改进的先验形状模型构造及其人脸图像分割The Construction of Improved Shape Prior Model and Its Application in Face Recognition
葛其睿,张荣国,胡静,刘小君
摘要(Abstract)：
在处理分割被遮挡、背景与目标灰度相似或数据丢失的目标时,需在CV(Chan and Vese)模型的基础上引入先验形状信息。传统的先验形状项只具有旋转、缩放和平移不变性,针对表情丰富、易产生遮挡的人脸图像,分割结果很不理想。结合形状统计的水平集图像分割做了如下两点工作:(1)在CV模型基础上加入局部剪切和X、Y方向拉伸不变两种特性上,建立了新的数学分割模型;(2)构造新的先验形状能量项,对全局变化和局部变化的人脸图像都能进行平滑快速的演化。实验结果表明本文方法对复杂背景下姿态变化较大的人脸图像,具有较好的分割效果。
关键词(KeyWords)： 图像分割;水平集;先验形状;数学模型;能量函数
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51075113);; 山西省自然科学基金(2013011017);; 校研究生创新项目(20125024)
作者(Author): 葛其睿,张荣国,胡静,刘小君
参考文献(References)：
- [1]张惠发.人脸识别的关键问题研究[D].吉林:吉林大学计算机科学与技术学院,2009.
- [2]KASS M,WITKIN A,TERZOPOLOS D.Active contour models[J].International Journal of Computational Physics,1987,1(4):321-331.
- [3]XU C,PHAM D L,PRINCE J L.Image segmentation using deformable models[M].SPIE hand books on Medical imaging volume 3:Medical image analysis,California,2000.
- [4]MUMFORD D,SHAH J.Optimal approximation by piecewise smooth functions and associated variational problems[J].Communication on Pure and Applied Mathematics,1989,42(5):577-685.
- [5]王晓峰.水平集方法及其在图像分割中的应用研究[D].合肥:中国科学技术大学,2009.
- [6]CHAN T,VESE L A.A level set algorithm for minimizing the Mumford-Shah functional in image processing[C]∥Proceedings of IEEE Workshop in Variational and Level Set Methods,Vancouver,Canada,2001:161-1.
- [7]CHAN T F,VESE L A.Active contours without edges[J].IEEE Transactions on Image Processing,2001,10(2):266-277.
- [8]XAVIER BRESSON,PIERRE VANDERGHEYNST,JEAN-PHILIPPE THIRAN.A Variational Model for Object Segmentation Using Boundary Information and Shape Prior Driven by the Mumford-Shah Functional[J].International Journal of Computer Vision,2006,68(2):145-162.
- [9]MIKAEL ROUSSON,NIKOS PARAGIOS.Shape Priors for Level Set Representations[J].European Conferenceon Computer Vision,2002,2351:78-92.
- [10]田昊,杨剑.基于先验形状约束水平集模型的建筑物提取方法[J].自动化学报,2010,36(11):1502-1511.
- [11]闫宇壮,黄新生.融合先验形状知识的主动轮廓模型研究[J].信号处理,2011,27(4):587-595.
- [12]陈强.结合形状统计的水平集图像分割[J].计算机工程与应用,2009,45(17):5-8.
- [13]赵璐,于慧敏.基于先验形状信息和水平集方法的车辆检测[J].浙江大学学报,2010,44(1):124-130.
- [14]韩洲,李元祥,周则明,沈霁,等.基于改进先验形状CV模型的目标分割[J].信号处理,2011,27(9):1395-1401.