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基于 FPGA 的人脸位置定位的仿真实现
1 概述
在肤色识别算法中,常用的颜色空间为 Ycbcr,Y 代表亮度,cb 代表蓝色分量,cr 代表
红色分量。
由于肤色在 YCbCr 空间受亮度信息的影响较小,本算法直接考虑 YCbCr 空间的
CbCr 分量,映射为两维独立分布的 CbCr 空间。在 CbCr 空间下,肤色类聚性好,利用
人工阈值法将肤色与非肤色区域分开,形成二值图像。
RGB 转 YCbCr 的公式为:
Y = 0.257*R+0.564*G+0.098*B+16
Cb= -0.148*R-0.291*G+0.439*B+128
Cr = 0.439*R-0.368*G-0.071*B+128
对肤色进行判定的条件常使用如下判定条件:
Cb > 77 && Cb < 127
Cr > 133 && Cr < 173
本节目标:在复杂环境中识别人脸肤色,并且提取肤色,完成人脸位置的定位。
2 实验程序
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图 1 实验原图
由于图 1 不是 800*600 的图像,我们使用画图工具将图 1 转化成 800*600。
通过 matlab 查找人脸肤色范围如图 2.
图 2 matlab 查找人脸肤色范围(cb,cr)
人脸颜色转化为黑色,其他颜色转化为背景白色。
/*
Module name:
face_location.v
Description:
face location
Data:
2018/11/21
e-mail:
137194782@qq.com
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*/
`timescale 1ns/1ps
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module face_location(
[23:0]
[23:0]
[23:0]
pix_clk,
reset_n,
i_rgb,
i_gray,
i_ycbcr,
i_h_sync,
i_v_sync,
i_de,
[23:0]
[23:0]
[23:0]
skin_binary_image,
skin_rgb_image,
skin_gray_image,
o_h_sync,
o_v_sync,
o_de
input
input
input
input
input
input
input
input
output
output
output
output
output
output
);
//*****************************************
// skin detection parameter define
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//*****************************************
parameter Y_LOW = 8'd35;
parameter Y_HIGH = 8'd60;
parameter CB_LOW = 8'd93;
parameter CB_HIGH = 8'd120;
parameter CR_LOW = 8'd135;
parameter CR_HIGH = 8'd165;
wire
wire
wire
reg
reg
reg
reg
reg
reg
[7 : 0]
[7 : 0]
[7 : 0]
y_8b;
cb_8b;
cr_8b;
h_sync_delay;
v_sync_delay;
de_delay;
[23:0]
[23:0]
[23:0]
skin_binary_r;
skin_rgb_r;
skin_gray_r;
assign y_8b = i_ycbcr[23:16];
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assign cb_8b = i_ycbcr[15:8];
assign cr_8b = i_ycbcr[7:0];
always @(posedge pix_clk or negedge reset_n) begin
if(!reset_n) begin
skin_binary_r <= 24'h000000;
skin_rgb_r
<= 24'h000000;
skin_gray_r
<= 24'h000000;
end
else if((cb_8b > CB_LOW && cb_8b < CB_HIGH) && (cr_8b > CR_LOW && cr_8b <
CR_HIGH)) begin
skin_binary_r <= 24'b000_000;
skin_rgb_r
<= i_rgb;
skin_gray_r
<= i_gray;
end
else begin
skin_binary_r <= 24'hfff_fff;
skin_rgb_r
<= 24'hFFFFFF;
skin_gray_r
<= 24'hFFFFFF;
end
end
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always @(posedge pix_clk) begin
h_sync_delay <= i_h_sync;
v_sync_delay <= i_v_sync;
de_delay
<= i_de;
end
assign o_h_sync = h_sync_delay;
assign o_v_sync = v_sync_delay;
assign o_de
= de_delay;
assign skin_binary_image = skin_binary_r;
assign skin_rgb_image
= skin_rgb_r;
assign skin_gray_image
= skin_gray_r;
endmodule
3 实验结果
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图 3 实验结果
从图 3 中可以看出 img5 提取出了人脸肤色,img6 框出了人脸范围。实验成功。
图 4 实验结果图
总结:本节实验只是简单的人脸位置定位仿真程序,对于多个人脸,或者有其他类似肤
色干扰暂时还不能识别。
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