JPH11194051A - 肌色領域検出装置及び方法 - Google Patents

肌色領域検出装置及び方法

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JPH11194051A
JPH11194051A JP10000138A JP13898A JPH11194051A JP H11194051 A JPH11194051 A JP H11194051A JP 10000138 A JP10000138 A JP 10000138A JP 13898 A JP13898 A JP 13898A JP H11194051 A JPH11194051 A JP H11194051A
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JP
Japan
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skin color
parameter
image data
color region
skin
Prior art date
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Application number
JP10000138A
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English (en)
Inventor
Shinichi Takarada
真一 宝田
Fumio Fujimura
文男 藤村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 肌色の判定を簡単な処理により行うことによ
り、処理回路のコスト低減と処理速度の向上を図る。 【解決手段】 肌色判定に用いるパラメータを工夫し
て、パラメータ抽出において、シフト演算と加減算のみ
により作成できるようにし、このパラメータを定数と比
較することにより肌色領域かどうかの判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、肌色領域検出装置
及び方法に関するもので、特に、肌色領域の検出処理に
特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、画像処理装置に関し、人間を検出
する手段として肌色を検出する方法が多く用いられてい
る。例えば特開平6−309433号の画像識別方法が
ある。以下にこの従来の方式で用いられている肌色の判
定方法を示す。デジタル画像データは通常256階調を
もつ赤(R)緑(G)青(B)の画素の並びにより表現
されている。肌色はこのRGBを輝度(L)色相(H)
クロマ(C)に変換したのちに判定する。この変換は次
式により行う。
【0003】L=Y H=atan(V/U) C=(U*U+V*V)^(1/2) なお、ここで用いたYUVは次式により作る Y=0.299R+0.587G+0.114B U=B−Y V=R−Y 図5にはU−V座標系で表現した肌色の分布を示す。Y
は明るさを表すため、肌がハイライトになっている部分
から影になっている部分まで広く存在し、肌色を認識す
る場合にはあまり考慮する必要はない。U、Vは色を表
すため肌色を認識させるのにはU−V座標系が直感的に
わかりやすい。図5において、肌色の分布はほとんど第
2象限にあり、原点からから斜め左上に向かって分布し
ている。HとCはU−V座標系を極座標表示に変換する
ものであり、HがU軸からの角度、Cは原点からの距離
を意味する。この性質を用いることにより、肌色か否か
を大まかに判定するには、Hの値がHminとHmax
の間に入っているかと言う判断と、Cの値がCmax以
下であるかという判断を行うことにより、実現すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、R
GBからYUVを求めるために乗算2回と加減算4回が
必要であり、さらにそこからHとCを求めるのに乗算2
回、除算1回、ルート1回と逆正接関数を1回解く必要
がある。これらを回路で実現する場合、かなり回路規模
が大きくなり、またソフトで実現するためには全画素に
わたって本演算を行う必要があることから、かなり処理
時間が長くなるという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の肌色領域検出装置及び方法は、画像データ
中に人物の肌色領域を含むかどうかを判別する際に、画
像データ演算手段と肌色領域検出手段を有し、前記演算
手段にて各画素の画像データをシフト演算と加減算の組
み合わせによりパラメータを生成し、前記肌色領域検出
手段にてそのパラメータが予め定められたパラメータ範
囲値にあるかどうかを判別することを特徴としたもので
ある。
【0006】本発明によれば、パラメータを得る処理が
シフト演算と加減算の組合せであるため、肌色検出をハ
ードで実現しても、ソフトで実現しても簡易な構成で実
現でき、低コスト化、高速化の肌色領域検出装置及び方
法を提供出来る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の肌色領
域検出装置は、画像データ中に人物の肌色領域を含むか
どうかを判別する肌色領域検出装置において、画像デー
タ演算手段と肌色領域検出手段を有し、前記演算手段に
て各画素の画像データをシフト演算と加減算の組み合わ
せによりパラメータを生成し、前記肌色領域検出手段に
てそのパラメータが予め定められたパラメータ範囲値に
あるかどうかを判別することを特徴としたものであり、
パラメータを得る処理がシフト演算と加減算の組合せで
あるため、肌色領域検出を簡易な構成で実現でき、肌色
