基于肤色的实时人脸检测算法研究

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－
３ ７－
《 电子 设计 工 程》 ０ １ 第 ９期 ２１ 年
过滤 掉 。 ２ ）对 人 脸 肤 色进 行 裁 剪 由于 人 脸 在 图像 中所 占 的 位
置 往 往 是 比较 小 的 ， 时 把 人 脸 从 图 像 中 裁 剪 出 来 ， 会 减 这 将
小 下 一 步 人 眼 定 位 的 实 现 难 度 ， 能 进 一 步 减 少 干 扰 。 裁 剪 也
于 此 ． 用 人 脸 肤 色 特 征 所 具 有 的 检 测 优 势 可 设 计 多 个 分 类 利
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ６ ２ １－ １２ 稿 件 编 号 ：０ １ １ ８ ２ １ ００ ５
基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 项 目（ １７ １７ ； 东省 自然 科 学 基金 项 目（０ ５ ９ ２ ０ ０ ０ ｏ ， ７ １８ ９ ； 东省 高 等 学 校 高 国 ６０ ２ ２ ） 广 １ １２ ０ ０ １０ ０ ２ ０ ０ ０ ６ ）广
近 年来 ， 着 计 算 机 性 能 不 断 提 高 ， 时 人 脸 识 别 系 统 随 实
器 ， 把 不 是 肤 色 的 区 域 过 滤 掉 ， 把 人 脸 区域 定 位 出 来 ， 先 再 这
得 到 了很 大 发 展 ， 能应 用 在 门监 、 控 、 索 等 广 泛 领 域 。 然 监 检 而， 目前 的人 检 识 别 技 术 还 不 够 完 善 ， 处 于研 究 阶 段 ， 其 还 使
算 法 有 Ａ ａ ｏ ｓ￣ 、 经 网络 【 。 ｄＢ ｏｔ ］ ［ 神 １ 等
本 文 中 主 要 是 探 讨 基 于 肤 色 的 人 脸 检 测 算 法 。 色 是 彩 肤
色 图 像 中 人 脸 的 重 要 可 视 特 征 ， 受 表 情 、 态 变 化 和 面 部 它 姿
细 节 的 影 响 较 小 ， 有 相 对 稳 定 性 并 且 和 大 多 数 背 景 颜 色 相 具
到 的人 脸 图 像 进 行 缩 放 、 转 、 位 校 正 。 旋 移 以提 高输 出人 脸 图像 的 质 量 。 实验 结 果 表 明 ， 文 所提 的 算 法 具 有很 高 的 准 本 确 率 与检 测 速度 。 够 适 用 于 实 时人 脸 检 测 系统 。 能
关 键 词 ：人 脸 肤 色 ； 心 定位 法 ；实时 人 脸检 测 ； 脸 校 正 质 人
ｕ 、
Ｊ∑ ∑ ｓ ＝
ｉ＝ ｑｊ＝ Ｐ
（ ３ ）
其 中 ｇＰ， ， 值 不 能 超 出 图 像 的 范 围 ，则 该 区 域 在 图 像 中 ， ｕ 的 眼睛的坐标为 ：
∑ ∑ Ⅱ
wenku.baidu.com
∑ ∑ｉｉ Ｂ， ［］ ｊ ｙ ＝ 卜
（ ４
在 噪 声处 理后 得 到 的人 脸 区域 中 ，在 理 想 的情 况 下 只有
一一 ■ 一
设 图像 面 积 为 ：
ｎ—ｌ ｍ－ １
Ａ ∑ ∑Ｂ ｊ ＝ ［Ｉ ｉ
ｉ＝ ０ ＝ ０
（ ２ ）
其 中 Ｂ［√ 】 图像 中 对 应 坐 标 为 【 的 像 素 值 ， 图像 中眼 为 棚 设
０２ ９ ．２
一
！ ￣ ｏ１ ４］ ５／ ８／ ７ ｏ
睛区域面积为 ：
中图分 类号 ： Ｎ ｆ Ｔ ｇ，
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ）９ ０ ３ — ３ ６４ ６ ３ （０ １０ —０ ７ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆｒ ａ ．ｉ ｅ ｆ ｃ ｅ ｅ ｔｏ ｌ ｏ ｉｈ ｓ ｄ ｏ ｋ ｎ ｃ ｌ ｒ ｓ ａ ｃ Ｏ ｅ １ｔｍ ａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ａ ｇ ｒ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｏ
人 脸 检 测 中 所 耗 时 间 短 ， 测 准 确 率 高 ， 以 满 足 实 时 检 测 检 可
的 发 展 前 景 和科 研 前 沿 。 脸 检 测 在 是 人 脸 识 别 系统 的重 要 人 组 成 部 分 。 于检 测 部 分 的 作 用 很 关 键 ， 由 目前 已把 人 脸 检 测
个 较 完 善 的 检 测 算 法 可 分 肤 色 提 取 、 声 处 理 、 眼 噪 人
定 位 和 人 脸 效 正 四部 分 组 成 （ 图 ｌ 示 ） 如 所 。总 流程 为先 通过
接 １直 接 从 摄 像 头 读 入 图像 数 据 。 检 测 运 算 ， 后 输 出检 ３ 经 最
测 人 脸 图像 。对 于 一 个 实 时 的检 测 系 统 要 求 更 高 ． 求 每一 要
