Выделение контуров изображения объекта интереса на переменном фоне

Аннотация

Разработан метод выделения границы объекта интереса на переменном фоне, ориентированный на автоматический анализ выражения лица человека. Из полутонового фотографического изображения извлекаются контуры бровей глаз и губ. На первом этапе проводится классификация пикселей по трём уровням яркости. Полагается, что пиксели одного из них, соответствуют коже, другого — волосам, третий же уровень составляют остальные пиксели. Для определения яркостей этих уровней применяется разработанный автором ранее алгоритм, суть которого состоит в следующем. Изображение делится на прямоугольные фрагменты. Для каждого из них проверяется гипотеза о том, что яркости его пикселей являются выборкой из распределения, которым описывается случайный шум, присутствующий на изображении (формулы были получены для нормального распределения шума). В предположении, что все пиксели любого фрагмента, для которого подтвердилась гипотеза, входят только в одну из указанных групп, яркости уровней определяются путём арифметического усреднения гипотетических математических ожиданий яркостей пикселей, принадлежащих каждой группе. Далее в процессе построчной обработки определяются границы областей, имеющих постоянную яркость. Метод был опробован на фотографиях из открытой базы, созданной в университете штата Джорджия (США). Результаты показали, что извлечённые контуры визуально хорошо соответствуют границам объектов интереса, и есть основания полагать, что они могут быть использованы для решения задачи автоматического определения эмоционального состояния человека по его портретной фотографии. Кроме того, была продемонстрирована устойчивость алгоритма по отношению к случайному шуму, величина стандартного отклонения которого не превышает 25 % от средней величины полезного сигнала.