本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上存在很多的皮膚檢測(cè)設(shè)備，其拍攝的人臉圖像清晰度高，占用容量和帶寬高，給系統(tǒng)的資源帶來(lái)了很大壓力；同時(shí)，在檢測(cè)各類指標(biāo)時(shí)，由于背景和人臉邊緣像素畸變的干擾，檢測(cè)的精確度會(huì)大受干擾。
部分主流的膚質(zhì)檢測(cè)儀，如美國(guó)的visia系統(tǒng)，采用了拍攝圖像后進(jìn)行手動(dòng)圈選檢測(cè)區(qū)域的方式來(lái)對(duì)無(wú)效區(qū)域進(jìn)行屏蔽，同時(shí)減少檢測(cè)算法的處理難度，但其操作十分復(fù)雜，每次拍攝后都需要對(duì)多個(gè)(如額頭、臉頰等)區(qū)域進(jìn)行數(shù)十個(gè)點(diǎn)的定位調(diào)節(jié)，在用戶或者操作員的角度來(lái)看極大地降低了用戶體驗(yàn)。
因此，鑒于以上一系列的問(wèn)題，為了膚質(zhì)檢測(cè)流程的自動(dòng)化，檢測(cè)算法的簡(jiǎn)單化、圖像傳播和存儲(chǔ)的輕量化，本發(fā)明提出了一種基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供了一種基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法，基于膚色區(qū)域來(lái)對(duì)人臉內(nèi)臉部分進(jìn)行光滑分割，屏蔽臉周及背景的無(wú)效像素，減少圖像所占容量，降低算法檢測(cè)難度。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法，包括以下步驟：
步驟一、對(duì)白光下正臉圖片進(jìn)行rgb至ycrbr顏色空間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)構(gòu)造膚色聚類的橢圓模型對(duì)候選圖像進(jìn)行過(guò)濾，獲得膚色掩膜；
步驟二、基于膚色掩膜獲取人臉的候選區(qū)域，作外接矩形，并生成初步的橢圓分割區(qū)域?qū)υ瓐D進(jìn)行分割，通過(guò)膚色掩膜與橢圓分割區(qū)域的邏輯運(yùn)算，獲得橢圓區(qū)域內(nèi)的膚色分布圖，并計(jì)算出候選分割區(qū)域內(nèi)的皮膚占比(皮膚占比＝橢圓區(qū)域內(nèi)的皮膚面積/橢圓區(qū)域總面積)，將之作為迭代的結(jié)束判定標(biāo)志之一；
步驟三、分別在橢圓區(qū)域的頂部、底部、左部、右部四個(gè)位置構(gòu)造收縮空間判定掩膜，并與橢圓區(qū)域內(nèi)的膚色分布圖進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到四個(gè)方向殘余的非皮膚像素點(diǎn)數(shù)，以四個(gè)方向殘余的非皮膚像素點(diǎn)數(shù)作為自適應(yīng)收縮系數(shù)來(lái)決定四個(gè)方向的收縮速率；
步驟四、根據(jù)四個(gè)方向的收縮系數(shù)，調(diào)整橢圓的中心點(diǎn)和橫縱軸半徑，更新橢圓分割區(qū)域；
步驟五、重復(fù)步驟三和步驟四，直到迭代次數(shù)到達(dá)上限或四個(gè)方向收縮因子到達(dá)指定誤差范圍內(nèi)，停止迭代，輸出目標(biāo)圖像。
上述技術(shù)方案中，所述步驟四中橢圓的中心點(diǎn)橫坐標(biāo)由左右收縮系數(shù)之差決定，縱坐標(biāo)由頂?shù)资湛s系數(shù)之差決定，更新后使左右、頂?shù)资湛s系數(shù)分別趨于相等；橢圓的橫軸半徑由左右收縮系數(shù)均值決定，縱軸半徑由頂?shù)资湛s系數(shù)均值決定，更新后使橫縱軸半徑縮短，向內(nèi)臉收縮。
本發(fā)明提出的基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法的原理如下：
