Face detection in color images, 彩色图像中的人脸检测

人脸检测在视频监督，人机交互，人脸识别和人脸图像数据库管理等应用领域处于很重要的地位。

论文《Face detection in color images》中给出一种在YCbCr空间检测人脸的方法, 点击下载论文原版_中文翻译_matlab程序。

本文使用MATLAB实现该论文的肤色检测功能。

一、原理部分：

在论文第8页附录A中给出了色素和皮肤模型的非线性变换的公式：将Cb(Y), Cr(Y)通过公式(5)转换为Cb'(Y), Cr'(Y), 公式(5)的未知量可以通过公式(6), (7), (8)求得。公式中很多给定的常量请查阅原文。

在计算出Cb'(Y), Cr'(Y)之后，代入公式(10), 求得x, y, 在将x, y代入公式(9)，判断点(x, y)落在椭圆内部还是外部，落在椭圆内部的点认为是肤色区域，用白色标记。落在椭圆外部的点不是肤色区域，用黑色标记。

二、matlab程序：

 close all;
 clear;
 clc;

 Image_RGB = imread('test.jpg');
 Image_YCbCr = rgb2ycbcr(Image_RGB);

 %得到图片的行数与列数
 [row column dim] = size(Image_RGB);

 for i =  : row
     for j =  : column

         Y = double(Image_YCbCr(i, j, ));
         CbY = double(Image_YCbCr(i, j, ));
         CrY = double(Image_YCbCr(i, j, ));

         if (Y <  || Y > )
             if (Y < )
                 %获得Cb，Cr的均值
                 CbY_Average =  + ( - Y) * ( - ) / ( - );%公式（）
                 CrY_Average =  - ( - Y) * ( - ) / ( - );%公式（）

                 WCbY =  + (Y - ) * (46.97 - ) / ( - );%公式（）
                 WCrY =  + (Y - ) * (38.76 - ) / ( - );
             elseif (Y > )
                 CbY_Average =  + (Y - ) * ( - ) / ( - );
                 CrY_Average =  + (Y - ) * ( - ) / ( - );

                 WCbY =  + ( - Y) * (46.97 - ) / ( - );
                 WCrY =  + ( - Y) * (38.76 - ) / ( - );
             end
             %求Cb(Kh), Cr(Kh)的均值
             CbKh_Anerage =  + ( - ) * ( - ) / ( - );
             CrKh_Average =  + ( - ) * ( - ) / ( - );

             Cb = (CbY - CbY_Average) * 46.97 / WCbY + CbKh_Anerage;%公式（）
             Cr = (CrY - CrY_Average) * 38.76 / WCbY + CrKh_Average;

         elseif (Y >=  && Y <= )
             Cb = CbY;%公式（）
             Cr = CrY;
         end
         %将Cb，Cr代入椭圆模型
         cx=109.38; cy=152.02; ecx=1.60; ecy=2.41;
         a=25.39; b=14.03;

         Theta = 2.53 / pi * ;
         m = sin(Theta);
         n = cos(Theta);

         temp = [n, m; -m, n] * [Cb - cx; Cr - cy];
         x = temp(, );
         y = temp(, );
         ellipse = (x - ecx)^ / a^ + (y - ecy)^ / b^;

         if (ellipse <= )
             Image_YCbCr(i, j, :) = ;
         else
             Image_YCbCr(i, j, :) = ;
         end

     end
 end

 figure;
 subplot(); imshow(Image_RGB);title('原图像');
 subplot(); imshow(Image_YCbCr);title('处理后图像');

三、运行结果：