一种基于yuv颜色空间的牙齿识别方法、系统及拍摄终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理技术领域，特别是一种基于YUV颜色空间的牙齿识别方法及其应用该方法的系统、拍摄终端。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，越来越多载有高清或者微型摄像头或者图像获取装置的设备出现，例如数码相机，手机，平板电脑，甚至是笔记本等等。无论是摄像设备的像素、光圈或者是拍摄环境的光线、平稳度甚至是设备的I/o性能等都会对成像质量造成影响，带来的结果是成像与现实世界真实画面有差距。这种差距可能与设备使用者的意愿相违背，或者是达不到使用者的美观要求。由此衍生出来的各种图像后期处理软件，通过能图像进行色彩上的处理，使得图像在视觉上达到相比原图更加符合使用者审美观的效果。
[0003]特别是在自拍照等人物图像处理中，即使肤色、眼睛等处理效果都非常完美，一口黄牙总是很煞风景，就算笑容再甜美，但拍照后看起来视觉感总是欠佳，让照片黯然失色，因此牙齿美容技术是图像美容技术中比较小的但又非常关键的技术，且牙齿美容技术更是依赖于牙齿识别技术。
【发明内容】
[0004]本发明为解决上述问题，提供了一种基于YUV颜色空间的牙齿识别方法、系统及拍摄终端，能够快速的、自动的进行牙齿识别，便于进一步进行牙齿处理。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]首先，本发明提供一种基于YUV颜色空间的牙齿识别方法，其包括以下步骤:
[0007]10.收集牙齿样本数据，并将该牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模，得到牙齿模型图；
[0008]20.对待处理图像进行人脸识别，并根据识别到的人脸区域进行牙齿初步定位，得到包含牙齿的嘴部区域；
[0009]30.对所述的嘴部区域进行YUV颜色空间的转换，得到转换图像；
[0010]40.通过查找所述的牙齿模型图，得到所述的转换图像的每个像素点对应的牙齿概率值，从而得到牙齿概率图。
[0011]优选的，所述的步骤10将牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模，进一步包括以下步骤:
[0012]11.将牙齿样本数据生成掩码图；
[0013]12.根据所述的掩码图获取所述的牙齿样本数据对应的有效牙齿像素；
[0014]13.将所述的有效牙齿像素从RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，得到所述的有效牙齿像素的U分量和V分量。
[0015]优选的，所述的步骤10中的牙齿模型图的制作进一步包括以下步骤:
[0016]14.初始化一张黑色图作为初始牙齿模型图，该初始牙齿模型图分别以U分量和V分量作为横坐标和纵坐标；
[0017]15.根据所述的有效牙齿像素的U分量和V分量进行牙齿模型图的绘制，将所述的有效牙齿像素的像素位置[U，V]的设为白色；
[0018]16.通过大量的牙齿样本数据的有效牙齿像素进行牙齿像素区域的填充，得到后期的牙齿模型图。
[0019]优选的，所述的步骤10的牙齿模型图的制作进一步包括对所述的后期的牙齿模型图进行手动微调，得到优化的牙齿模型图；微调步骤如下:
[0020]17.将黑色图中绘制的白色的牙齿像素区域中零散分布的黑色点进行填充为白色；
[0021]18.剔除与所述的牙齿像素区域偏差较远的白色点；
[0022]19.对所述的牙齿像素区域的边缘进行渐变处理，得到优化的牙齿模型图。
[0023]优选的，所述的步骤20中根据识别到的人脸区域进行牙齿初步定位得到包含牙齿的嘴部区域，是通过识别所述的人脸区域的嘴部区域的关键点，并通过该关键点的外接矩形进行图像裁剪，得到包含牙齿的嘴部区域。
[0024]优选的，所述的步骤40中查找所述的牙齿模型图，是根据所述的YUV颜色空间的转换图像的U分量和V分量进行查找所述的YUV颜色空间的牙齿模型图的对应的坐标位置，其中，所述的牙齿模型图是以U分量和V分量分别作为它的横坐标和纵坐标。
[0025]优选的，所述的步骤40中通过查找所述的牙齿模型图得到所述的转换图像的每个像素点对应的牙齿概率值，该牙齿概率值的计算公式如下:
[0026]Alpha = TeethModel[U*256+V]；
