專利名稱：嘴唇外輪廓提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嘴唇外輪廓提取方法，用于視頻數(shù)字圖像分析與理解，屬于智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，研究符合人類自然交流習(xí)慣的新穎人機(jī)交互技術(shù)異常活躍，且人機(jī)交互技術(shù)已從以計(jì)算機(jī)為中心逐步轉(zhuǎn)移到以人為中心，而多媒體用戶界面則大大豐富了計(jì)算機(jī)信息的表現(xiàn)形式，使用戶可以交替或同時(shí)利用多個(gè)感覺通道。其中，讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)理解人類唇動(dòng)語(yǔ)言已成為智能人機(jī)交互研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。一個(gè)完整 的唇讀系統(tǒng)包括唇部定位、唇動(dòng)特征提取、唇動(dòng)識(shí)別等環(huán)節(jié)，其中嘴唇外輪廓有效、自動(dòng)提取十分重要。在提取嘴唇外輪廓時(shí)，一般有如下方法一是基于膚色方法，該方法受光照影響大，魯棒性低；二是基于嘴唇模型方法，該方法易受不同說(shuō)話人口型影響，尤其是當(dāng)張大嘴時(shí)舌頭的干擾，導(dǎo)致所得嘴唇外輪廓結(jié)果不理想以及算法復(fù)雜、實(shí)時(shí)性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有嘴唇輪廓提取方法，存在嘴形變化大，張大嘴時(shí)舌頭的干擾，以及實(shí)時(shí)性效果不理想等問(wèn)題，提供一種改進(jìn)的嘴唇外輪廓提取方法。它是根據(jù)嘴唇和人臉膚色區(qū)域的分布特征差異，快速分割嘴唇，并提取嘴唇外輪廓，以提高人機(jī)交互的靈活性和簡(jiǎn)便性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是采用人臉檢測(cè)方法，根據(jù)人臉面部各特征之間的比例保持不變性，進(jìn)行嘴唇區(qū)域粗定位；根據(jù)嘴唇和人臉膚色區(qū)域的分布特征差異，采用自適應(yīng)閾值分割嘴唇；根據(jù)嘴唇區(qū)域分布的幾何特征，采用連通區(qū)域標(biāo)記方法，去除非嘴唇區(qū)域，并用數(shù)字形態(tài)學(xué)方法去除毛刺和填補(bǔ)孔洞，以得到較完整的嘴唇區(qū)域，采用曲線曲線擬合方法，快速有效地確定嘴唇外輪廓。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
I.一種嘴唇外輪廓提取方法，其特征在于根據(jù)嘴唇和人臉膚色區(qū)域的分布特征差異分割嘴唇，并自動(dòng)提取嘴唇外輪廓，具體步驟如下
1)啟動(dòng)人臉圖像采集系統(tǒng)采集視頻圖像；
2)嘴唇區(qū)域粗定位進(jìn)行人臉檢測(cè)，獲取人臉區(qū)域；將人臉垂直區(qū)域的下半?yún)^(qū)域初步確定為嘴唇區(qū)域；
3)嘴唇區(qū)域分割
4)提取嘴唇外輪廓在步驟3)提取的嘴唇區(qū)域二值圖像中，獲取嘴唇邊緣點(diǎn)，采用曲線擬合法提取嘴唇的外輪廓。上述步驟3)嘴唇分割的具體操作步驟如下
(I)彩色空間轉(zhuǎn)換，計(jì)算色彩值s :由RGB彩色空間的紅/P、綠G 二分量，計(jì)算色彩值S
權(quán)利要求
1.一種嘴唇外輪廓提取方法，其特征在于根據(jù)嘴唇和人臉膚色區(qū)域的分布特征差異分割嘴唇，并自動(dòng)提取嘴唇外輪廓，具體步驟如下 1)啟動(dòng)人臉圖像采集系統(tǒng)采集視頻圖像； 2)嘴唇區(qū)域粗定位進(jìn)行人臉檢測(cè)，獲取人臉區(qū)域；將人臉垂直區(qū)域的下半?yún)^(qū)域初步確定為嘴唇區(qū)域； 3)嘴唇區(qū)域分割； 4)提取嘴唇外輪廓在步驟3)提取的嘴唇區(qū)域二值圖像中，獲取嘴唇邊緣點(diǎn)，采用曲線擬合法提取嘴唇的外輪廓； 所述步驟3)嘴唇分割的具體操作步驟如下 (1)彩色空間轉(zhuǎn)換，計(jì)算色彩值s:由RGB彩色空間的紅/P、綠G 二分量，計(jì)算色彩值S S = ^arctanf-—) Ir' R (2)直方圖生成根據(jù)所確定的色彩s值，獲取其直方圖； (3)嘴唇區(qū)域粗分割根據(jù)步驟2)所確定的初始嘴唇區(qū)域，獲取其區(qū)域像素個(gè)數(shù)兒同時(shí)利用步驟(2)所得的S直方圖，統(tǒng)計(jì)較大S值的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)當(dāng)《等于MXJ時(shí)，#為真正的嘴唇區(qū)域占初始確定的嘴唇區(qū)域的像素個(gè)數(shù)百分比，所對(duì)應(yīng)的s值即為閾值將滿足下式條件的圖像區(qū)域確定為可能的嘴唇區(qū)域GG=s>T (4)嘴唇區(qū)域確定根據(jù)嘴唇的寬、高和面積等的幾何特征，采用連通區(qū)域標(biāo)記法去除非嘴唇區(qū)域，并采用數(shù)字形態(tài)學(xué)方法去除毛刺和填補(bǔ)孔洞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嘴唇外輪廓提取方法。它是根據(jù)嘴唇和人臉膚色區(qū)域的分布特征差異，自動(dòng)提取嘴唇外輪廓。采用自適應(yīng)閾值法分割嘴唇圖像，結(jié)合連通區(qū)域和形態(tài)學(xué)處理去除噪點(diǎn)，采用曲線擬合方法確定嘴唇外輪廓線。從而快速有效地提取嘴唇外輪廓，滿足人機(jī)交互中的特征提取要求。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102799885SQ20121024387
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者管業(yè)鵬, 潘靜 申請(qǐng)人:上海大學(xué)