一种基于查找表的fpga自适应肤色分割方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，包含肤色分割方法和自适应方法，其中肤色分割方法包含以下步骤：建立查找表，将对应每一个CrCb值的肤色判定结果存储于一张表中；从视频流中获得像素点，将像素点从RGB色彩空间转换到YCrCb色彩空间；对像素点像素的CrCb值，求出其在查找表的地址偏移量；若地址偏移量超出查找表范围，直接输出结果为非肤色；反之将其作为查找表的输入量，查找表的输出量即为肤色分割结果；自适应方法包含以下步骤：以输入图像中手掌中心位置的像素颜色为肤色样本；获得肤色样本后，求得肤色样本像素的CrCb值的平均值C’，若该样本为第一个样本，则肤色聚类中心C1=C’，否则更新肤色聚类中心。本发明的方法，其速度快、消耗资源少且分割准确。
【专利说明】—种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法。
【背景技术】
[0002]在图像处理过程中，用FPGA(Field — Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列，来代替PC或MCU已经成为一种趋势。其中肤色分割是对图像的前期处理，它的性能将在很大程度上影响下一级处理的性能，故提出一种具有高性能、低消耗的FPGA肤色分割方法是具有很高的实用性的。
[0003]但是FPGA本身的灵活性较低，在对椭圆肤色区域的拟合存在一定的困难。传统上实现肤色分割采用以下两种方式--第一，采用线性拟合的方式，其缺点是速度慢、消耗资源较多且实现自适应过程会比较复杂；第二，采用阈值分割的方式，其缺点是分割不准确。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，其速度快、消耗资源少且分割准确。
[0005]本发明的目的通过以下的技术方案实现:
[0006]一种基于查 找表的FPGA自适应肤色分割方法，由肤色分割方法和自适应方法构成，两个方法并行工作，同时处理，其中，肤色分割方法包含以下顺序的步骤:
[0007]I)建立查找表，将对应每一个CrCb值的肤色判定结果存储于一张表中；
[0008]2)从视频流中获得像素点，将像素点从RGB色彩空间转换到YCrCb色彩空间，即像素点的像素由RGB格式转化成YCrCb格式，忽略Y参数，即转化为CrCb格式；
[0009]3)对像素点像素的CrCb值，求出其在查找表的地址偏移量，即对像素点像素的CrCb值进行坐标转换，具体过程为:对于像素点像素的Cr或者Cb值，减去肤色聚类中心的Cr或者Cb值，然后加上查找表对应边长的一半，再将求出的两个值进行位拼接即求出该像素点在查找表中的地址偏移量；
[0010]4)若地址偏移量超出查找表范围，直接输出结果为非肤色；若地址偏移量未超出查找表范围，将地址偏移量作为查找表的输入量，查找表的输出量即为肤色分割结果；
[0011]自适应方法包含以下顺序的步骤:
[0012]I)以输入图像中手掌中心位置的像素颜色为肤色样本；
Cr，
[0013]2)获得肤色样本后，求得肤色样本像素的CrCb值的平均值C= ，若该样本为
[Cb'J
第一个样本，则肤色聚类中心C1=C'否则将其与原来的肤色聚类中心C。= 进行运算得
LcbO _
到新的肤色聚类中心C1，计算公式为C1=0.875C0+0.125C，。[0014]自适应方法的步骤I)中，所述的肤色样本是由检测算法检测出手的位置，然后给出手部中心位置附近的9个像素点的CrCb值。
[0015]所述的基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，肤色聚类中心是用FPGA内部寄存器进行存储，在自适应方法中对寄存器进行写操作，在肤色分割方法中对寄存器进行读操作。
[0016]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0017]本发明所使用的查找表是根据肤色训练库训练得到肤色分布图使用MATLAB等软件产生的。在软件中根据聚类区域的位置、大小、和形状等参数自动产生椭圆型模版，并写入MIF文件，以便FPGA开发工具能将查找表内容综合成FPGA网表文件。
