目标线检测设备和方法
【技术领域】
[0001]本文讨论的实施方式涉及目标线检测设备、目标线检测方法以及存储有目标线检测程序的存储介质。
【背景技术】
[0002]已经提出了下述图像处理方法:在面部的摄影图像中检测双眼的各自位置，并且基于双眼的各自位置来估计包括下巴的位置的下巴区和在下巴附近的区域。然后，在已经从其去除了非皮肤色的像素的下巴区内检测下巴的位置。在该图像处理方法中，将所估计的下巴区中的每个像素的像素值投射到面部的竖直方向的轴上，并且在轴向方向的每个高度处获得投射数据。然后基于投射数据针对每个高度得到边缘强度，并且将与具有最大边缘强度的高度对应的像素的位置确定为下巴的位置。
[0003]还提出了根据接收的彩色图像来计算下巴的位置的下巴位置计算设备。在该设备中，在彩色图像中检测皮肤色的面部，并且基于所检测的面部根据双眼之间的中心位置与面部的嘴的中心位置来计算参考线。获取表示双眼之间的中心位置、嘴的中心位置以及下巴的位置之间的统计位置关系的数据，并且根据表示位置关系的数据以及根据所计算的参考线来计算针对面部的下巴的位置的概率。还计算针对参考线上的皮肤色的像素的存在的概率，并且还计算参考线上的光度的变化速率。根据组合了相应的所计算的概率和速率的结果来计算下巴的位置。
[0004]已经提出了下述图像处理设备:针对原始图像数据中的每个像素来得到与周边像素的光度差，并且基于光度梯度来评估确定了轮廓图像数据中的这些像素的光度的轮廓水平。在该图像处理设备中，根据光度梯度的斜率方向在特定方向上移动具有大于阈值的光度梯度绝对值的像素的轮廓水平。
[0005][相关专利文献]
[0006]日本特许公开专利申请第2006-133824号
[0007]日本特许公开专利申请第2009-086824号
[0008]日本特许公开专利申请第2008-083820号
[0009]在用于检测下巴位置的传统技术中，使用边缘强度或光度的变化速率来检测下巴位置。然而，有时，也具有高的边缘强度或光度的变化速率的不同于检测目标的位置例如痣、斑点、皱纹存在于为检测目标的下巴的附近。在这种情况下，具有高的边缘强度或光度的变化速率的不同于检测目标的位置的部分可能被错误地检测为检测目标下巴。
[0010]此外，采用光度梯度的传统技术采用下述方法:其中提取具有超过阈值的光度梯度强度的位置作为轮廓。然而，例如，有时，不能对检测目标例如在弱的光度对比度位置处的下巴或笑纹线进行检测。
【发明内容】
[0011]一方面的目的是即使在弱的色差和光度对比度的位置处也以良好的精度检测表示检测目标的线。
[0012]根据实施方式的一方面，目标线检测设备包括存储器和被配置为执行处理的处理器。该处理包括:在根据输入图像的亮度分量获得的亮度图像中检测在具有第一方向上的光度梯度的像素与具有与第一方向相反的第二方向上的光度梯度的像素之间的过渡点；以及，基于将彼此处于特定距离内的过渡点连接在一起的线的形状或长度或形状与长度的组合来从将过渡点连接在一起的线中提取表示检测目标的线。
【附图说明】
[0013]图1是示出了根据第一示例性实施方式的目标线检测设备的功能配置的框图。
[0014]图2是用于说明对光度梯度进行计算的图。
[0015]图3是用于说明对表示下巴的线进行检测的图。
[0016]图4是用于说明对连接线进行提取的图。
[0017]图5是示出了连接线列表的示例的图。
[0018]图6是示出了用作为根据第一示例性实施方式的目标线检测设备的计算机的概略配置的框图。
[0019]图7是示出了第一示例性实施方式中的目标线检测处理的示例的流程图。
[0020]图8是示出了候选者提取处理的示例的流程图。
[0021]图9是不出了最低坐标提取处理的不例的流程图。
[0022]图10是示出了前部检查处理的示例的流程图。
[0023]图11是示出了后部检查处理的示例的流程图。
[0024]图12是示出了根据第二示例性实施方式的目标线检测设备的功能配置的框图。
[0025]图13是用于说明对下巴区域进行估计的图。
[0026]图14是示出了第二示例性实施方式中的目标线检测处理的示例的流程图。
[0027]图15是用于说明对面部图像大小或滤波器大小进行修改的图。
[0028]图16是示出了限定了面部区域大小与滤波器大小之间的对应关系的表的示例的图。
[0029]图17是示出了滤波器大小修改处理的示例的流程图。
[0030]图18是示出了图像大小修改处理的示例的流程图。
[0031]图19是用于说明对表示笑纹线的线进行检测的图。
[0032]图20是示出了第四示例性实施方式中的目标线检测处理的示例的流程图。
【具体实施方式】
[0033]参照附图详细地说明本文公开的技术的实施方式的示例。
[0034]第一示例性实施方式
