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肤色检测说课材料
肤色检测
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图像处理综合实践课程设计报告
设计题目:
NO1、肤色检测
学院自动化与信息工程学院
专业
班级
姓名
学号
指导教师张志禹
2011年秋季学期
起止时间:
2011年12月25日至2012年1月2日
一、设计思路
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肤色检测原理是根据皮肤的固有色彩,在图像中选取相对应的颜
色范围作为皮肤颜色。
给定一幅包含人像的彩色图像,将其转换至
其它表色系,利用肤色检测算法将皮肤区域以二值图像的形式检测
出来并对比算法效果。
在本次课程设计中,我们组确定将图像分别
转换到HSV表色系和YCbCr表色系下,然后将不同表色系下的图
像分别转换成相应的二值图,对比观察图像转换结果,以得到实验
的实验结论。
1)HSV表色系下的肤色检测原理
HSV表色系包含三个属性:
图像的色调(Hue),即表示相应的颜
色;饱和度(Saturation),即表示颜色的纯度;亮度(Value),即颜色
的亮暗程度。
所以该表色系是分别对图像的色调,饱和度和亮度进
行描述的,根据皮肤的固有色调可以提取出皮肤区域。
图像从Rgb表色系转换到hsv表色系固定公式如下:
Vmax(R,G,B)
[Vmin(R,G,B)]/V,
V
0
S
0,
V
0
60(G
B)/SV,
V
R
60(2
(B
R)/SV),
V
G
H60(4
(R
G)/SV),
V
B
0
V
0
H
360,
H
0
2)YCbCr表色系下的肤色检测
YCbCr颜色空间将色彩表示为三个分景。
即亮度Y,蓝色色度
Cb和红色色度Cr。
YCbCr表色系中将亮度信息与色彩信息分开,
充分考虑了RGB三个分量在视觉感觉中的不同重要性而确定的。
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图像从Rgb表色系转换到YCrCb表色系的转换公式为:
Y
16
65.738
129.057
25.064
R
Cb
128
1
74.494
112.439
G
37.945
Cr
128
256
94.154
18.285
B
112.439
二、MATLAB程序流程
1)HSV表色系下二值图转换流程
开始
初始化
读取图像并进行数值格式
提取R,G,B通道
利用公式将原图转
将HSV表色系下图像
N
依次判断图像各点该点值为0
Y
该点值为1
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结束
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2)YCbCr表色系下二值图转换流程
开始
初始化
读取图像并进行数值格式
提取R,G,B通道
利用公式将原图转
将YCbCr表色系下图
N
判断图像各点RGB该点值为0
Y
该点值为1
结束
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三、设计中的难点及解决方案
1、该设计方案思路整体比较简单明确,设计过程中出现的问题
主要集中在数据格式之间的转换问题,以及matlab图像的显示范围
之间的问题
1)在将原图转换成HSV表色系下的图像时,开始时候无法得
到准确的HSV图像。
在将原图像的unit8数据类型转换为im2double型,在H通道转换完成后的值除以360,保证了HSV图像的正确显示以及准确的RGB数据提取,进而得到正确的二值图像。
2)在将原图转换成YCbCr表色系下的图像时,以double型读
取图像,相应的通道转换完成时将三个通道的值除以256,保证显
示范围在(0,1)之间,得到正确的YCbCr表色系下的图像,然后才
提取相应皮肤的RGB的范围,完成二值图像的转换。
四、实验结果
实验所用的原图、HSV表色系下转换的二值图、YCbCr表色系下
转换的二值图分别如下:
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原图像
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HSV转换下的二值图像
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YCbCr转换下的二值图像
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五、实验结论:
1)对比上图的实验结果可知,YCbCr表色系下转换的二值图像
比HSV表色系下转换的二值图像效果好,对皮肤面积以及重点的处理结果,前者也是明显好于后者。
2)通过这周的设计,我们获得巨大收获:
首先,通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际,使的理论与实际相结合,加深自己对课本知识的更好理解,同时实习也段练了我们团结合作精神,能够充分利用图书馆去查阅资料,增加了许多课本以外的知识,能达到学以致用。
对我们学生来说,理论与实际同样重要,这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
六、程序清单如下
