一种使用全局与局部强度距离衡量的头脸部区域提取方法技术

本发明专利技术公开了一种使用全局与局部强度距离衡量的头脸部区域提取方法，包括如下步骤：（1）全局强度距离衡量法实现全局视觉权重的提取表征；（2）局部强度距离衡量法实现局部视觉权重的提取表征；（3）叠加结合，阈值法提取轮廓实现区域提取。本发明专利技术方法针对含有头脸的人物正面照，考虑使用全局与局部的强度距离衡量法实现全局与局部视觉权重矩阵提取，并组合成综合的视觉权重矩阵，进而利用阈值分割实现头脸区域的提取。在本发明专利技术方法中，只要一幅人的正面照，即可迅速获取较好的区域提取效果，划分出头脸轮廓。本发明专利技术方法作为预处理方法，可应用于人脸检测识别、人脸信息获取等等，快速实现头脸区域与背景区域的划分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及图像处理技术，尤其设及一种使用全局与局部强度距离衡量的头脸部 区域提取方法。
技术介绍
随着视觉图像传感器W及相关视觉图像处理技术的发展，其应用范围越来越广， 普遍的手机摄像照相已经到了很高的水平。在拍照与成像中，经常会拍到人像，尤其是人的 头脸部，并且除了头脸之外，背景通常是建筑或者风景之类。人的头脸部区域通常是具有最 大特征的区域，也是人类暴露在外界最多的身体部分，为了一些应用如人脸识别、人脸表情 信息获取等等，人们通常要把该个区域从背景中提取出来。因此，需要开发能自动化提取人 头脸区域的方法。 在当前，很多时候，为了从图像中把人的头脸部区域提取出来，通常人们采用 Photoshop之类的工具人工圈定与枢取，该显然效率太低，并且无法实时与批量化处理；第 二类就是自动化提取的方法，通常采用边缘检测等方法，将人脸与背景的边界找出来，再进 一步提取。第二类方法，如果背景稍微复杂一点，就极有可能检测失败。 我们容易发现，人眼视觉系统提取图像中的人头脸区域非常快，如果可W从人眼 视觉一些特性出发，可W快速与准确地实现人头脸区域的提取。因此，本专利技术旨在开发模拟 人眼的某些特性的，自动化的提取人的头脸部区域的方法。
技术实现思路
本专利技术提出，可从单幅 图直接通过图像空域的局部强度距离的衡量，实现头脸区域的凸显，通过阔值分割即可进 一步得到头脸区域的大致轮廓。 本专利技术的主要思路是： 1、设计全局强度距离衡量法。该矩阵间接反映人眼视 觉系统对图像的各个区域或者像素位置的感兴趣或者称重视的程度。若矩阵在某一区域或 像素处的值越大，表明人眼对该个位置感兴趣程度越高，则越可能是人的头脸区域，可称为 潜在头脸区域。 本专利技术设计采用不同空间位置的强度差距来衡量视觉注意程度的方法，是对比强 度程度的体现。假设原始输入图像为I，那么视觉权重矩阵为VM(Visual Matrix),那么定 义像素位置处（X，y)的权重值为：【主权项】1. ，其特征在于，该方法具 体包括以下步骤： (1) 全局强度距离衡量法实现全局视觉矩阵表征 全局强度距离衡量法提取全局视觉矩阵VMgl°ba1，该矩阵在（x，y)处的视觉权重值，是该 处强度与图像中其他所有位置处的强度的距离累加而成的：上式中，Ixy表示I在（X，y)处的强度值，P指的是像素，式子中P表示图I内任意位置， Ip表示P处的强度，D( ·)表示像素强度距离，其满足： DQxy, Ip) = Ilxy-Ip VMglt5bal 归一化； (2) 局部强度距离衡量法实现局部视觉矩阵表征 在局部区域Ω内，定义图像I在（X，y)处的视觉权重值如下：在上式中，Ω是图像I中的一个区域，其尺寸为MXN，而（x，y)为区域Ω的中心即Ωμ， P为区域中的任意像素，而上式中的w表示空间权重，定义为：其中Ds(p，xy)表示像素 ρ与像素（x，y)的空间距离，而〇2是伸缩系数； D( ·)同样表示像素强度距离，其满足： DQxy, Ip) = Ilxy-Ip VM1t5eal 归一化； (3) 分割获取轮廓，获得头脸区域 视觉权重矩阵最终由全局与局部方法结合起来，对于任意位置（X，y)，其综合的视觉权 重值为：该矩阵需要归一化； 利用阈值Th，对VM进行分割，获得二值图BW : Bff = (VM > Th) 具有非零值的区域，大致为人的头脸区域轮廓，于是提取了头脸区域BW。【专利摘要】本专利技术公开了，包括如下步骤：（1）全局强度距离衡量法实现全局视觉权重的提取表征；（2）局部强度距离衡量法实现局部视觉权重的提取表征；（3）叠加结合，阈值法提取轮廓实现区域提取。本专利技术方法针对含有头脸的人物正面照，考虑使用全局与局部的强度距离衡量法实现全局与局部视觉权重矩阵提取，并组合成综合的视觉权重矩阵，进而利用阈值分割实现头脸区域的提取。在本专利技术方法中，只要一幅人的正面照，即可迅速获取较好的区域提取效果，划分出头脸轮廓。本专利技术方法作为预处理方法，可应用于人脸检测识别、人脸信息获取等等，快速实现头脸区域与背景区域的划分。【IPC分类】G06K9-46【公开号】CN104537374【申请号】CN201510030615【专利技术人】赵巨峰, 逯鑫淼, 张钰, 辛青, 高秀敏 【申请人】杭州电子科技大学【公开日】2015年4月22日【申请日】2015年1月21日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用全局与局部强度距离衡量的头脸部区域提取方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)全局强度距离衡量法实现全局视觉矩阵表征全局强度距离衡量法提取全局视觉矩阵VMglobal，该矩阵在(x,y)处的视觉权重值，是该处强度与图像中其他所有位置处的强度的距离累加而成的：VMxyglobal=Σp∈ID(Ixy,Ip)]]>上式中，Ixy表示I在(x,y)处的强度值，p指的是像素，式子中p表示图I内任意位置，Ip表示p处的强度，D(·)表示像素强度距离，其满足：D(Ixy,Ip)＝|Ixy‑Ip|VMglobal归一化；(2)局部强度距离衡量法实现局部视觉矩阵表征在局部区域Ω内，定义图像I在(x,y)处的视觉权重值如下：VMxylocal=Σ(x,y)=ΩM,∀p∈Ω[w(Ixy,Ip)D(Ixy,Ip)]]]>在上式中，Ω是图像I中的一个区域，其尺寸为M×N，而(x,y)为区域Ω的中心即ΩM，p为区域中的任意像素，而上式中的w表示空间权重，定义为：w(p,xy)=e-Ds(p,xy)/σ2]]>其中Ds(p,xy)表示像素p与像素(x,y)的空间距离，而σ2是伸缩系数；D(·)同样表示像素强度距离，其满足：D(Ixy,Ip)＝|Ixy‑Ip|VMlocal归一化；(3)分割获取轮廓，获得头脸区域视觉权重矩阵最终由全局与局部方法结合起来，对于任意位置(x,y)，其综合的视觉权重值为：VMxy=VMxyglobal+Vxylocal;]]>该矩阵需要归一化；利用阈值Th，对VM进行分割，获得二值图BW：BW＝(VM＞Th)具有非零值的区域，大致为人的头脸区域轮廓，于是提取了头脸区域BW。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵巨峰，逯鑫淼，张钰，辛青，高秀敏，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33