【導(dǎo)讀】算法限制于基于膚色相似度算法。要完成的工作包括相似度的計算，圖像的二值化，垂。提出一種基于膚色的人臉檢測定位算法，設(shè)計了基于膚色的人臉檢測和定位系統(tǒng)。法相結(jié)合的算法，提取了眼睛、嘴和鼻子等關(guān)鍵特征，最終較好地實現(xiàn)了人臉定位。MicrosoftWindows平臺上，利用VisualC++6.0開發(fā)了軟件。本課題的成果具有一定的應(yīng)用價值。實驗結(jié)果表明，該軟件對于一定尺寸范圍內(nèi)清。工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，確說明并表示謝意。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論。文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫

　　

【正文】 inHeight。由經(jīng)驗可知：人眼只可能位于人臉上半部分的下 9/15 區(qū)域內(nèi)，在這個區(qū)域內(nèi)找白色像素的個數(shù)當(dāng)它大于 nSlidWinWidth*nSlidWinHeight/3 時，可把參考位圖的像素變?yōu)榧t色。這樣就把眼睛區(qū)域劃分為很多的小區(qū)域，在把這些區(qū)域中寬度小于人臉寬度的 1/20 刪除掉，然后在合并相鄰的閉合區(qū)域（小于人臉寬度的 1/40），這樣就可確定人眼的水平區(qū)域。以同樣的方法 ：去除掉小于人臉高度的 1/100 的區(qū)域，然后在合并區(qū)域（小于人臉 A B I II 左眼眉毛 右眼眉毛 左眼 右眼 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 高度的 1/100），這樣就可以確定人眼的垂直區(qū)域。在確定的人眼范圍內(nèi)，標(biāo)定出左右眼角和眼睛的位置。 眼睛標(biāo)定的流程為： 圖 310 眼睛標(biāo)記流程圖 標(biāo)記效果如圖： 圖 311 眼睛標(biāo)記 鼻子的 標(biāo) 定 在確定了眼睛的位置以后，鼻子的位置也就相應(yīng)地定位下來了。以兩眼的瞳距為 1 來計算，鼻子到兩眼中心的距離為 到 1，在附近尋找顏色較深的區(qū)域，基本得到鼻孔的位置。然后在鼻 孔上方一定范圍內(nèi)（鼻孔距離的 1/2 左右）找到亮度最高的點作為鼻尖。 其算法流程為： 確定人臉區(qū)域 邊緣檢測 確定人眼的水平區(qū)域 確定人眼的垂直區(qū)域 標(biāo)記左右眼角和眼睛的位置 基于膚色相似度的人臉檢測與定位 18 圖 312 鼻子標(biāo)記流程圖 標(biāo)記的結(jié)果如圖示 ： 圖 313 鼻子標(biāo)記 嘴的 標(biāo) 定 嘴的確認(rèn)考慮到唇色和位置兩重信息。對于唇色，滿足如下限制條件的位于臉的下部區(qū)域可能是嘴： 0 . 5 ( 2 )a r c c o s ( , 0 . 2( ) ( ) ( ) ( )R G BR G R G R B G B?? ????? ? ? ? ? （ 31） 嘴到兩眼中心的距離可能為 到 左右，在滿足條件的區(qū)域采用類似找眼睛的方法，區(qū)域膨脹，確定左右嘴角和嘴的中心。 其結(jié)果如圖 314 示： 確定眼睛區(qū)域 可能的鼻子區(qū)域 找出鼻尖 確定鼻 孔的位置 標(biāo)記鼻孔 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 314 嘴巴標(biāo)記 設(shè)計結(jié)果及分析 設(shè)計程序的主界面如 下： 圖 315 系統(tǒng)主界面 單擊打開圖像打開一幅人臉圖像，然后用上述界面進行相似度計算，圖像二值化、垂直直方圖、水平直方圖、標(biāo)記人臉區(qū)域，接著可以依次標(biāo)記眼睛的位置和鼻子的位置的特征標(biāo)注。 基于膚色相似度的人臉檢測與定位 20 在 Microsoft Windows 平臺上 ,利用 Visual C+ + 6. 0實現(xiàn)了以上算法。使用此算法對多幅人臉圖像進行了處理，所采用的圖像都是在正常光照以及室內(nèi)條件下所攝取的正面人臉圖片 (其相對于水平方向的旋轉(zhuǎn)角度在 45176。到 135176。之間 ) , 并具有各種背景，上面的算法能成功地檢測定位多張人臉圖 , 本設(shè)計結(jié)果的正確檢測率達到 90%以上。