[發明專利]復雜場景中單個人臉的實時跟蹤方法

有效

• 申請號: 200810200310.2
• 申請日: 2008-09-24
• 公開（公告）號: CN101377813A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 寇超;白琮;陳泉林;王華紅;王少波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

1.一種針對復雜場景中單個人臉的實時跟蹤方法，其步驟包括：

a.畫面預處理：對視頻捕獲的畫面進行圖像線性變換和高斯模板濾波；

b.利用膚色特征進行人臉檢測：利用膚色在YCrCb色彩空間的聚合性在CrCb通道中對人臉進行檢測，并利用形態學操作初步去除檢測后的噪聲；

c.類膚色區域的消除：針對場景中的類膚色區域，結合人臉區域面積和幾何特征進一步消除，計算人臉區域質心，并以其為中心設定初始搜索區域；

d.人臉跟蹤：將人臉檢測結果作為新型反向投影圖，利用連續自適應均值偏移法實現人臉跟蹤。

2.根據權利要求1所述的針對復雜場景中單個人臉的實時跟蹤方法，其特征在于所述畫面預處理的具體實現方法如下：

(1)線性變換

設一幅圖像的亮度由f(x，y)表示，(x，y)代表圖像像素的空間位置，Min[f(x，y)]、Max[f(x，y)]為線性變換的最大、最小域值，則經過線性變換后的圖像亮度G(x，y)為：

(2)高斯模版濾波

濾波過程采用離散化高斯模板對圖像進行卷積，離散化高斯模板如下：

3.根據權利要求1所述的針對復雜場景中單個人臉的實時跟蹤方法，其特征在于所述利用膚色特征進行人臉檢測的具體實現方法如下：

數字圖像由RGB到YCrCb色彩空間的轉換公式如下，其中R、G、B、Y、C_r、C_b分別代表像素在相應色彩通道中的像素值：

之后利用如下公式，將滿足條件的像素值設置為255，否則將像素值設置為0，以此得到人臉初步檢測結果，其中C_r代表數字圖像在相應通道內的像素值，C_rMax、C_rMin限定了像素屬于人臉區域時C_r所滿足的最大值、最小值范圍；C_b代表數字圖像在相應通道內的像素值，C_bMax、C_bMin限定了像素屬于人臉區域時C_b所滿足的最大值、最小值范圍，

(C_rMin＜C_r＜C_rMax)∩(C_bMin＜C_b＜C_bMax)。

4.根據權利要求1所述的針對復雜場景中單個人臉的實時跟蹤方法，其特征在于所述類膚色區域的消除的具體實現方法如下：

(1)綜合考慮人臉面積和幾何特征消除類膚色區域

對各獨立區域求其面積，該面積在數字圖像中即為區域中的像素個數，當區域面積小于100時就將其從初步檢測結果中消除；同時，對剩余的獨立區域分別計算長、短軸比，根據面部特征和觀測經驗，將長、短軸比不在1.0～2.3范圍內變化的區域進一步消除；

(2)初始搜索區域的確定

初始搜索區域由如下公式確定：

其中，(x_O，y_O)為初始搜索區域的中心，(x，y)代表人臉檢測二值化圖像像素的空間位置，I(x，y)為其在(x，y)處的像素值；以(x_O，y_O)為中心，設定一個200×100的矩形窗口作為初始搜索區域。