圖像分割方法、裝置及設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)是關(guān)于一種圖像分割方法、裝置及設(shè)備，屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】。方法包括：根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率；根據(jù)先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩前景概率閾值和背景概率閾值，在待分割圖像中選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)；根據(jù)頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量，計(jì)算頭肩前景的第一顏色似然概率和背景的第二顏色似然概率；根據(jù)先驗(yàn)概率、第一顏色似然概率和第二顏色似然概率，計(jì)算頭肩前景的第一后驗(yàn)概率和背景的第二后驗(yàn)概率；根據(jù)第一后驗(yàn)概率和第二后驗(yàn)概率，對(duì)待分割圖像進(jìn)行頭肩分割。由于基于先驗(yàn)概率和顏色似然概率進(jìn)行圖像分割，分割精度較高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】圖像分割方法、裝置及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種圖像分割方法、裝置及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體信息量的快速增長(zhǎng)，頭肩分割技術(shù)，作為一種特殊的圖像分割技 術(shù)得到了推動(dòng)性的發(fā)展。其現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于諸如視頻會(huì)議的背景替換，移動(dòng)設(shè)備上前置攝 像頭拍人、后置攝像頭拍景等場(chǎng)景中。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，在進(jìn)行圖像的頭肩分割時(shí)，首先指示用戶選取頭肩前景的第一樣本 像素點(diǎn)和背景的第二樣本像素點(diǎn)；之后，分別計(jì)算第一樣本像素點(diǎn)和第二樣本像素點(diǎn)的顏 色特征向量，得到頭肩前景的第一顏色特征向量和背景的第二顏色特征向量；根據(jù)第一顏 色特征向量和第二顏色特征向量，分別對(duì)頭肩前景和背景進(jìn)行顏色建模，得到第一顏色模 型和第二顏色模型；最后，采用第一顏色模型和第二顏色模型對(duì)圖像進(jìn)行頭肩分割，得到頭 肩分割結(jié)果。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：
[0005] 在圖像分割過(guò)程中需要用戶參與樣本像素點(diǎn)的選取，所以用戶體驗(yàn)較差；此外，由 于僅基于樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量進(jìn)行圖像分割，所以分割精度較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本公開(kāi)提供一種圖像分割方法、裝置及設(shè)備。
[0007] 根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的第一方面，提供一種圖像分割方法，所述方法包括：
[0008] 根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭 肩前景的先驗(yàn)概率；
[0009] 根據(jù)所述先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩前景概率閾值和背景概率閾值，在待分割圖 像中選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)；
[0010] 根據(jù)所述頭肩前景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量和所述背景樣本像素點(diǎn)的顏色特 征向量，計(jì)算所述頭肩前景的第一顏色似然概率和所述背景的第二顏色似然概率；
[0011] 根據(jù)所述先驗(yàn)概率、所述第一顏色似然概率和所述第二顏色似然概率，計(jì)算所述 頭肩前景的第一后驗(yàn)概率和所述背景的第二后驗(yàn)概率；
[0012] 根據(jù)所述第一后驗(yàn)概率和所述第二后驗(yàn)概率，對(duì)所述待分割圖像進(jìn)行頭肩分割。
[0013] 可選地，所述根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素 點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率，包括：
[0014] 選取預(yù)設(shè)數(shù)目幅女性正面人臉圖像；
[0015] 根據(jù)用戶對(duì)每一幅女性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生成每一幅女性正面 人臉圖像的頭肩標(biāo)定圖像；
[0016] 對(duì)每一幅女性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪廓特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果；
[0017] 根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)每一幅頭肩標(biāo)定圖像進(jìn)行對(duì)齊及尺寸歸 一化處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像；
[0018] 對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同一位置的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算 所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率。
[0019] 可選地，所述根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素 點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率，包括：
[0020] 選取預(yù)設(shè)數(shù)目幅男性正面人臉圖像；
[0021] 根據(jù)用戶對(duì)每一幅男性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生成每一幅男性正面 人臉圖像的頭肩標(biāo)定圖像；
[0022] 對(duì)每一幅男性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪廓特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果；
[0023] 根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)所述每一幅頭肩標(biāo)定圖像進(jìn)行對(duì)齊及尺 寸歸一化處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像；
[0024] 對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同一位置的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算 所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率。
