[發明專利]一種使用全局與局部強度距離衡量的頭臉部區域提取方法

在審

• 申請號: 201510030615.3
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104537374A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 趙巨峰;逯鑫淼;張鈺;辛青;高秀敏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及圖像處理技術，尤其涉及一種使用全局與局部強度距離衡量的頭臉部區域提取方法。

背景技術

隨著視覺圖像傳感器以及相關視覺圖像處理技術的發展，其應用范圍越來越廣，普遍的手機攝像照相已經到了很高的水平。在拍照與成像中，經常會拍到人像，尤其是人的頭臉部，并且除了頭臉之外，背景通常是建筑或者風景之類。人的頭臉部區域通常是具有最大特征的區域，也是人類暴露在外界最多的身體部分，為了一些應用如人臉識別、人臉表情信息獲取等等，人們通常要把這個區域從背景中提取出來。因此，需要開發能自動化提取人頭臉區域的方法。

在當前，很多時候，為了從圖像中把人的頭臉部區域提取出來，通常人們采用photoshop之類的工具人工圈定與摳取，這顯然效率太低，并且無法實時與批量化處理；第二類就是自動化提取的方法，通常采用邊緣檢測等方法，將人臉與背景的邊界找出來，再進一步提取。第二類方法，如果背景稍微復雜一點，就極有可能檢測失敗。

我們容易發現，人眼視覺系統提取圖像中的人頭臉區域非常快，如果可以從人眼視覺一些特性出發，可以快速與準確地實現人頭臉區域的提取。因此，本發明旨在開發模擬人眼的某些特性的，自動化的提取人的頭臉部區域的方法。

發明內容

本發明提出一種使用全局與局部強度距離衡量的頭臉部區域提取方法，可從單幅圖直接通過圖像空域的局部強度距離的衡量，實現頭臉區域的凸顯，通過閾值分割即可進一步得到頭臉區域的大致輪廓。

本發明的主要思路是：

1、設計全局強度距離衡量法

類比人眼視覺特性，本發明通過強度距離衡量法，凸顯潛在的頭臉區域，產生一個視覺權重矩陣。該矩陣其與原始圖像同等尺寸，取值范圍為[0,1]。該矩陣間接反映人眼視覺系統對圖像的各個區域或者像素位置的感興趣或者稱重視的程度。若矩陣在某一區域或像素處的值越大，表明人眼對這個位置感興趣程度越高，則越可能是人的頭臉區域，可稱為潛在頭臉區域。

本發明設計采用不同空間位置的強度差距來衡量視覺注意程度的方法，是對比強度程度的體現。假設原始輸入圖像為I，那么視覺權重矩陣為VM(Visual?Matrix)，那么定義像素位置處(x,y)的權重值為：

VMxy=Σ∀p∈ID(Ixy,Ip)]]>

上式中，I_xy表示I在(x,y)處的強度值，p指的是像素，式子中p表示圖I內任意位置。而D(·)顯然就是強度距離函數，其衡量的就是像素之間的強度距離，而不是空間距離：

D(I_xy,I_p)＝|I_xy-I_p|

于是，可以認為，在(x,y)處的視覺權重值，是該處強度與圖像中其他所有位置處的強度的距離累加而成的：

VMxyglobal=Σp∈I|Ixy-Ip|]]>

從上式中，可以發現，對于強度值相同的那些像素位置，其視覺權重值是相同的，這種思路稱為全局強度距離衡量法。

2、局部強度距離衡量手段，實現視覺權重提取