然而由于人臉拍攝的環(huán)境不同 , 也給系統(tǒng)帶來了一些問題。該軟件與人臉的外界光照條件、人臉的拍攝角度以及是否帶眼鏡有關(guān) , 易受人臉模式的多樣性 (如胡須、眼鏡等 )、圖像獲取過程中的不確定 性 (如光照的強度、光源方向等 ) 等因素的影響 。 基于膚色的人臉檢測和定位算法分析： 1) 統(tǒng)計出一般的人臉區(qū)域中膚色像素所應(yīng)占的百分比 , 然后具有較高的檢測成功率；利用這一百分比作為閾值對檢測算法得到的候選臉區(qū)域進行驗證，從而排除了膚色像素數(shù)不滿足這一閾值的候選臉； 2) 采用了增強人臉特征與臉部皮膚之間對比度的方法 , 以及改進的對人臉圖像進行二值化處理 , 減少了運算量 。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 結(jié)論與 展望 通過基于膚色的人臉檢測、定位等操作，可以較好地定位人臉的識別區(qū)域。 文中給出了 人臉分割、檢測算法、關(guān)鍵器官定位等主要算法。經(jīng)過改進二值化處理，對于全局閾值占有很大比重的情形，可以較好地解決圖像的二值化，為進一步的人臉識別奠定了基礎(chǔ)。 本 設(shè)計 耗時數(shù)月，最后完成了所要求的功能。總結(jié)下來，主要優(yōu)點如下： 1) 界面人性化，容易操作； 2) 對用戶的添加、錄入、刪除十分方便； 3) 在光照適當(dāng)、人臉位姿恰當(dāng)時，識別率可以達到 100%； 4) 模塊化編程，可擴充性好，以后可以添加進一步的功能。 當(dāng)然，系統(tǒng)也有它的缺點，主要是下面的兩點： 1) 訓(xùn)練時間過長，不能動態(tài)的添加用戶； 2) 魯棒性較差，環(huán)境光照的改變會影響識別率。 基 于這些優(yōu)缺點，今后如果要進行改進，首先解決的問題必然是魯棒性的問題。如何將光照對識別的影響減小到最少，是一個很有難度的問題。目前的去光照處理的效果并不令人滿意，白平衡處理則只能對總體進行小幅度的修正，不能解決光照造成的左右不平衡的問題。當(dāng)然也可以從其它角度解決這個問題，例如將攝像頭和燈光結(jié)合，使得每次識別的主光源都位于正前方。 其次是增加對側(cè)面臉進行識別的功能。我們知道人類對人臉的辨認(rèn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正面，而是可以從正面到側(cè)面的各種角度進行辨別。如何使得計算機也能對側(cè)面臉進行檢測識別也是目前研究的一個熱點?？尚?的方法之一是使用三維的人臉模型，當(dāng)模型足夠細(xì)膩的時候，就可以模擬出人臉各個角度的圖像。 基于膚色相似度的人臉檢測與定位 22 致謝 大學(xué)四年的光陰如白駒過隙，轉(zhuǎn)瞬即逝。想想自己即將踏出寧靜而優(yōu)美的校園，也許這一生的學(xué)生生活就這樣結(jié)束了。不禁生起一絲悲涼之意。在這四年中我基本完成當(dāng)時還是在遙遠(yuǎn)的大一時定下的目標(biāo)，可以這么說我能有今天的一切，跟母校 老師們是分離不開的！在這里我深深說一句：親愛的老師們謝謝你！ 尤其是在最后的半學(xué)期里，得到了老師的熱情指導(dǎo)，對本文的算法、編撰和定稿不吝賜教，使我看到了一個搞 科學(xué)研究的學(xué)者應(yīng)有的作風(fēng)，為以后的我真正的走上工作崗位 — 搞研發(fā)時應(yīng)怎樣處理類似的工作奠定了基礎(chǔ)。 在這還要感謝那些曾做過和我一樣課題的前輩們，正是看了關(guān)于你們?nèi)四槞z測與定位的專著和論文后才啟發(fā)了我怎樣進行人臉檢測、怎么樣的算法才是最合理的。可以說在拿到這個課題時，我可是一臉的朦朧，正是你們的著作在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中敲打著我，時刻啟迪我。謝謝你們！ 致謝人： 20xx 年 6 月 17 日 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 參考文獻 [1] 王天學(xué)，刑桂芬，江波 .基于區(qū)域分割的復(fù)雜背景中的人臉檢測與定位 [J] .計算機工程與設(shè)計 ， 20xx, 11(25)： 13 [2] 王學(xué)武 , 石躍祥 .基 于眼睛特征的人臉檢測方法 [J] .計算機應(yīng)用研究 ， 20xx 年 ,1(1)：13 [3] 王春紅，楊伯原，張洛平，張波 .B超圖像邊緣檢測算法分析及 C++實現(xiàn) [J] .