領域検出の低コスト化、高速化を実現出来る。
【0008】次に本発明の請求項2に記載の肌色領域検
出方法は、画像データ中に人物の肌色領域を含むかどう
かを判別する肌色領域検出方法において、各画素の画像
データのシフト演算と加減算の組み合わせにより生成し
たパラメータを用いて前記画素が肌色領域にあるかどう
かを判別することを特徴としたものであり、パラメータ
を得る処理がシフト演算と加減算の組合せであるため、
肌色検出をハードで実現しても、ソフトで実現しても簡
易な構成で実現でき、低コスト化、高速化の肌色領域検
出方法を提供出来る。
【0009】次に本発明の請求項3に記載の肌色領域検
出方法は、請求項2において、画像データをI軸、Q軸
座標系に変換された前記パラメータの肌色領域を、前記
画像データ軸のI軸の負側でかつQ軸上−30から50
の範囲であるとすることを特徴としたものであり、簡単
なパラメータ比較処理で肌色領域を検出することが出来
る。
【0010】次に本発明の請求項4に記載の肌色領域検
出方法は、請求項2において、画像データをI軸、Q軸
座標系に変換された前記パラメータの肌色領域を|Q|
<−Iであることを特徴としたものであり、前記請求項
3の検出方法に条件を追加してより正確な検出方法を実
現するものである。
【0011】(実施の形態1)以下に本発明の請求項1
に記載された発明の実施の形態について図1から図6を
用いて説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例の肌色領域検出回
路のブロック図である。図中101が肌色検出回路であ
り、これは演算部102と判定部103によりなる。こ
の回路により、例えば画像104を処理し、肌色領域の
みを抜きだした画像105を作成する。
【0013】図2は演算部102のブロック図である。
演算部ではシフト演算と加減算だけで肌色領域検出用の
パラメータを作成するものであり、このパラメータ作成
手順について説明する。
【0014】R、G、B信号からからU、V信号を作る
ためにY信号を用いずに表現すると次式となる。
【0015】 U=−0.299R−0.587G+0.886B V= 0.701R−0.587G−0.114B これは数1に示すように表現できる
【0016】
【数1】
【0017】Aは上記U、Vの係数を成分として持つ3
×2のマトリックスである。このU−V座標では、図5
に示すように肌色領域の主軸はU軸と約33度ずれてい
るため、このままでは判定しにくいのでU−V座標を全
体に回転させた座標系に変換する。この変換は、マトリ
ックスAに回転変換のマトリックスを左からかけること
により実現できる。すなわち、数2に示すように
【0018】
【数2】
【0019】となり、数2を計算することにより、数3
【0020】
【数3】
【0021】が得られる。さらに、このマトリックスに
定数をかけ、全ての要素が2のべき乗の逆数に近づくよ
うにする。この場合、1.23を各要素にかけることに
より数4に示す値となる。
【0022】
【数4】
【0023】このマトリックスは下記の数5に示すマト
リックスで近似できる
【0024】
【数5】
【0025】すなわち、肌色判定用パラメータをI、Q
とすると、 I =(−3/4)*R−(1/4)*G+B Q =(1/2)*R−G+(1/2)*B により求められ、これらの演算を実際に行う際には、シ
フト演算と加減算の組み合わせのみにより乗算を行うこ
となくI、Qを求めることができる。また、I−Q空間
で示した肌色領域は図6に示すように分布しているた
め、肌色判定を容易に行うことができる。
【0026】図2において、演算部は各画素毎に8bi
tのR、G、Bの輝度値を入力とし、判定用パラメータ
I、Qを作成するものとする。R信号は1bitシフタ
201によりR/2となる。G信号は符号反転回路20
2により−Gとなる。B信号は1bitシフタ203に
よりB/2となる。これらの3つの信号は加算器204
で加算され、Q=R/2−G+B/2が求められる。一
方、R信号はて符号反転回路205により−Rとなる。
この信号は1bitシフタ206より−R/2となる。
さらにこの信号は1bitシフタ207により−R/4
となる。この信号に平行して1bitシフタ206から
の信号を加算器211に入力して加算することにより、
−3/4Rの演算を行うことになる。G信号については
符号反転回路208、1bitシフタ209、1bit
シフタ210を経由することにより、−G/4となる。
これらとBの信号を加算器211で加算することによ
り、I=−3/4R−G/4+Bが求められる。
【0027】次に判定部では判定用パラメータI、Qを
用いて、注目画素が肌色かそうでないかの判定を行う。
図3は判定部のブロック図である。I信号は定数発生器
301から出力される0と比較器302により比較さ
れ、0以下であると比較器302から1をそうでなけれ
ば0を出力する。これは図6において、肌色領域601
はI軸の負側に分布していることによる判定である。一
方、Q信号は定数発生器303から出力される50と比
較器304により比較され、50以下であると比較器3
04から1をそうでなければ0を出力する。同時にQ信
号は定数発生器305から出力される−30と比較器3
06により比較され、−30以上であると比較器305
から1をそうでなければ0を出力する。比較器304と
比較器306からの出力はAND回路307の論理演算
の結果、両者がともに1のときのみ1を出力し、その他
の場合には0を出力する。これは図6において、肌色領
域601はQの値が−30〜50の範囲に分布している
ことによる判定である。さらに、比較器302とAND
回路307からの出力は、AND回路308の論理演算
の結果、両者がともに1のときのみ1を出力し、その他
