基于YCbCr空间的亮度自适应肤色检测

作者:王金庭;杨敏 刊名:计算机系统应用 上传者:唐胜宏

【摘要】本文针对复杂背景彩色图像提出了一种基于YCbCr颜色空间的自适应肤色检测算法。该算法从两个方面考虑了抗光照问题:采用非线性分段色彩变换和基于Fisher评价准则的自适应阈值分割方法减小亮度的影响。实验结果表明,该算法复杂度较小,对光照变化具有很好的鲁棒性。

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年 第 期 计 算 机 系 统 应 用基于 丫 空 间的亮度 自适应肤色检测一 王 金庭 湖北经 济学院 计算机与电子科学系 湖北武汉杨 敏 中国地质大学 信息工 程 学院 湖北武汉 摘要 本文针对复杂背景彩 色图像提 出 了一种基 于 颜 色空 间 的 自适应肤 色检测 算法 。 该算法从 两 个方 面考虑 了抗光照 问题 采用 非线性分段 色彩 变换和基 于 评价准则 的 自适应 闲值分割 方 法减 小 亮度 的 影 响 。 实验结 果表明 , 该算法复杂度较 小 , 对光照 变化具有很好的普棒性 。 关健词 肤 色检测 颜 色空间 图像分割 准则 函数 引言 肤色检测主要是根据肤色在颜色空间上 的分布特征来检测图像 中的肌肤区域 。 人的肤色是人体表面最为显著的特征之一 。 肤色是人脸部及手部区别于其他区域的重要特征 , 同时 因其对姿势 、 旋转 、 表情等 变化不敏感 , 可有效去除图像中复杂背景的干扰 、 减小待搜索范围 。 因此 , 利 用颜 色信息进行皮肤 区 域探 测已引起较多学者关注 。 利用颜色信息进行皮肤检测在人脸检测与识别 、 高级人机交互界面 、 手势识别 、 基 于 内容的图像检索和基于内容的不 良图像过滤等领域有着重要的地位 。 与 分别在 年与年的研究成果证明了在生物和物理上肤色分布的一致性 , 指 出尽管人的肤色因人种的不同而不同 , 呈现 出不同的颜色 , 但是在排除了亮度 、视环境等对肤色的影响后 , 皮肤的色调基本一致 。 这也为利 用颜色信息进行皮肤检测的可能性提供 了有利的证据 。 与 的研 究表 明不 同人种 的肤色在色调上是一致的 , 并且皮肤 的饱和度特征有一定的稳定性 , 因而采用具有认知属‘’的 、 能够将亮度信息与色度信息分开表示的颜色空间对于皮肤的检测能够起到很好的作用 。 对于颜色空间的选择问题 , 或者说在哪个颜 色空间中皮肤检测能达到最佳的效果引起 了许多学者的广泛关注与研究 。 目前有许多的颜色空 间 , 陶霖密将颜色空 间分为五类 , 而应 用于皮肤检测的颜色空间也 有许多 , 如归一化 颜色空 ’, , , , , 〔 和 〔 等颜色空间 。 在这里并不对颜色空 间的选择作太多的讨论 , 因为任何颜色空 间在皮肤检测中性能的比较都是在特定的皮肤分布模型下进行的 , 不具有一般‘生。 而如何有效地检测彩色图像 中的皮肤区域并最大限度的滤除掉非皮肤 区域仍是皮肤检测算法研究的主要问题 。 基于 丫 空间的肤色模型 丫 色彩模型是 编码方式的色度模型 , 被广泛应用在 电视的色彩显示等领域 中。 其中 丫是亮度 , 而 和 是色度信息 。 丫 空 间具有将色度与亮度分离的特点 , 在 丫 色彩空 间中肤色的聚类特性 比较好 , 而且是两维独立分布 , 能较好地限制肤色分布 区 域 , 并且 受人 种 的影 响 不 大 。 本研 究 选 择色彩空间模式进行肤色区域分割 。 格式可 以从 格式线性 变化得 到 , 转换 公式如下 一 一 一 一 」⋯」 ‘ 一 ﹁‘月 ‘ 尸‘ 通过对大量皮肤像素的统计分析可以看到肤色聚类在色度空间中的一个很小的范围内。 传统的肤色分割方法就是在二维的 一 子平 面 中寻求肤色的聚类区 域 , 根据统计结果设定阂值从而将肤色区域与非 比 阵 实践经验 计 算 机 系 统 应 用 年 第 期 , 、‘ 一 ‘‘ ‘ 肤色区 域分离 。 因为 色彩格式直接由 色彩格式通过线性变换得到 , 所 以其亮度分量 丫并不是完全独立于色度信息而存在的 , 所以肤色的

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