[发明专利]一种基于多线索融合的手部分割方法

权利要求书

1.一种基于多线索融合的手部分割方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：使用帧差法提取色差超过一定阈值的像素，实现运动目标分割；将动态视频的前后两帧相减并转换成灰度图像；提取其中灰度差超过move_thres的元素；

S2：使用K近邻背景建模提取背景，将原图像减掉该背景获得前景fgMask；

S3：使用YCrCb空间肤色分割方法分割手部区域，形成手部肤色区域掩膜skin_mask，Cr通道图像Cr_hand_image，同时需要考虑脸部肤色干扰，使用人脸检测方法去除脸部肤色区域；首先将图像进行高斯滤波去除噪声并将图像颜色空间转换到YCrCb空间；YCrCb肤色分割的阈值Cr_threshold需要自己设置，其中Cr值也可以通过大津法对Cr通道进行阈值分割；若自动分割阈值小于阈值Cr_threshold则容易将背景分割进来，此时仍然采用设置阈值分割来确定；最后使用人脸检测方法将人脸肤色部分去除得到skin_mask，将Cr通道图像去除人脸区域获得Cr_hand_image；

S4:生成包含完整前景且在肤色区的掩膜；将Cr_hand_image与skin_mask进行与操作将肤色区图像skin_segment分割出来(此时可能还有接近肤色的区域)，如果使用了背景建模则将前景fgMask与skin_mask进行与操作得到背景差分与肤色分割交叠区，并且进行形态学操作对结果进行空洞填充得到包含完整前景且肤色区的掩膜fgYCrHand；

S5：使用分水岭分割生成白色边界，以抑制洪泛填充时与背景粘连；首先对步骤S4中的skin_mask进行形态学开运算得到opening，之后使用上述掩膜进行膨胀操作得到确定为背景区域的掩膜sure_bg；将进行开运算后的图像进行L2距离变换并进行阈值分割获得确定为前景区域的掩膜sure_fg；sure_bg与sure_fg进行减运算获得边界区域unknown，此区域和轮廓区域的关系未知；之后对sure_fg中的八连通区域进行标号并将其中unknown对应的区域位置像素值设为0，该掩膜设为markers；最后将YCrCb彩色图像和markers使用分水岭算法得到结果；将skin_segment中在markers对应为轮廓像素点的位置设置为白色以阻隔填充；另外，若skin_segment中存在人脸肤色区域也应将人脸区域边界设置为白色；

S6：获取S4中fgYCrHand的轮廓集fg_contours并对其按照轮廓面积进行逆序排序，之后在每个轮廓中选取种子对skin_segment进行洪泛填充；首先对轮廓是否位于人脸区域进行判断，若不在人脸区域则进行以下操作：

在轮廓中一点选择它附近的8邻域点作为种子，并且测试点是否在轮廓内部；若满足上述条件则计算skin_segment在轮廓内的颜色中心mode_color(即对应轮廓内颜色直方图的众数对应的Cr像素值)；计算新的Cr下限值lowCr＝max(mode_color-scale,minCr)和新的Cr通道肤色上限upCr＝min(maxCr,mode_color+scale)，其中minCr和maxCr为预设定值；如果种子点像素值大于lowCr则将种子点与lowCr相减作为与种子点像素值差异的下界；同样的，如果种子点像素值小于等于upCr则将upCr与种子点像素值相减作为与种子点像素值差异的上界；上下两界在洪泛填充时作为参数；填充后的掩膜fill_mask是前景且为肤色区的掩膜；

S7：分割结果融合；将S1步骤使用帧差法得到的图像和步骤S4的skin_mask在S6步骤产生的fill_mask内进行与操作，得到最终的手部分割区域。

2.根据权利要求1所述的基于多线索融合的手部分割方法，其特征在于，步骤S1中move_thres取值为5。

3.根据权利要求1所述的基于多线索融合的手部分割方法，其特征在于，步骤S2中K值取为500。