[0027]其中，U、V分别为所述的转换图像的各个像素点的U分量和V分量，TeethModel为所述的牙齿模型图，Alpha为计算得到的对应像素点的牙齿概率值。
[0028]其次，本发明还提供一种基于YUV颜色空间的牙齿识别系统，其包括:
[0029]牙齿模型图创建模块，其通过收集牙齿样本数据，并将该牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模，得到牙齿模型图；
[0030]人脸识别模块，其通过对待处理图像进行人脸识别，并根据识别到的人脸区域进行牙齿初步定位，得到包含牙齿的嘴部区域；
[0031]颜色空间转换模块，其对所述的嘴部区域进行YUV颜色空间的转换，得到转换图像；
[0032]牙齿概率计算模块，其通过查找所述的牙齿模型图，得到所述的转换图像的每个像素点对应的牙齿概率值，从而得到牙齿概率图。
[0033]另外，本发明还提供一种拍摄终端，其特征在于，该拍摄终端包括如上所述的基于YUV颜色空间的牙齿识别系统。
[0034]优选的，所述拍摄终端包括:手机、数码相机或平板电脑。
[0035]本发明的有益效果是:
[0036]本发明的一种基于YUV颜色空间的牙齿识别方法、系统及拍摄终端，其通过收集牙齿样本数据，并将该牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模得到牙齿模型图，然后对待处理图像进行人脸识别和牙齿初步定位，得到包含牙齿的嘴部区域，并对所述的嘴部区域进行YUV颜色空间的转换得到转换图像，最后通过查找所述的牙齿模型图得到所述的转换图像的每个像素点对应的牙齿概率值，从而得到牙齿概率图，实现快速的、自动的进行牙齿识别。
【附图说明】
[0037]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0038]图1为本发明基于YUV颜色空间的牙齿识别方法的流程简图；
[0039]图2为本发明基于YUV颜色空间的牙齿识别系统的结构示意图；
[0040]图3为本发明拍摄终端的结构示意图；
[0041]图4为本发明一具体实施例的待处理图像；
[0042]图5为本发明一较佳实施例的牙齿模型图；
[0043]图6为根据本发明方法对图4的待处理图像进行图5的牙齿模型图的查找得到的牙齿概率图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]如图1所示，本发明的一种基于YUV颜色空间的牙齿识别方法，其包括以下步骤:
[0046]10.收集牙齿样本数据，并将该牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模，得到牙齿模型图；
[0047]20.对待处理图像进行人脸识别，并根据识别到的人脸区域进行牙齿初步定位，得到包含牙齿的嘴部区域；
[0048]30.对所述的嘴部区域进行YUV颜色空间的转换，得到转换图像；
[0049]40.通过查找所述的牙齿模型图，得到所述的转换图像的每个像素点对应的牙齿概率值，从而得到牙齿概率图。
[0050]本实施例中，所述的步骤10将牙齿样本数据转换为YUV颜色空间进行牙齿建模，进一步包括以下步骤:
[0051]11.将牙齿样本数据生成掩码图，本实施例是采用PS工具对所述的牙齿样本数据进行逐一标定各自的牙齿的有效部位并生成掩码图，该掩码图中用白色表示牙齿区域，用黑色表示其他区域；
[0052]12.根据所述的掩码图获取所述的牙齿样本数据对应的有效牙齿像素；
[0053]13.将所述的有效牙齿像素从RGB颜色空间转换为YUV颜色空间，得到所述的有效牙齿像素的U分量和V分量；具体计算公式如下:
[0054]Y = R*0.299000+G*0.587000+Β*0.114000 ；
[0055]U = R*-0.168736+G*-0.331264+Β*0.500000+128 ；
[0056]V = R*0.500000+G*-0.418688+B*-.081312+128 ；
[0057]其中，R、G、B为牙齿像素在RGB颜色空间下的各个通道的像素值，Y、U、V为对应的YUV颜色空间下的像素值，且R、G、B、Y、U、V取值范围在O到255之间。
[0058]本实施例中，所述的牙齿模型图的制作进一步包括以下步骤:
[0059]14.初始化一张黑色图作为初始牙齿模型图，该初始牙齿模型图大小为256*256，其分别以U分量和V分