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专利号: 2021103222047
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,具体操作步骤如下:步骤1:将待检测图像从RGB颜色空间转换至YCbCr颜色空间;

步骤2:利用椭圆肤色模型对步骤1得到的图像中所有像素逐个判断是否为肤色像素,得到肤色区域,其中肤色像素的判断依据为:当某个像素的蓝色色度、红色色度分量满足椭圆肤色模型要求时,判断该像素为肤色像素;

步骤3:对步骤2得到的肤色区域进行形态学处理;

步骤4:对步骤3中处理得到的肤色区域进行有效搜索位置滤波,得到有效搜索位置,利用轮廓提取技术提取有效搜索位置的轮廓,每个轮廓生成一个待测框;

步骤5:使用具有人脸检测功能的卷积神经网络,对步骤4得到的待测框进行逐个检测,并给出其中的人脸定位坐标;

步骤6:根据待测框坐标和其中的人脸定位坐标,计算人脸定位框的坐标,得到最终的人脸检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

2中利用如下椭圆肤色模型进行像素判断:

Cr(13Cr‑10Cb‑2900)+Cb(13Cb‑1388)+295972≤0其中,Cb表示像素的蓝色色度分量,Cr表示像素的红色色度分量。

3.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

4中使用滤波矩阵对肤色区域进行有效搜索位置滤波,具体过程采用以下公式表示:其中,dst(i,j)为有效搜索位置dst中坐标(i,j)的像素值,src(i+x,j+y)为肤色区域src中坐标(i+x,j+y)的像素值,f(x,y)为滤波矩阵f中坐标(x,y)的像素值,滤波矩阵f的尺寸为(2a+1)×(2b+1)、中心坐标为(0,0),t为预设的有效搜索率ESR阈值,area为滤波矩阵f中值为1的像素数量。

4.根据权利要求3所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,待测框的左上角坐标和右下角坐标分别为:(left,top)=(left′‑b,top′‑a)(right,bottom)=(right′+b,bottom′+a)其中,(left′,top′)、(right′,bottom′)分别为轮廓外界矩形的左上角和右下角坐标。

5.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

1中利用如下公式对待检测图像进行颜色空间转换:

其中,Y、Cb、Cr分别表示像素的亮度、蓝色色度、红色色度分量,R、G、B分别表示像素的红色、绿色、蓝色分量。

6.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

3中形态学处理包括:通过开操作去除游离的肤色点和细线结构,通过闭操作填补孔洞并弥合缝隙。

7.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

4中还包括对待测框进行合并,具体为:

若待测框A和B合并后得到待测框C,待测框C的面积小于等于待测框A和B的面积之和,则将待测框A和B合并,否则待测框A和B不合并。

8.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,待测框C的左上角坐标(lC,tC)和右下角坐标(rC,bC)分别为:(lC,tC)=(min(lA,lB),min(tA,tB))(rC,bC)=(max(rA,rB),max(bA,bB))其中,(lA,tA)、(rA,bA)分别为待测框A的左上角坐标和右下角坐标,(lB,tB)、(rB,bB)分别为待测框B的左上角坐标和右下角坐标。

9.根据权利要求1所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,步骤

6中人脸定位框的左上角和右下角的坐标分别为:

(l,t)=(lC+l′,tC+t′)

(r,b)=(rC+r′,bC+b′)

其中,(lc,tc)、(rc,bc)分别为待测框c的左上角坐标和右下角坐标,(l′,t′)、(r′,b′)分别为卷积神经网络输出的待测框c中某个人脸定位的左上角和右下角坐标。

10.根据权利要求3所述的一种基于多层预处理的快速人脸检测方法,其特征在于,有效搜索率定义为待测框中肤色区域面积与待测框面积之比。