[0018]本发明克服了传统FPGA实现肤色分割时，使用阈值分割方法乘法运算多，线性方程拟合复杂等缺点，能够用简单的加减运算，快速地实现非常复杂的肤色拟合模版。并且该方法能够自动适应不同的环境光照条件，从运算速度和分割准确度两方面提高了 FPGA实现肤色分割的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明所述的基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法的流程图；
[0020]图2为图1所述方法的肤色样本示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、2，一种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，由肤色分割方法和自适应方法构成，两个方法并行工作，同时处理，其中，肤色分割方法包含以下顺序的步骤:
[0022]I)建立查找表，将对应每一个CrCb值的肤色判定结果存储于一张表中；
[0023]2)从视频流中获得像素点，将像素点从RGB色彩空间转换到YCrCb色彩空间，即像素点的像素由RGB格式转化成YCrCb格式，忽略Y参数，即转化为CrCb格式；
[0024]3)对像素点像素的CrCb值，求出其在查找表的地址偏移量，即对像素点像素的CrCb值进行坐标转换，具体过程为:对于像素点像素的Cr或者Cb值，减去肤色聚类中心的Cr或者Cb值，然后加上查找表对应边长的一半，再将求出的两个值进行位拼接即求出该像素点在查找表中的地址偏移量，其中肤色聚类中心是用FPGA内部寄存器进行存储，在肤色方法中对FPGA内部寄存器进行读操作；
[0025]4)若地址偏移量超出查找表范围，直接输出结果为非肤色；若地址偏移量未超出查找表范围，将地址偏移量作为查找表的输入量，查找表的输出量即为肤色分割结果；
[0026]自适应方法包含以下顺序的步骤:
[0027]I)以输入图像中手掌中心位置的像素颜色为肤色样本，肤色样本是由检测算法检测出手的位置，然后给出手部中心位置附近的9个像素点的CrCb值，如图2所示，打斜线与白点的即为肤色样本，打白点的像素即为手的中心位置；
Cr，
[0028]2)获得肤色样本后，求得肤色样本像素的CrCb值的平均值C;= ，若该样本为
[Cb-J第一个样本，则肤色聚类中心C1=C'否则将其与原来的肤色聚类中心
【权利要求】
1.一种基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，由肤色分割方法和自适应方法构成，两个方法并行工作，同时处理，其中，肤色分割方法包含以下顺序的步骤: O建立查找表，将对应每一个CrCb值的肤色判定结果存储于一张表中； 2)从视频流中获得像素点，将像素点从RGB色彩空间转换到YCrCb色彩空间，即像素点的像素由RGB格式转化成YCrCb格式，忽略Y参数，即转化为CrCb格式； 3)对像素点像素的CrCb值，求出其在查找表的地址偏移量，即对像素点像素的CrCb值进行坐标转换，具体过程为:对于像素点像素的Cr或者Cb值，减去肤色聚类中心的Cr或者Cb值，然后加上查找表对应边长的一半，再将求出的两个值进行位拼接即求出该像素点在查找表中的地址偏移量； 4)若地址偏移量超出查找表范围，直接输出结果为非肤色；若地址偏移量未超出查找表范围，将地址偏移量作为查找表的输入量，查找表的输出量即为肤色分割结果； 自适应方法包含以下顺序的步骤: O以输入图像中手掌中心位置的像素颜色为肤色样本； 2)获得肤色样本后，求得肤色样本像素的CrCb值的平均值C
2.根据权利要求1所述的基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，其特征在于，自适应方法的步骤I)中，所述的肤色样本是由检测算法检测出手的位置，然后给出手部中心位置附近的9个像素点的CrCb值。
3.根据权利要求1所述的基于查找表的FPGA自适应肤色分割方法，其特征在于，所述的肤色聚类中心是用FPGA内部寄存器进行存储，在自适应方法中对寄存器进行写操作，在肤色分割方法中对寄存器进行读操作。
【文档编号】G06T7/40GK103544704SQ201310498998
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】徐向民, 陈晓仕, 陈晓鹏, 陈舒乐 申请人:华南理工大学