の場合には0を出力する。この出力が1となる画素につ
いては肌色と判定するものである。
【0028】次に、本発明の他の実施の形態を図4を用
いて説明する。図4はソフトウェアで肌色検出をする場
合の処理のブロック図である。本処理では、判定用のパ
ラメータを作成する演算部と実際の判定部を混在して行
っている。以下、図4を用いて処理の流れを説明する。
401では注目画素のRの輝度値を1bit右にシフト
することにより、a=R/2の演算を行う。次に402
においてaをさらに1bit右にシフトすることによ
り、b=R/4の結果を得る。403ではGの輝度値を
2bit右にシフトすることにより、c=G/4の演算
を行う。404ではaとbとcを足すことにより、d=
3/4R+G/4の結果を得る。405ではBからこの
値を引くことにより、Iを求めることができる。406
ではIと0を比較し、Iが0より大きければ415にて
注目画素は肌色領域外との判定結果となる。407では
Rの輝度値とBの輝度値を加算する。408ではその結
果を1bit右にシフトすることにより、f=R/2+
B/2を得る。409ではこの値からGの輝度値を引く
ことにより、Qを得る。410ではQを50と比較しQ
が50より大きければ415にて注目画素は肌色領域外
との判定結果となる。次に、411では、Qを−30と
比較しQが−30より小さければ415にて注目画素は
肌色領域外との判定結果となる。さらに、412ではQ
を−Iと比較しQが−Iより大きければ415にて注目
画素は肌色領域外との判定結果となる。最後に、413
ではQをIと比較しQがIより小さければ415にて注
目画素は肌色領域外との判定結果とし、多きければ41
4にて注目画素は肌色領域内であるという判定結果とな
る。
【0029】なお、412および413の判定は、図3
に示した例に比べてより限定した範囲で肌色判定を行う
ために追加したもので、より正確な肌色領域検出を実現
出来る。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明の肌色領域検出装置
及び方法によれば、簡単な処理で肌色領域の判定を行う
ことができるため、回路の低コスト化および処理の高速
化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における肌色領域検出装置
のブロック図
【図2】本発明の実施の形態における肌色領域検出装置
の演算部のブロック図
【図3】本発明の実施の形態における肌色領域検出装置
のブロック図
【図4】本発明の実施の形態における肌色領域検出方法
のフローチャート
【図5】従来のパラメータによる肌色領域の分布図
【図6】本発明に実施の形態で用いるパラメータによる
肌色領域の分布図
【符号の説明】
101 肌色検出回路 102 演算部 103 判定部 104 処理前のデジタル画像データ 105 検出された肌色領域 201、203、206、207、209、210 1
bitシフタ 202、205、208 符号反転回路 204、211 加算器 301、303、305 定数発生回路 302、304、306 比較器 307、308 AND回路 501、601 肌色領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データ中に人物の肌色領域を含むか
    どうかを判別する肌色領域検出装置において、画像デー
    タ演算手段と肌色領域検出手段を有し、前記演算手段に
    て各画素の画像データをシフト演算と加減算の組み合わ
    せによりパラメータを生成し、前記肌色領域検出手段に
    てそのパラメータが予め定められたパラメータ範囲値に
    あるかどうかを判別することを特徴とする肌色領域検出
    装置。
  2. 【請求項2】 画像データ中に人物の肌色領域を含むか
    どうかを判別する肌色領域検出方法において、各画素の
    画像データのシフト演算と加減算の組み合わせにより生
    成したパラメータを用いて前記画素が肌色領域にあるか
    どうかを判別することを特徴とする肌色領域検出方法。
  3. 【請求項3】 画像データをI軸、Q軸座標系に変換さ
    れた前記パラメータの肌色領域を、前記画像データ軸の
    I軸の負側でかつQ軸上−30から50の範囲であると
    する請求項2に記載の肌色領域検出方法。
  4. 【請求項4】 画像データをI軸、Q軸座標系に変換さ
    れた前記パラメータの肌色領域を|Q|<−Iであるこ
    とを特徴とする請求項3記載の肌色領域検出方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001186323A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Fuji Photo Film Co Ltd 証明写真システム及び画像処理方法
KR100494570B1 (ko) * 2000-08-12 2005-06-10 주식회사 태평양 피부 측색을 통하여 얻은 피부 표준 색지의 제조 방법 및이의 사용방법
WO2006064635A1 (ja) * 2004-12-17 2006-06-22 Konica Minolta Holdings, Inc. 診断システム
US7126642B2 (en) 2000-09-22 2006-10-24 Sony Corporation Image display apparatus
US7362886B2 (en) 2003-06-05 2008-04-22 Canon Kabushiki Kaisha Age-based face recognition

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