基于matlab的彩色圖像皮膚區(qū)域分割及人臉檢測(cè)-在線瀏覽
2024-08-01 15:47本頁(yè)面
【正文】 ii wxpwpxp 1 )|()()( （ ） 其中， )(xp 為膚色像素在色彩空間中的混合概率密度，)|( iwxp 為分量的概率密度， )( iwp 為分量的先驗(yàn)概率， i=1, 2,...，m 為混合密度的分量個(gè)數(shù)。在這個(gè)模型中主要難點(diǎn)是對(duì)混合高斯模型的參數(shù)估計(jì)。利用該算法需要進(jìn)行迭代，而迭代的收斂速度受參數(shù)的初值影響，同時(shí)與分量密度個(gè)數(shù)關(guān)系很大，分量越多，運(yùn)算越復(fù)雜。 直方圖模型 通過(guò)對(duì)膚色直方圖的統(tǒng)計(jì)，然 后利用閾值來(lái)進(jìn)行判別。 常見(jiàn)色彩空間比較 RGB 空間 由于彩色圖像是多光譜圖像的一種特殊情況，對(duì)應(yīng)于人類視覺(jué)的三基色即紅、綠、藍(lán)三個(gè)波段，是對(duì)人眼的光譜量化性質(zhì)的近似。而且多數(shù)的圖像采集設(shè)備都是以 CCD 技術(shù)為核心，直接感知色彩的 R、 G、 B 三個(gè)分量，這也使得三基色模型成為圖像成像、顯示、打印等設(shè)備的基礎(chǔ)，具有十分重要的作用。 RGB 色系坐標(biāo)中三維空間的三個(gè)軸分別與紅、綠、藍(lán)三基色相對(duì)應(yīng)，原點(diǎn)對(duì)應(yīng)于黑色，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于白色，其他顏色落在三維空間中由紅、綠、藍(lán)三基色組成的彩色立方體中。 RGB 色彩空間通過(guò)色彩的相加來(lái)產(chǎn)生其他顏色，通常稱為加色合成法 (Additive Color Synthesis)。 為了把膚色區(qū)域同非膚色區(qū)域分離，需要使用適合不同膚色和不同光照條件的可靠膚色模型。由于周圍環(huán)境光照的改變引起亮度變化會(huì)使人臉檢測(cè)更復(fù)雜，在這樣的條件下，直接利用 RGB 空間聚類進(jìn)行膚色分割是不可靠的。而且由于我的研究是面向人臉自動(dòng)識(shí)別空間中的人臉檢測(cè)環(huán)節(jié)，人臉檢測(cè)空間的輸入圖像已經(jīng)過(guò)光線補(bǔ)償?shù)阮A(yù)處理，從另一方面避免了光照的影響。 RGB 色彩空間的這種膚色模型雖然簡(jiǎn)單，但三個(gè)色彩分量沒(méi)有很好地和人對(duì)色彩判斷的因素相聯(lián)系，冗余信息多， R, G, B相關(guān)性強(qiáng)，不便于處理。故一般處理方法是將 RGB 空間轉(zhuǎn)換為其他的色彩空間，目的是降低分量之間的相關(guān)性，將亮度與反映色彩本質(zhì)特性 的色調(diào)信息分離。這三種屬性分別是 : 色調(diào)( Hue) 、飽和度 (Saturation) 和亮度 (Value) ，也有稱為 HIS。這種格式反映了人類觀察色彩的方式，比較好地反映了人對(duì)顏色的感受，同時(shí)也有利于圖像處理。我們提取一類物體 (比如現(xiàn)在研究的人臉 )在色彩方面的特燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 5 頁(yè) 共 13 頁(yè) 性時(shí)，經(jīng)常需要了解其在某一色彩空間的聚類特性，而這一聚類特性往往體現(xiàn)在色彩的本質(zhì)特性上，而又經(jīng)常受到光照明暗等條件的干擾影響。這也正是 HSV 格式在彩色圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究中經(jīng)常被使用的原因。不過(guò)，從選取的大量膚色樣本的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，膚色的亮度 V都不會(huì)小于 40，在 HSV色彩系統(tǒng)中，定義膚色為 V40，且 H、 S 落在特定的區(qū)域。它由 YUV 色彩系統(tǒng)衍生而來(lái)， Cb=k1U,Cr=k2,其中 k1 、 k2 分別為壓縮系數(shù)，壓縮的目的是防止色差信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的 干擾及超過(guò)亮度信號(hào)的電平，也就是說(shuō) Cb 和 Cr 則是將 U和 V 做少量調(diào)整而得到的。 YCbCr 色彩系統(tǒng)與 RGB 色彩系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下 : Y BGR ?????? )( ???? YRCr )( ???? YBCb 即： 0 .2 2 9 0 0 .5 8 7 0 0 .1 1 4 00 .1 6 8 7 0 .3 3 1 3 0 .5 0 0 0 1 2 80 .5 0 0 0 0 .4 1 8 7 0 .0 8 1 3YRCb GCr B? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? . YCbCr 空間膚色模型 由于統(tǒng)計(jì)表明不同人種的膚色區(qū)別主要受亮度信息影響，而受色度信息的影響較小，所以直接考慮 YCbCr 空間的 CbCr 分量 ，映射為 CbCr 空間，在 CbCr 空間下，受亮度變化的影響少，且是兩維獨(dú)立分布。 統(tǒng)計(jì)分布滿足： 77? Cb? 127 () 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 6 頁(yè) 共 13 頁(yè) 并且滿足： 133? Cr? 173 () 不同人種的皮膚雖然相差很大，但在色度上的差異遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于亮度上的差異，其實(shí)不同人的 膚色在色度上比較接近，但在亮度上的差異很大，在二維色度平面上，膚色的區(qū)域比較集中，可以用高斯分布描述。 通過(guò)高斯膚色模型將彩色圖像轉(zhuǎn)換為相似度灰色圖像后，選取合適的閾值，就可以分離膚色與非膚色區(qū)域。當(dāng)然在實(shí)際用于膚色檢測(cè)中，可以直接利用公式 ()中的 )]()([ 1 mxCmx T ??? ?項(xiàng)進(jìn)行判決，以提高檢測(cè)速度。 綜上，可以 從兩個(gè)方面考察某種色度空間 :(1)在該色度空間中能否用給定的模型描述
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