素点，否则继续与5*5模板矩阵进行卷积操作，若结果为0，则剔除5*5模板矩阵邻域内所有黑色像素点，否则继续与7*7模板矩阵进行卷积操作，若结果为0，则剔除7*7模板矩阵邻域内所有黑色像素点，否则保留7*7模板矩阵邻域内所有黑色像素点，所述3*3模板矩阵、5*5模板矩阵、7*7模板矩阵的形式为：矩阵首行、首列及尾行、尾列元素为1，其余元素为0。