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从 人 脸 识 别 系 统 中 分 离 出来 ．作 为一 个 独 立 的 系 统 来 研 究 。 对 人 脸 检 测 系 统 。 已形 成 多 种 较 成 熟 的 检 测 算 法 ， 致 可 现 大
系 统 的要 求 ， 时 它 的 兼 容 性 强 ， 与 其 他 算 法 结 合使 用 ， 同 能 可 优 化 算 法 的结 构 和 升 级 算 法 的质 量 。
在 实 际 应用 方 面 受 到 很 大 限制 ， 因而 人 脸 识 别 技 术 有 着 巨 大
是 本 文 探 讨 的 主 要 思 想 和 方 向 。 经 实 验 表 明 。 于 肤 色 的 人 基 脸 检 测 是 一 种 便 捷 而 简 单 、 速 而 有 效 的 实用 算 法 。它 在 单 快
效 果 如 图 ２ｄ 所 示 。 （）
１３ 人 眼 定 位 ．
人 眼 定 位 是 整 个 算 法 中 最 关 键 的一 步 ． 微 有 一 点 的 偏 稍
差 都 会 对 检 测 质 量 造 成 影 响 。 本 实 验 采 用 质 心 定 位 法 来 实 现 ， 心 定 位 能 减 小 眼睛 定 位 的 偏 差 ， 现 的 算 法 也 较 简 单 。 质 实 二 值 图像 中 眼 睛 质 心 计 算 方 法 如 下 。
Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ｋｎ ｃｌｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉａｉｎ ｍｅｈ ｄ；ｒａ－ｉ ａ ｅｄ ｔｃｉｎ；ｆｃ ｅ ｔ ｃ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｆ ｅｓ ｉ ｏｏ ；ｃ ｎｒ ｄｌ ａ ｚｔ ｔｏ ａ ｏ ｏｌ ｏ ｅ ｌ ｍｅｆｃ ｅｅ ｔ ｔ ｏ ａ ｅｒｃｉ ａｉ ｉ ｆ ｏ
１ 检测算法的 实现流程
一
分 为 基 于 生 物 特 征 和 基 于 像 素 特 征 两 大 类 算 法 【 前 者 的 特 Ｉ ｊ ， 征 是 我 们 在 图像 中 可 以 看 到 的宏 观特 征 。 如 肤 色 、 例 轮廓 等 ，
相 应 的算 法 有 基 于 肤 色 、 于 轮 廓 等 ［ 后 者是 图 像 中 的 像 素 基 ２ １ ： 间 的 微 观 特 征 。 如 区域 中 像 素 的 均 值 、 征 矩 阵 等 ， 应 的 例 特 相
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄ ｓ ｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ｏ － ａ ｅ ａ ｅ ｄ ｔｃｉ ｎ ａｇ ｒ ｈ ｗ ｓ ｓｕ ｉ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ Ｔｈ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｉ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｒ ｃ ｓ ｆａ ｃ ｌ ｒ ｂ ｓ ｄ ｆ ｃ ｅｅ ｔ ｌ ｏ ｉ ｍ ａ ｔ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｅ ｇ ｏ ｏ ｔ
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层 次人 才项 目（ 粤教 师函【０ ０ ７ ２ １ １９号） 广 东省 大学 生创新 实验项 目（１４ １０ １ ； １３ ９ ０ ３）
作 者 简 介 ： 懿 奎 （９ ２ ） 男， 东河 源 人， 士 研 究 生， 程 师 。研 究方 向 ： 翟 １８一 ， 广 博 工 图像 处 理 与 生 物特 征 识 别 。
区别 ． 以及 肤 色 特 征 在 颜 色 空 间 中具 有 独 特 的 聚类 特 性 ［ 鉴 ５ １ 。
图 １ 基 于肤 色 的人 脸 检 测 算 法 流 程 图
Ｆｉ．１ Ｆ ｏ ｃ ａｔｏ ｋ ｎｃ ｌｒｂ ｓｄｆｃ ｅｅ ｔ ｎａｇ ｆｔｍ ｇ ｌｗ ｈ ｒ ｆｓ ｉ ｏｏ ａ ｅ ａ ｅｄ ｔｃｉ ｌｏ ｈ ｏ ｉ
（ 邑 大 学 信 息 工程 学 院 ，广 东 江 门 ５ ９ ２ ） 五 ２０ ０
摘要 ： 研究 了一种基 于肤 色的人脸检测算 法的设计与 实现过程 。 Ｙ Ｑ颜 色空间 中。 在 Ｉ 进行 了有效 的肤 色提取 ． 把提 取
到 的 肤 色与 背景 图像 信 息 转 为 二 值 图像 进 行 形 态学 降噪 处理 ， 采 用质 心 定 位 法 进 行 准确 的 眼 睛 定 位 ． 后 对 检 测 再 最
第 １ ９卷 第 ９期
Ｖｏ ．９ １１
Ｎｏ５ ．
电子设 计工 程
Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｉｅ ｒｎｇ
２ １ 年 ５月 ０１
Ｍａ ． ０ ｌ ｒ ２ １
基于肤 色的实时人 脸检 测算 法研 究
翟 懿奎 ，黄 聿 ， 剑华 ，吴志 龙 ，郭 承刚 谢