基于MATLAB的人脸面部检测的口罩识别

一、课题介绍

每当流行病发起，尤其是今年来势汹汹的肺炎病毒疫情，可以通过人体唾沫传播。此时口罩就起到了非常重要的作用，可以在源头进行阻隔病毒的传统。是最有效也是最直接的防疫手段。人们在疫情期间，带上口罩，无论是对自己还是他人，都是负责任的态度。但是往往有些人并不自觉，不以为然，没有戴口罩就行走在大街上，简直就是行走的隐形病毒，如果有一套系统，可以通过图像的采集即可判别是否穿戴口罩，从而提出预警，起到威慑提醒作用，那么可以非常有效地引导，督促市民正常穿戴口罩出门。从而为共同防疫做贡献。

二、课题研究内容

本文主要是针对室内外，相同人不同场景，不同性别三个场景中的人员口罩

穿戴的研究。

1、本文采用了一种应用 MATLAB 软件，将肤色作为口罩检测的先决步骤，在YCbCr 色彩空间应用阈值法建立肤色模型来定位肤色区域的方法，从而定位到口罩区域。

2、本文还利用了形态学知识，进行小面积干扰的去除，从而精准定位口罩。设计了GUI 界面，有利于算法的集成，操作起来简单方便，人机交互性好。

三、口罩识别的算法设计

传统检测口罩的方法，基本使用基于颜色的方法，即口罩基本有浅蓝色，黑色和白色为主的几种，通过RGB三原色转换为HSV等容易聚集颜色的色彩空间，得到对应颜色的像素点的方法来定位口罩。但是该种方法容易受到外部环境的干扰，如人们自身穿戴的衣服，周边环境颜色等。因为本文不以考虑该种算法。而是采用人脸定位，肤色检测相结合的方法进行口罩的识别。首先可以利用人脸定位器将目标人脸区域与复杂背景进行初步分离，然后在该人脸区域内，利用肤色定位原理对人脸的区域进行遍历像素， 这样就可以准确地定位出属于肤色位置像素值和位置，并将其置黑色。如果该人穿戴了口罩，那么口罩部分不属于人脸肤色，自然不会被检测为人脸肤色像素，因此该块口罩区域块呈现白色，最后通过形态学知识滤除掉白色面积块小于一定值的区域，留下面积一定的白色面积块，该面积块即为口罩区域。

本文的算法流程图，如图 2.2 所示。

四、GUI界面设计

为了增强本文实验算法的实用性，选取了一个简易的可操作性强的软件来达到对教室人数进行统计的目的。本文在 matlab 操作环境下设计了一个简单的GUI 界面，此界面简洁美观，实现了对算法的集成，使用起来更加方便，对于不懂软件的人也很友好。GUI 界面上能非常直观地看到图像经每一步处理后的结果图， 同时人数统计的结果也会直接显示在界面上。如图 4.1 所示：