一种基于HSV颜色空间的皮肤毛孔检测算法-论文

・基金项 目：中央 高校基 本科研 基金 （ 编号：２ ０ １ ５ 一 Ｘ Ｘ — Ａ １ — ０ ３ ，２ ０ １ ３ － Ｉ Ｖ 一 ０ ７ ９ ）。
７ ６ ・ 电子技 术与 软件 工程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
【 关键词 】ｈ ｓ ｖ 颜 色空间 阈值 分割 形 态学去
噪 毛 孔 检 测
重
１ 引 言
皮 肤 在 医 学 检 测 、 日常 护 理 方 面 受 到 人们 的 广 泛 关 注 。 人 体 皮 肤 毛 孔 则 可 以反 映 出人 体
的生理状况 ，用 于检测皮肤组织 的老化 、病变
等 情 况 。目前 国 内 外 皮 肤 检 测 方 式 主 要 有 ３种：
１ ｆ 盯 “
ｌ
￣（ Ｒ － Ｇ ） Ｚ ＋ （ 一 Ｒ － Ｂ ） （ Ｇ － Ｂ ） ）
图 ３（ ａ ）为使 用 Ｃ ＢＳ 一 ９ ０ ２皮 肤检 测仪 采
Ｓ ：１ 一 ａ ｒ — ｉ ｎ （ Ｒ — ， Ｇ ， Ｂ ）
ｆ １ ］
集 的皮肤原始图像 ，根据最优饱和度 阈值分割
２ ． ２ 图像 阈值 分 割
图２ ：Ｈ Ｓ Ｖ颜 色空间圆锥模型
提高 ，且具有 无须采集活体样本 、检测方 便快 捷 的特 点，基于皮肤 图像 的皮肤检测成 为相关 研 究的热点并在皮肤 的纹理 、色斑 、皱 纹等信 息 识 别 中 取 得 了突 破 进 展 。但 基 于 皮 肤 图 像 的
为了将毛孔区域与普通皮肤区域分离 ，需
要 根 据 阈 值 进 行 图像 分 割 。 目前对 图 像 阈 值 选
图片 常用 Ｒ ＧＢ颜 色 空 间 通 过 红 绿 蓝 取 有最大类间方差法 、最 小误 差法、最大熵法 （ Ｒ， Ｇ， Ｂ） 三个分量来储存每个 点的颜色信 息。 等 多 种 方 法 。 其 中 由 日本 学 者 大 津 展 于 １ ９ ７ ８ 毛孔检 测通常仍采用半手动或纯 手动方式 ，即 由于 这 三个 分 量 具 有 很 强 的相 关 性 ，直 接 进 行 年 提 出的 最 大 类 间方 差 法 能够 有 效 地 分 离 背 景 Ｖ 颜 色 空 间 需 要 人 在 图 像 上 手 动 标 记 毛 孔 ，依 赖 于 专 业 人 图 像 分 割 难 以 得 到 所 需 效 果 。ＨＳ 与 目标，是一种无参数无 监督的阈值分割法 ， 士的判 别，其检测流程复杂且对毛 孔的定义模 是一种 适应 于人体对色彩感知 的颜色 空间，其 适用于类间方差为 单峰的情况，且效率高 ，满 圆 锥 模 型 如 图 ２所 示 ， 其 中 色 调 Ｈ 为 角 度 、 糊。 足皮肤图像分割需要 。 饱 和 度 ｓ为 半 径 、 亮 度 ｖ 为 纵 轴 ， 圆 锥 上 各 微 距 图 像 具 有 高 分 辨 率 、 色 调 一 致 、 亮 ＨＳ Ｖ空 间 图像 饱和 度 ｓ的灰度 级 范围为 Ｖ 颜 色 空 间 的 三 度 与饱和度不同等特 点。本 文采 用微距 皮肤图 个 点 即 表 示 不 同 的 颜 色 。 ＨＳ ［ ０ ， ２ ５ ５ ］ ，进 行 Ｓ的闽值 分割首先要将所有像 素 、亮度 ｖ 像 作为处理对象，提 出一种人脸 皮肤毛孑 Ｌ 检测 个分量相关性弱 ，色调 Ｈ与饱和度 Ｓ 按灰 度级 阈值 分为背 景和 目标 两类 。