1)HSV表色系下二值图像程序:
clc
clearall;
closeall;
陈绮贞\1.jpg');%读取待转换图
imshow(Xsrc);%显示原图
title('原图像');%给原图像加标题
X=im2double(Xsrc);%将原图转换成im2double格式
R=X(:
:
1);%R通道
G=X(:
:
2);%G通道
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B=X(:
:
3);%B通道
height=size(X,1);%获取原图矩阵的列值
width=size(X,2);%获取原图矩阵的行值
H=zeros(height,width);%建立与原图大小相同的矩阵
S=zeros(height,width);
V=zeros(height,width);
forr=1:
height%将原图转换到HSV空间
forc=1:
width
V(r,c)=max(X(r,c,:
));
if(V(r,c)>0)
S(r,c)=(V(r,c)-min(X(r,c,:
)))/V(r,c);
elseif(V(r,c)==0)
S(r,c)=0;
end
if(V(r,c)==R(r,c))
H(r,c)=60*(G(r,c)-B(r,c))/(S(r,c)*V(r,c));
elseif(V(r,c)==G(r,c))
H(r,c)=60*(2+(B(r,c)-R(r,c))/(S(r,c)*V(r,c)));
elseif(V(r,c)==B(r,c))
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H(r,c)=60*(4+(R(r,c)-G(r,c))/(S(r,c)*V(r,c)));elseif(V(r,c)==0)
H(r,c)=0;
end
if(H(r,c)<0)
H(r,c)=H(r,c)+360;
end
H(r,c)=H(r,c)/360.0;
end
end
%K=cat(3,H,S,V);
%figure,imshow(K)
K(:
:
1)=H;%将HSV空间下图像转换成二值图K(:
:
2)=S;
K(:
:
3)=V;
height1=size(K,1);
width1=size(K,2);
forr=1:
height1
forc=1:
width1
if(H(r,c)<0.128&H(r,c)>0.0100...
&S(r,c)>0.306&S(r,c)<0.675...
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&V(r,c)>0.567&V(r,c)<0.979)K1(r,c)=1;
else
K1(r,c)=0;
end
end
end
figure,imshow(K1);%显示二值图
title('HSV转换下的二值图像');%给转换后的图像加标题
2)YCbCr表色系下的二值图像转换程序:
clc
clearall;
closeall;
陈绮贞\1.jpg');
%imshow(Xsrc);
%X=im2double(Xsrc);
陈绮贞\1.jpg'));%以double格式
读取图像
R=X(:
:
1);
%R通道
G=X(:
:
2);
%G通道
B=X(:
:
3);
%B通道
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height=size(X,1);%获得原图像矩阵的列宽
width=size(X,2);%获得原图像矩阵的行宽
Y=zeros(height,width);%建立与原图大小相同的矩阵
Cb=zeros(height,width);
Cr=zeros(height,width);
forr=1:
height
forc=1:
width%将原图像转换到YCbCr空间
Y(r,c)=16+(1/256)*(65.738*R(r,c)+129.057*G(r,c)+25.064*B(r,c));
Cb(r,c)=128+(1/256)*(-37.945*R(r,c)-74.494*G(r,c)+112.436*B(r,c));
Cr(r,c)=128+(1/256)*(112.439*R(r,c)-94.154*G(r,c)-18.285*B(r,c));
end
End
Y=Y/256;%将Y取值转换到合适显示范围
Cb=Cb/256;
Cr=Cr/256;
K(:
:
1)=Y;%将YCbCr空间下图像转换为二值图K(:
:
2)=Cb;
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K(:
:
3)=Cr;
height1=size(K,1);
width1=size(K,2);
forr=1:
height1
forc=1:
width1
if(Y(r,c)<0.738&Y(r,c)>0.352...
&Cb(r,c)>0.266&Cb(r,c)<0.421...
&Cr(r,c)>0.416&Cr(r,c)<0.664)K1(r,c)=1;
else
K1(r,c)=0;
end
end
end
figure,imshow(K1);%显示转换后的二值图
title('YCbCr转换下的二值图像');%给转换后的图像加标题
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