[0025] 可選地，所述根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，應(yīng)用如下公式，計(jì)算所述像素點(diǎn)位置出 現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種圖像分割方法，其特征在于，所述方法包括： 根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前 景的先驗(yàn)概率； 根據(jù)所述先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩前景概率閾值和背景概率閾值，在待分割圖像中 選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)； 根據(jù)所述頭肩前景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量和所述背景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向 量，計(jì)算所述頭肩前景的第一顏色似然概率和所述背景的第二顏色似然概率； 根據(jù)所述先驗(yàn)概率、所述第一顏色似然概率和所述第二顏色似然概率，計(jì)算所述頭肩 前景的第一后驗(yàn)概率和所述背景的第二后驗(yàn)概率； 根據(jù)所述第一后驗(yàn)概率和所述第二后驗(yàn)概率，對(duì)所述待分割圖像進(jìn)行頭肩分割。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì) 算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率，包括： 選取預(yù)設(shè)數(shù)目幅女性正面人臉圖像； 根據(jù)用戶對(duì)每一幅女性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生成每一幅女性正面人臉 圖像的頭肩標(biāo)定圖像； 對(duì)每一幅女性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪廓特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果； 根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)每一幅頭肩標(biāo)定圖像進(jìn)行對(duì)齊及尺寸歸一化 處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像； 對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同一位置的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算所述 像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì) 算預(yù)設(shè)大小圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率，包括： 選取預(yù)設(shè)數(shù)目幅男性正面人臉圖像； 根據(jù)用戶對(duì)每一幅男性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生成每一幅男性正面人臉 圖像的頭肩標(biāo)定圖像； 對(duì)每一幅男性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪廓特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果； 根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)所述每一幅頭肩標(biāo)定圖像進(jìn)行對(duì)齊及尺寸歸 一化處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像； 對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同一位置的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算所述 像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，應(yīng) 用如下公式，計(jì)算所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率：
其中，
丨指代像素點(diǎn)（Xi，yj處出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率，
指代第j 幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yi)處的標(biāo)定結(jié)果，
表示第j幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yi)處被 標(biāo)定成頭肩前景，
表示第j幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yi)處被標(biāo)定成背景，N指代正 面人臉圖像的數(shù)目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩 前景概率閾值和背景概率閾值，在待分割圖像中選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素 點(diǎn)，包括： 對(duì)所述待分割圖像中的人臉進(jìn)行性別識(shí)別，得到性別識(shí)別結(jié)果； 根據(jù)所述性別識(shí)別結(jié)果，確定所述待分割圖像對(duì)應(yīng)的先驗(yàn)概率； 對(duì)于所述待分割圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，判斷所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率是否大于所述頭 肩前景概率閾值；如果所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率大于所述頭肩前景概率閾值，則將所述像素 點(diǎn)確定為前景樣本像素點(diǎn)； 對(duì)于所述待分割圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，判斷所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率是否小于所述背 景概率閾值；如果所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率小于所述背景概率閾值，則將所述像素點(diǎn)確定為 背景樣本像素點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述頭肩前景樣本像素點(diǎn)的顏 色特征向量和所述背景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量，應(yīng)用下述公式，計(jì)算所述頭肩前景的 第一顏色似然概率和所述背景的第二顏色似然概率，包括：
其中，
i指代第j個(gè)聚類(lèi)中心的顏色特征向量，
指代第一 顏色似然概率，
指代第二顏色似然概率，NF指代頭肩前景樣本像素點(diǎn) 的聚類(lèi)中心個(gè)數(shù)，隊(duì)指代背景樣本像素點(diǎn)的聚類(lèi)中心個(gè)數(shù)
指代 顏色特征向量
到聚類(lèi)中心
的歐式距離，Wj指代第j個(gè)聚類(lèi)中心的樣本像 素點(diǎn)個(gè)數(shù)占總樣本像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比率，β指代不同聚類(lèi)中心的顏色特征向量之間的平均歐 式距離值，其定義如下：
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述先驗(yàn)概 率、所述第一顏色似然概率和所述第二顏色似然概率，應(yīng)用如下公式，計(jì)算所述頭肩前景的 后驗(yàn)概率、所述背景的后驗(yàn)概率，包括：
其中，
指代所述頭肩前景的后驗(yàn)概率；
指代所述背景的后驗(yàn)概率。