设 ｆ Ｄ ． 。 为 、亮度 Ｖ阈值分割 。 与标记 算法， 实现对面 部皮肤 毛孔的 自动提取 、 分离，能单独对饱和度 Ｓ 以ｉ 灰度 级为闽值时 目标像 素点所 占比例 ，６ ０ ． ， 微 距皮肤图像色调分布集 中，而 毛孔 区域与普 大 小检 测 ， 达 到 皮 肤 检 测 的 目的 为 对应 的背 景像 素点 所 占比例 ， ． 。 是 目标 像 通皮肤区域亮度与饱和度信 息差异较明显，故 素 点灰 度平 均值 ， ， 是 背景 像素 点灰 度平 均 ２毛孔检测算法 本文采 用 ＨＳ Ｖ颜色 空 间的亮度 Ｖ和 饱和度 ｓ 值 ，则 Ｓ在第 ｉ 灰度级 的类 间方 差定义为： 进行 图像分割。 Ｇｉ ２ ＝Ｏ ） 面 部皮 肤 中毛孔 区域 与普 通 区域 紧密相 ． ｏ Ｃ Ｏ １ Ｉ Ｏ ｔ ＿ 旷 ． Ｉ ） （ ２ ） Ｒ ＧＢ颜色 空间到 ＨＳ Ｖ颜色 空间的转换公 连 ，肤 色 相 近 ，难 以从 颜 色 提 取 分 离 ，但 由 于 最 大 类 间方 差对 应 最优 饱 和 度 ｓ的 闽 值 ， 式为： 即 毛囊结构 ，毛孔区域相 比普通 区域 下陷，采集 到的图像毛孔 区域亮度偏低 ，饱 和度偏高。据 ｏ ｓ 目 ＝ ｍａ ｘ （ Ｇ ｉ ２ ）（ ｉ∈ ［ ０ ， ２ ５ ５ ］ ） （ ３ ） 此 ，本 文提出一种基于亮度和饱 和度阈值分割 的人脸 皮肤 毛孔提取与大小检测 算法，其实现
图像与多媒体技术 ・ Ｉ ｍ ａ ｇ ｅ ＆Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｍ ｅ ｄ ｉ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
一
种基于 Ｈ Ｓ Ｖ颜色空 间的皮肤 毛孔检 测算法
文／ 王贺 张景源 旷海 兰 贺 柔冰 程小芸 刘 洋
人 体 皮 肤 病 理 诊 断 以 及 日 常 护理 都 需要 精确 地检 测 各项 皮肤 的 生 理 指 标 ， 而 毛 孔 数 量 及 大 小 作 为 一 项 重 要 的 指 标 可 以 反 映 皮 肤 的 生 理 状 况 。 本 文 提 出 一 种 实 现人 体 皮肤微 距 图像 中的毛 孔提 取 与 大小检 测 的 图像 处 理 算法： Ｈ Ｓ Ｖ颜 色 空 间 采 用 最 大 类 间方 差 法 进 行 阈值 分 割 得 到 毛 孔 提 取 初 步 结 果，通 过形 态 学运 算去 除 干扰 噪 声点 实现 自动毛 孔提 取 与 大小 检 测。 实验证 明本算 法 的提 取结 果是令人满意的 图１ ： 算 法 总体 流程
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（ Ｉ ）病理切 片分析 。采集人体 皮肤样 本，
用 仪 器 及 药剂 进 行检 测 。 （ ２ ） 基于 生物 电 阻 抗 的 接 触 式 检 测 。 （ ３ ） 基 于 皮 肤 图 像 采 集 处 理 的 检 测 。 随 着近年来 图像 处理技术不断发展 ，检测准确性 流程 图 Ｉ 所示 。 ２ ． ｉ Ｈ Ｓ Ｖ 颜 色 空 间