分割形狀：考慮到人的內(nèi)臉臉型和有效區(qū)域，本方法采用橢圓為主要分割形狀。橢圓頂部為人臉發(fā)際線，底部考慮到拍攝設(shè)備下方的墊臺(tái)干擾，分割至下嘴唇與下巴下沿之間，具體位置與下巴的光照亮度有關(guān)，左右兩邊出于兩耳內(nèi)側(cè)，不出現(xiàn)耳朵為準(zhǔn)。橢圓形狀由中心點(diǎn)和橫縱半徑來(lái)改變，通過(guò)計(jì)算調(diào)整橢圓區(qū)域至最佳范圍。
膚色提取：人的膚色在聚類后會(huì)在不同的顏色空間中趨于一個(gè)較小的區(qū)域。有實(shí)驗(yàn)表明，膚色在ycrbr顏色空間中的分布近似于一個(gè)橢圓，故可以以該顏色空間中的區(qū)域閾值來(lái)對(duì)圖像中的皮膚區(qū)域進(jìn)行提取計(jì)算。
邊緣收縮：由于初次依賴膚色檢測(cè)而獲得的分割區(qū)域不能很好地?cái)M合人臉邊緣，即存在未剔除完全的背景殘留，故本方法增加了四個(gè)方向的收縮空間檢測(cè)，并進(jìn)行自適應(yīng)步進(jìn)的收縮迭代從而使分割區(qū)域盡可能擬合內(nèi)臉邊緣。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有以下有益效果和優(yōu)點(diǎn)：
1)本發(fā)明基于ycrbr顏色空間的橢圓模型來(lái)進(jìn)行膚色檢測(cè)，不依賴任何庫(kù)文件，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，識(shí)別精度高；
2)本發(fā)明采用橢圓形狀來(lái)擬合內(nèi)臉?lè)指顓^(qū)域，并經(jīng)過(guò)多次迭代從四個(gè)方向向內(nèi)進(jìn)行自適應(yīng)收縮，收縮耗時(shí)少，內(nèi)臉區(qū)域擬合精確。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
本實(shí)施例中，本發(fā)明提出的基于膚色的內(nèi)臉圖像分割方法，包括以下步驟：
步驟一、對(duì)白光下正臉圖片進(jìn)行rgb至ycrbr顏色空間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)構(gòu)造膚色聚類的橢圓模型對(duì)候選圖像進(jìn)行過(guò)濾，獲得膚色掩膜，橢圓頂部為人臉發(fā)際線，底部考慮到拍攝設(shè)備下方的墊臺(tái)干擾，分割至下嘴唇與下巴下沿之間，具體位置與下巴的光照亮度有關(guān)，左右兩邊出于兩耳內(nèi)側(cè)，不出現(xiàn)耳朵為準(zhǔn)；
步驟二、基于膚色掩膜獲取人臉的候選區(qū)域，作外接矩形，并生成初步的橢圓分割區(qū)域?qū)υ瓐D進(jìn)行分割，通過(guò)膚色掩膜與橢圓分割區(qū)域的邏輯運(yùn)算，獲得橢圓區(qū)域內(nèi)的膚色分布圖，并計(jì)算出候選分割區(qū)域內(nèi)的皮膚占比(皮膚占比＝橢圓區(qū)域內(nèi)的皮膚面積/橢圓區(qū)域總面積)，將之作為迭代的結(jié)束判定標(biāo)志之一；
步驟三、分別在橢圓區(qū)域的頂部、底部、左部、右部四個(gè)位置構(gòu)造收縮空間判定掩膜，并與橢圓區(qū)域內(nèi)的膚色分布圖進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到四個(gè)方向殘余的非皮膚像素點(diǎn)數(shù)，以四個(gè)方向殘余的非皮膚像素點(diǎn)數(shù)作為自適應(yīng)收縮系數(shù)來(lái)決定四個(gè)方向的收縮速率；
步驟四、根據(jù)四個(gè)方向的收縮系數(shù)，調(diào)整橢圓的中心點(diǎn)和橫縱軸半徑，更新橢圓分割區(qū)域，其中橢圓的中心點(diǎn)橫坐標(biāo)由左右收縮系數(shù)之差決定，縱坐標(biāo)由頂?shù)资湛s系數(shù)之差決定，更新后使左右、頂?shù)资湛s系數(shù)分別趨于相等；橢圓的橫軸半徑由左右收縮系數(shù)均值決定，縱軸半徑由頂?shù)资湛s系數(shù)均值決定，更新后使橫縱軸半徑縮短，向內(nèi)臉收縮；
步驟五、重復(fù)步驟三和步驟四，直到迭代次數(shù)到達(dá)上限或四個(gè)方向收縮因子到達(dá)指定誤差范圍內(nèi)，停止迭代，輸出目標(biāo)圖像。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。