[发明专利]一种基于人脸表情图像的局部特征表征方法

摘要

本发明公开了一种基于人脸表情图像的局部特征表征方法，其特征包括如下步骤：1利用海尔检测器和人脸三庭五眼关系分割出人脸表情图像的眉毛子图像、眼睛子图像和嘴巴子图像；2获得充分矢量三角形编码；3、利用充分矢量三角形编码对眉毛子图像、眼睛子图像和嘴巴子图像进行局部特征统计。本发明能有效表征人脸表情图像的局部特征，降低计算复杂度，提高特征提取的实时性和精确性。

主权项

一种基于人脸表情图像的局部特征表征方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用海尔检测器和人脸三庭五眼关系对人脸表情图像进行分割，获得所述人脸表情图像的子图像，所述子图像包括眉毛子图像、眼睛子图像和嘴巴子图像；步骤二、获得充分矢量三角形编码；步骤1、获得四类直角三角形；1.1、在二维坐标系XoY中，对所述子图像中任意一点(x0,y0)作为直角顶点A，当保持y轴上的坐标点不变，x轴上的坐标点变化时，获得顶点B(x1,y0)；当保持x轴上的坐标点不变，y轴上的坐标点变化时，获得顶点C(x0,y1)；由所述直角顶点A(x0,y0)、顶点B(x1,y0)和顶点C(x0,y1)获得直角三角形ABC；1.2、将所述直角三角形ABC以直角边AC为对称轴进行镜像翻转获得直角三角形AB′C；将所述直角三角形AB′C以直角边AB′为对称轴进行镜像翻转获得直角三角形AB′C′；将直角三角形AB′C′以直角边AC′为对称轴进行镜像翻转获得直角三角形ABC′；由此获得四类直角三角形；步骤2、对所述直角三角形ABC进行55种矢量三角形编码；2.1、利用式(1)获得所述直角三角形ABC的编码类型c(ABC)：c(ABC)＝s1(y1‑y0)+2s1(x1‑x0)    (1)令x＝x1‑x0，则有二值描述函数s1(x)：s1(x)0,x>01,x<0---(2)]]>令y＝y1‑y0，则有二值描述函数s1(y)：s1(y)0,y>01,y<0---(3)]]>2.2、获得所述三个顶点像素的灰度值I0、I1、I2中任意两个顶点像素的灰度值之差与所述三个顶点像素的灰度均值的关系；2.2.1、通过式(4)获得所述直角三角形ABC的三个顶点像素的灰度均值I‾=(I0+I1+I2)3---(4)]]>式(4)中，I0、I1、I2分别表示所述直角三角形ABC的三个顶点像素的灰度值；2.2.2、利用式(5)获得所述三个顶点像素的灰度值I0、I1、I2中任意两个顶点像素的灰度值之差d：d=d1=I0-I1d2=I1-I2d3=I0-I2---(5)]]>2.2.3、利用式(6)获得所述灰度值之差d与灰度均值之间的关系s2(d)：s2(d)=2,d>I‾1,I‾≥d>00,d=0-1,-I‾≤d<0-2,d<-I‾---(6)]]>2.3、获得55种矢量三角形；a、当所述三个顶点像素的灰度值I0、I1、I2中任意两个顶点灰度值都不相等时，利用式(7)将所述直角三角形ABC划分为六种子类k；k=k1,I0<I1<I2k2,I0<I2<I1k3,I1<I0<I2k4,I1<I2<I0k5,I2<I0<I1k6,I0<I1<I0---(7)]]>利用式(8)将所述六种子类k中每一个子类划分为七种从属子类j：通过式(7)和式(8)获得6×7＝42种矢量三角形类型；b、当所述三个顶点像素的灰度值I0、I1、I2中有且仅有两个顶点灰度值相等时，利用式(9)将述直角三角形ABC划分为十二种子类l：c、当所述三个顶点像素的灰度值I0、I1、I2中任意两个顶点灰度值都相等时，仅存在一种类型n,I0＝I1＝I2；通过步骤a、b和c共获得6×7+12+1＝55种矢量三角形类型；2.4、利用式(10)获得所述55种矢量三角形编码v(I0,I1,I2)：并有：步骤3，将所述直角三角形AB′C、直角三角形AB′C′和直角三角形ABC′按照步骤2获得各自的55种矢量三角形编码；步骤4、利用式(13)获得4×55＝220种充分矢量三角形编码TΔx,Δy(x0,y0)：TΔx,Δy(x0,y0)＝56c((x0,y0),(x0,y1),(x1,y0))+s4(v(I0,I1,I2))‑1     (13)并有：s4(v(I0,I1,I2))=v(I0,I1,I2)+30,v<0v(I0,I1,I2)+27,v>0---(14)]]>步骤三、利用所述充分矢量三角形编码TΔx,Δy(x0,y0)对所述子图像进行局部特征统计；步骤3.1、利用式(15)统计所述眉毛子图像的充分矢量三角形统计直方图Hbi={H0bi,...,H54bi;H55bi,...,H109bi;H110bi,...,H164bi;H165bi,...,H219bi}---(15)]]>式(15)中，i＝0或1，和分别表示充分矢量三角形取得不同尺度时的两个统计直方图；步骤3.2、利用式(16)统计所述眼睛子图像的充分矢量三角形统计直方图Hep={H0ep,...,H54ep;H55ep,...,H109ep;H110ep,...,H164ep;H165ep,...,H219ep}---(16)]]>式(16)中，p＝0或1，和分别表示充分矢量三角形取得不同尺度时的两个统计直方图；步骤3.3、利用式(17)统计所述嘴巴子图像的充分矢量三角形统计直方图Hmq={H0mq,...,H54mq;H55mq,...,H109mq;H110mq,...,H164mq;H165mq,...,H219mq}---(17)]]>式(17)中，q＝0或1或2，和分别表示充分矢量三角形取得不同尺度时三个统计直方图。