8. -種圖像分割裝置，其特征在于，所述裝置包括： 先驗(yàn)概率計(jì)算模塊，用于根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每一 個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率； 樣本像素點(diǎn)選取模塊，用于根據(jù)所述先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩前景概率閾值和背景 概率閾值，在待分割圖像中選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)； 顏色似然概率計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述頭肩前景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量和所述背 景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量，計(jì)算所述頭肩前景的第一顏色似然概率和所述背景的第二 顏色似然概率； 后驗(yàn)概率計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述先驗(yàn)概率、所述第一顏色似然概率和所述第二顏色 似然概率，計(jì)算所述頭肩前景的第一后驗(yàn)概率和所述背景的第二后驗(yàn)概率； 圖像分割模塊，用于根據(jù)所述第一后驗(yàn)概率和所述第二后驗(yàn)概率，對(duì)所述待分割圖像 進(jìn)行頭肩分割。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述先驗(yàn)概率計(jì)算模塊，用于選取預(yù)設(shè)數(shù) 目幅女性正面人臉圖像；根據(jù)用戶對(duì)每一幅女性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生成 每一幅女性正面人臉圖像的頭肩標(biāo)定圖像；對(duì)每一幅女性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪廓 特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果；根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)每一幅頭肩標(biāo)定圖像 進(jìn)行對(duì)齊及尺寸歸一化處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像；對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同一位置 的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述先驗(yàn)概率計(jì)算模塊，用于選取預(yù)設(shè) 數(shù)目幅男性正面人臉圖像；根據(jù)用戶對(duì)每一幅男性正面人臉圖像的頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，生 成每一幅男性正面人臉圖像的頭肩標(biāo)定圖像；對(duì)每一幅男性正面人臉圖像進(jìn)行人臉外部輪 廓特征點(diǎn)定位，得到定位結(jié)果；根據(jù)人臉外部輪廓特征點(diǎn)的定位結(jié)果，對(duì)所述每一幅頭肩標(biāo) 定圖像進(jìn)行對(duì)齊及尺寸歸一化處理，得到多幅預(yù)設(shè)大小圖像；對(duì)于多幅預(yù)設(shè)大小圖像中同 一位置的像素點(diǎn)，根據(jù)所述頭肩前景標(biāo)定結(jié)果，計(jì)算所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn) 概率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述先驗(yàn)概率計(jì)算模塊，應(yīng)用如下 公式，計(jì)算所述像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率：
其中，
指代像素點(diǎn)（Xi，yi)處出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率：
指代第j 幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yi)處的標(biāo)定結(jié)果，
表示第j幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yi)處被 標(biāo)定成頭肩前景，
表示第j幅圖像中像素點(diǎn)（Xi，yj處被標(biāo)定成背景，N指代正 面人臉圖像的數(shù)目。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述樣本像素點(diǎn)選取模塊，用于對(duì)所述 待分割圖像中的人臉進(jìn)行性別識(shí)別，得到性別識(shí)別結(jié)果；根據(jù)所述性別識(shí)別結(jié)果，確定所述 待分割圖像對(duì)應(yīng)的先驗(yàn)概率；對(duì)于所述待分割圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，判斷所述像素點(diǎn)的 先驗(yàn)概率是否大于所述頭肩前景概率閾值；如果所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率大于所述頭肩前景 概率閾值，則將所述像素點(diǎn)確定為前景樣本像素點(diǎn)；對(duì)于所述待分割圖像中的每一個(gè)像素 點(diǎn)，判斷所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率是否小于所述背景概率閾值；如果所述像素點(diǎn)的先驗(yàn)概率 小于所述背景概率閾值，則將所述像素點(diǎn)確定為背景樣本像素點(diǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述顏色似然概率計(jì)算模塊，應(yīng)用下述 公式，計(jì)算所述頭肩前景的第一顏色似然概率和所述背景的第二顏色似然概率：
其中，
指代第j個(gè)聚類(lèi)中心的顏色特征向量
I指代第 一顏色似然概率，
>指代第二顏色似然概率，NF指代頭肩前景樣本像素 點(diǎn)的聚類(lèi)中心個(gè)數(shù)，NB指代背景樣本像素點(diǎn)的聚類(lèi)中心個(gè)數(shù)；
指 代顏色特征向量這_到聚類(lèi)中心
的歐式距離，％指代第j個(gè)聚類(lèi)中心的樣本 像素點(diǎn)個(gè)數(shù)占總樣本像素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比率，β指代不同聚類(lèi)中心的顏色特征向量之間的平均 歐式距離值，其定義如下：
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述后驗(yàn)概率計(jì)算 模塊，應(yīng)用如下公式，計(jì)算所述頭肩前景的后驗(yàn)概率、所述背景的后驗(yàn)概率，包括：
其中
指代所述頭肩前景的后驗(yàn)概率；
指代所述背景的后驗(yàn)概率。
15. -種圖像分割設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括： 處理器； 用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器； 其中，所述處理器被配置為：根據(jù)人臉外部輪廓點(diǎn)的定位結(jié)果，計(jì)算預(yù)設(shè)大小圖像中每 一個(gè)像素點(diǎn)位置出現(xiàn)頭肩前景的先驗(yàn)概率；根據(jù)所述先驗(yàn)概率、預(yù)先設(shè)置的頭肩前景概率 閾值和背景概率閾值，在待分割圖像中選取頭肩前景樣本像素點(diǎn)和背景樣本像素點(diǎn)；根據(jù) 所述頭肩前景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量和所述背景樣本像素點(diǎn)的顏色特征向量，計(jì)算所 述頭肩前景的第一顏色似然概率和所述背景的第二顏色似然概率；根據(jù)所述先驗(yàn)概率、所 述第一顏色似然概率和所述第二顏色似然概率，計(jì)算所述頭肩前景的第一后驗(yàn)概率和所述 背景的第二后驗(yàn)概率；根據(jù)所述第一后驗(yàn)概率和所述第二后驗(yàn)概率，對(duì)所述待分割圖像進(jìn) 行頭肩分割。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104156947SQ201410353140
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】王琳, 徐曉舟, 陳志軍 申請(qǐng)人:小米科技有限責(zé)任公司