[发明专利]复杂场景中单个人脸的实时跟踪方法

权利要求书

1.一种针对复杂场景中单个人脸的实时跟踪方法，其步骤包括：

a.画面预处理：对视频捕获的画面进行图像线性变换和高斯模板滤波；

b.利用肤色特征进行人脸检测：利用肤色在YCrCb色彩空间的聚合性在CrCb通道中对人脸进行检测，并利用形态学操作初步去除检测后的噪声；

c.类肤色区域的消除：针对场景中的类肤色区域，结合人脸区域面积和几何特征进一步消除，计算人脸区域质心，并以其为中心设定初始搜索区域；

d.人脸跟踪：将人脸检测结果作为新型反向投影图，利用连续自适应均值偏移法实现人脸跟踪。

2.根据权利要求1所述的针对复杂场景中单个人脸的实时跟踪方法，其特征在于所述画面预处理的具体实现方法如下：

(1)线性变换

设一幅图像的亮度由f(x，y)表示，(x，y)代表图像像素的空间位置，Min[f(x，y)]、Max[f(x，y)]为线性变换的最大、最小域值，则经过线性变换后的图像亮度G(x，y)为：

(2)高斯模版滤波

滤波过程采用离散化高斯模板对图像进行卷积，离散化高斯模板如下：

3.根据权利要求1所述的针对复杂场景中单个人脸的实时跟踪方法，其特征在于所述利用肤色特征进行人脸检测的具体实现方法如下：

数字图像由RGB到YCrCb色彩空间的转换公式如下，其中R、G、B、Y、C_r、C_b分别代表像素在相应色彩通道中的像素值：

之后利用如下公式，将满足条件的像素值设置为255，否则将像素值设置为0，以此得到人脸初步检测结果，其中C_r代表数字图像在相应通道内的像素值，C_rMax、C_rMin限定了像素属于人脸区域时C_r所满足的最大值、最小值范围；C_b代表数字图像在相应通道内的像素值，C_bMax、C_bMin限定了像素属于人脸区域时C_b所满足的最大值、最小值范围，

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

4.根据权利要求1所述的针对复杂场景中单个人脸的实时跟踪方法，其特征在于所述类肤色区域的消除的具体实现方法如下：

(1)综合考虑人脸面积和几何特征消除类肤色区域

对各独立区域求其面积，该面积在数字图像中即为区域中的像素个数，当区域面积小于100时就将其从初步检测结果中消除；同时，对剩余的独立区域分别计算长、短轴比，根据面部特征和观测经验，将长、短轴比不在1.0～2.3范围内变化的区域进一步消除；

(2)初始搜索区域的确定

初始搜索区域由如下公式确定：

其中，(x_O，y_O)为初始搜索区域的中心，(x，y)代表人脸检测二值化图像像素的空间位置，I(x，y)为其在(x，y)处的像素值；以(x_O，y_O)为中心，设定一个200×100的矩形窗口作为初始搜索区域。