河南科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 20xx, 2(27)： 13 [4] 王鄭耀 .數(shù)字圖像的邊緣檢測，西安交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 [D]， 20xx年 6月 [5] 朱文佳，戚飛虎 .快速人臉檢測與特征定位 [J] .中國圖像圖形學(xué)報 ， 20xx, 11(10)：14 [6] 吳為 .人臉識別的軟件系統(tǒng)開發(fā)，復(fù)旦大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 [D]， 20xx年 6月 [7] 張宏林 .Visual C++數(shù)字圖像模式識別技術(shù)及工程實踐 [C] .北京：人民郵電出版社，20xx [8] 張永梅 , 韓焱 , 商細(xì)云 .一種人臉的檢測與定位方法 [J] .中北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 20xx, 3(27)： 15 [9] 張敏，陶亮 .人臉圖像中人眼的檢測與定位 [J].光電工程 ， 20xx, 8(33)： 16 [10] 郭瑞，張淑玲，汪小芬 .人臉識別特征提取方法和相似度匹配方法研究 [J] .計算機工程 ， 20xx, 11(32)： 12 [11] 黃翠榮 ,嚴(yán)佩敏 ,時鹿鳴 . 基于方差相似度計算的人臉識別技術(shù) [J] .上海大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 )， 20xx， 12(4)： 14 [12] 梁路宏，艾海舟，徐光佑，張鈸 .人臉檢測研究綜述 [J] .電子學(xué)報 ， 20xx， 29（ 6）：744747 [13] 謝建新 .數(shù)字視頻采集與目標(biāo)跟蹤 ， 華僑大學(xué)本科畢業(yè)論文 [D]， 20xx年 6月 [14] 蔡照 .利用 delphi6實現(xiàn)拉普拉斯高斯邊緣檢測算法 [J] .圖形圖像處理與游戲編程 ， 20xx, 7(11)： 12 [15] 裘偉 .一種基于相似度及復(fù)雜度人眼定位算法 [J] .蘇州大學(xué)學(xué)報（工科版） ， 20xx, 6(26)： 14 [16] , , Face detection and facial feature localization without considering the appearance of image context[J]. Image and Vision Computing 25(20xx) 741–753 基于膚色相似度的人臉檢測與定位 24 附錄 A 引用的外文文獻及翻譯 Face detection and facial feature localization without considering the appearance of image context 2. Our methodology In this Section, we introduce our method to process the frontalview face images for the extraction of head boundary, face boundary, and facial features including eyes with eyebrows, nostrils ,and mouth .Head boundary is the outer profile of head including , shoulders Face boundary is the face contour that excludes hair, shoulders, and neck. We use rectangular boxes to locate facial features. . Smoothing and thresholding The scheme diagram of the doublethreshold method is shown in Fig. 1. The first step is to reduce noise by using a 3 ? 3 median filter. After that, an edge operator is applied. We tested the edg