[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于查找表的FPGA自適應(yīng)膚色分割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310498998.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103544704A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐向民;陳曉仕;陳曉鵬;陳舒樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00;G06T7/40
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于查找表的FPGA自適應(yīng)膚色分割方法。

背景技術(shù)

在圖像處理過(guò)程中，用FPGA（Field－Programmable?Gate?Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，來(lái)代替PC或MCU已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。其中膚色分割是對(duì)圖像的前期處理，它的性能將在很大程度上影響下一級(jí)處理的性能，故提出一種具有高性能、低消耗的FPGA膚色分割方法是具有很高的實(shí)用性的。

但是FPGA本身的靈活性較低，在對(duì)橢圓膚色區(qū)域的擬合存在一定的困難。傳統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)膚色分割采用以下兩種方式：第一，采用線性擬合的方式，其缺點(diǎn)是速度慢、消耗資源較多且實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)過(guò)程會(huì)比較復(fù)雜；第二，采用閾值分割的方式，其缺點(diǎn)是分割不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于查找表的FPGA自適應(yīng)膚色分割方法，其速度快、消耗資源少且分割準(zhǔn)確。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于查找表的FPGA自適應(yīng)膚色分割方法，由膚色分割方法和自適應(yīng)方法構(gòu)成，兩個(gè)方法并行工作，同時(shí)處理，其中，膚色分割方法包含以下順序的步驟：

1）建立查找表，將對(duì)應(yīng)每一個(gè)CrCb值的膚色判定結(jié)果存儲(chǔ)于一張表中；

2)從視頻流中獲得像素點(diǎn)，將像素點(diǎn)從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CrCb色彩空間，即像素點(diǎn)的像素由RGB格式轉(zhuǎn)化成YCrCb格式，忽略Y參數(shù)，即轉(zhuǎn)化為CrCb格式；

3)對(duì)像素點(diǎn)像素的CrCb值，求出其在查找表的地址偏移量，即對(duì)像素點(diǎn)像素的CrCb值進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，具體過(guò)程為：對(duì)于像素點(diǎn)像素的Cr或者Cb值，減去膚色聚類(lèi)中心的Cr或者Cb值，然后加上查找表對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)的一半，再將求出的兩個(gè)值進(jìn)行位拼接即求出該像素點(diǎn)在查找表中的地址偏移量；

4）若地址偏移量超出查找表范圍，直接輸出結(jié)果為非膚色；若地址偏移量未超出查找表范圍，將地址偏移量作為查找表的輸入量，查找表的輸出量即為膚色分割結(jié)果；

自適應(yīng)方法包含以下順序的步驟：

1）以輸入圖像中手掌中心位置的像素顏色為膚色樣本；

2)獲得膚色樣本后，求得膚色樣本像素的CrCb值的平均值C′=Cr′Cb′,]]>若該樣本為第一個(gè)樣本，則膚色聚類(lèi)中心C₁=C’，否則將其與原來(lái)的膚色聚類(lèi)中心C0=Cr0Cb0]]>進(jìn)行運(yùn)算得到新的膚色聚類(lèi)中心C₁，計(jì)算公式為C₁=0.875C₀+0.125C，。

自適應(yīng)方法的步驟1）中，所述的膚色樣本是由檢測(cè)算法檢測(cè)出手的位置，然后給出手部中心位置附近的9個(gè)像素點(diǎn)的CrCb值。

所述的基于查找表的FPGA自適應(yīng)膚色分割方法，膚色聚類(lèi)中心是用FPGA內(nèi)部寄存器進(jìn)行存儲(chǔ)，在自適應(yīng)方法中對(duì)寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作，在膚色分割方法中對(duì)寄存器進(jìn)行讀操作。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明所使用的查找表是根據(jù)膚色訓(xùn)練庫(kù)訓(xùn)練得到膚色分布圖使用MATLAB等軟件產(chǎn)生的。在軟件中根據(jù)聚類(lèi)區(qū)域的位置、大小、和形狀等參數(shù)自動(dòng)產(chǎn)生橢圓型模版，并寫(xiě)入MIF文件，以便FPGA開(kāi)發(fā)工具能將查找表內(nèi)容綜合成FPGA網(wǎng)表文件。