¡Encontré un método rápido!
Tenías casi todo el flujo de trabajo, y la parte de 'corte' que tenías es lo que me faltaba al intentarlo al principio.
Comenzando con esta imagen, porque no pude encontrar la que estás usando:

La parte más larga para mí fue enmascarar el fondo. Es posible que también necesite agregar una Black & Whitecapa de ajuste después del paso 2 si está utilizando una imagen en color, pero desea monótono. Aquí está el flujo de trabajo que utilicé, aunque puede haber algunos pasos 'innecesarios':
Pega la imagen en Photoshop.
Haga clic derecho en la capa en el panel Capas y elija Duplicate Image....
Vaya a Image→ Adjustments→ Posterize...y ajuste la primera capa a 4 niveles y la segunda capa (duplicada) a 2 niveles.


Vaya a Filter→ Filter Gallery...y seleccione el Cutoutfiltro. Establezca el Number of Levelsto 4
, el Edge Simplicityto 4
y el Edge Fidelityto 2
. Úselo una vez en cada capa con la misma configuración.

Establezca la Opacidad de la segunda capa (duplicada) en 62%
.
Agregue una Brightness/Contrast...capa de ajuste y aumente el brillo, deje el contraste en 0
.
Enmascara el fondo si quieres, prefiero un fondo limpio para este efecto, así que eso fue lo que hice.
Save for Web...
Arrastre y suelte el nuevo archivo en una mesa de trabajo, o use la función de abrir, en Illustrator.
Use Image Trace / Live Trace→ High Fidelity Photo.
Descargo de responsabilidad: no puedo hablar de los resultados en nada debajo de Adobe CC, pero ingenuamente asumo que debería obtener un resultado muy similar en Adobe CS5 y CS6.
Savey sonríe como Ray Charles. :)


También probé y probé en una famosa imagen de Steve Jobs. Se requieren 3 capas y diferentes niveles de opacidad, y me pareció mejor ejecutar la imagen a través de PS y aumentar el contraste después de Live Tracing, el resto del flujo de trabajo era casi idéntico.