[0035]首先，说明第一示例性实施方式。在第一示例性实施方式中，给出关于下述情况的说明:其中在人面部的图像中检测表示为检测目标的下巴的线。
[0036]例如，在诸如美容支持领域，在人面部的图像中检测或手动地选择面部位置，并且基于各自的面部特征之间的距离来测量面部平衡。这种面部平衡测量的一个示例涉及:从面部的图像检测面部的发际线、下巴以及侧面的轮廓；以及测量从发际线到下巴的长度与面部的横向宽度之间的比是否接近于理想值(例如，1.46)。
[0037]在这样的测量中，可以基于面部部分、头发部分以及背景部分之间的色差和光度差来检测面部的发际线和侧面的轮廓。然而，在下巴的情况下，由于在沿着下巴的线的上方的面部部分与在沿着下巴的线的下方的颈部部分都是皮肤色，所以在这两部分之间存在较小的色差。此外，例如，不像眼睛那样，下巴不是位于创建明显对比度的位置，所以下巴具有弱的边缘强度。因此，难以使用检测发际线和面部的侧面的轮廓的这种方法来检测下巴。
[0038]可以考虑下述方法:其中将边缘提取技术应用于通过检测具有在针对下巴检测的预定阈值范围内的边缘强度的像素的分组来根据边缘提取滤波器的结果检测下巴。然而，边缘强度受因素例如捕获期间的照明环境和背景的影响，导致使得能够进行下巴检测的对阈值的预先设定困难。注意，这个问题不仅出现在检测下巴时，而且出现在检测由成像对象中的起伏引起的图像中的具有小的色差或光度对比度的线例如笑纹线时。
[0039]注意，通常在下述照明环境中捕获在如上所述的面部平衡测量中采用的面部图像:其中，不是在能够采用多个光源的摄影工作室内、而是例如利用一般室内照明，光从上方入射并且照射到前方。因此，在其中光从单个方向入射的照明环境中捕获的面部图像包括由于光入射到面部起伏的方式的不同而导致的下述区域:其中在该区域内在沿着特定方向的前进上光度增大的区域，以及其中在该区域内在沿着特定方向的前进上光度减小的区域。具体地，在其中在朝向面部的底部的前进上平面朝向前方伸出的区域中，在从面部的顶部到底部的前进上光度增大，并且在其中在朝向面部的底部的前进上平面朝向后方退却的区域中，在从面部的顶部到底部的前进上光度减小。
[0040]例如，在包含下巴的部分中，在沿着下巴的线的上方的面部区域和在沿着下巴的线的下方的颈部区域中光不同地入射。结果是，在其中从面部的顶部到底部的前进上光度增大的区域与其中从面部的顶部到底部的前进上光度减小的区域之间的边界出现在图像中的表示下巴的线上。
[0041]考虑到这一点，本示例性实施方式在图像中检测表示位于其中存在有小的色差和光度对比度的位置处的检测目标的线。
[0042]如图1所示，根据第一示例性实施方式的目标线检测设备10包括图像输入部12、检测部14、提取部16以及检测结果输出部18。
[0043]当将其中捕获了包含人面部的区域的面部图像输入到目标线检测设备10时，图像输入部12接收输入面部图像并且将面部图像传递到后一阶段的检测部14。图像输入部12使用公知的方法在输入面部图像中检测面部区域，以识别面部顶底方向并且旋转面部图像使得面部顶底方向匹配面部图像顶底方向。也就是说，在其中输入了 90°景观面部图像的情况下，图像输入部12向右或向左将面部图像旋转90°。面部图像可以是彩色图像，或者可以是单色图像。注意，对本示例性实施方式的说明假定在其中光从上方入射并且照射到前方的照明环境中捕获了输入面部图像。
[0044]检测部14生成其中从自图像输入部12接收的面部图像中提取仅亮度分量的亮度图像。此外，检测部14针对亮度图像中的每个像素来计算竖直方向(面部图像顶底方向)光度梯度强度。具体地，如图2所示，检测部14将具有特定大小(在图2的示例中为3X3像素大小)的竖直方向梯度滤波器70施用至亮度图像61。注意，通过图像输入部12将面部顶底方向与面部图像顶底方向对准，然而，如果这两个方向不匹配，则检测部14可以旋转竖直方向梯度滤波器70的定向以在施用之前匹配面部图像中的面部顶底方向。
[0045]如上所述，本示例性实施方式假定在其中光从上方入射并且照射到前方的照明环境中捕获了面部图像。因此，通过施用如图2中示出的竖直方向梯度滤波器70，在朝向从给定像素观察的较低像素的前进上光度增大的情况下，也就是说，在存在有(从面部的顶部到底部的方向上的)向下光度梯度的情况下，这些像素具有有着正值(+)的光度梯度强度。然而，在朝向从给定像素观察的较高像素的前进上光度增大的情况下，也就是说，在存在有(从面部的底部到顶部的方向上的)向上光度梯度的情况下，这些像素具有有着负值(_)的光度梯度强度。具有正光度梯度强度值的像素处于下述位置:其中包括与该像素对应的位置的面部的平面在朝向面部的底部的前进上朝向前方伸出。然而，具有负光度梯度强度值的像