بخشی از مقاله
.1 مقدمه
امروزه تشخیص مناطق پوست انسان در یک تصویر مورد علاقه قرار گرفته و نقش مهمی در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی پردازش تصویر و حوزه های مختلف تعامل کامپیوتر و انسان ایفا می کند.[1] در تشخیص پوست ، فیلترکردن سایت های غیراخلاقی ، آنالیز پیکر سیستم های بازیابی براساس محتوا، تصاویر پزشکی و بسیاری کاربردهای دیگر پردازش تصویر، تشخیص پوست را می توان بعنوان یک گام نخست برای استخراج اطلاعات موردنیاز بعدی در نظر گرفت2]و.[3 برنامه های کاربردی مانند شناسایی و ردیابی بخش های بدن انسان، تشخیص چهره ، تشخیص مردم برهنه و بازیابی افراد در پایگاه داده های چند رسانه ای، همه موارد استفاده از تشخیص پوست است. همچنین، تشخیص پوست بر اساس رنگ، افزایش دقت در کمک به مسدود کردن تصویر اعتراض یا محتوای ویدیویی را در اینترنت به صورت خودکار باعث می شود4]و.[5 علاوه بر استفاده از آن در فن آوری های مرتبط با کامپیوتر، تشخیص رنگ پوست نقش مهمی برای انسان و روابط انسانی ایفا می کند.
این کاربرد می تواند به عنوان یک نشانه در مورد تندرستی یک فرد، نشان نژاد یک شخص، تشخیص سن از رنگ پوست و یا این که آیا کسی برای مدت زمان طولانی در معرض خورشید قرار گرفته است مورد استفاده قرار بگیرد3]و.[6 وان بخشی از الگوریتم های پیش پردازش برای کاربردهای پردازش تصویر به منظور رسیدن به این اهداف روش های طیف بصری مبتنی بر اطلاعات رنگ داشته باشند.[8] به عنوان مثال، دو جسم با مقادیرخاکستری مشابه ممکن است در یک فضای رنگ بسیار متفاوت باشند. همچنین، تجربه نشان می دهد که پوست انسان دارای یک رنگ است، که به راحتی توسط انسان شناخته می شود. یکی از ویژگی های رنگ بر اساس پیکسل بودن آن است که نیاز به هیچ زمینه ی فضایی ندارد. بنابر این مستقل از اندازه و جهت است و به سادگی پردازش می شود . زمانی که یک سیستم برای تشخیص رنگ پوست به کار می رود دو گام اساسی نیاز است : -1 بیان پیکسل های تصویر در یک فضای رنگ مناسب. - 2 انتخاب یک طبقه بندی کننده ی مناسب. از جمله بهترین تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده است ، میتوان به 8]و[9 اشاره کرد. در هر دو این مقالات از الگوریتمهای ساده ای جهت تشخیص صورت و دست استفاده شده است و فاقد دقت و بازدهی لازم می باشند.
به دلیل تغییر پذیری و حساسیت رنگ پوست به فاکتورهای متعددی از جمله شرایط نور، قومیت، ویزگی های دوربین، ویژیگی های شخصی، آرایش و.... روش های متفاوتی برای تشخیص پوست ارائه شده است .[7] اولین مرحله تشخیص پوست در هر کدام از روش های مبتنی بر اطلاعات رنگ،انتخاب فضای رنگ مناسب است . بدین ترتیب ناحیه رنگی پیکسل های پوست و غیر پوست از هم مجزا شده و عمل دسته بندی انجام می شود دراین میان مدل فضای رنگی RGBکه بیشتر در عملیات ذخیره سازی و نمایش تصویر دیجیتال استفاده می شود قابل ذکر است که البته حساسیت زیادی نسبت به فاکتورهای گفته شده دارد.
پس از انتخاب مدل فضای رنگی ، نیاز به حل مسئله تفکیک کلاس های پوست و غیرپوست از یکدیگر را داریم برای این منظور الگوریتم های متفاوتی ارائه گردیده است که از آن جمله ، آستانه گذاری فضای رنگ پوست به صورت صریح الگوریتم های مبنی بر هیستوگرام، مدل مرزبندی بیضوی ، دسته بندهای پرسپترون چند لایه دسته بندی های ماکزیمم انترویی و... قابل ذکر هستند3]و.[5 هر کدام از تکنیک های فوق دارای مزایا و معایب خاصی هستند به طور مثال الگوریتم های آستانه گذاری با توجه به فضای رنگی که استفاده می کنند حدی را برای پارامترهای آن فضا در نظر می گیرند اما با توجه به اینکه با تغییر شرایط محیط روشنایی ، رنگ پوست در تصویر تغییر می کند نمی توان حد ثابتی برای رنگ پوست قائل شد . لذا این الگوریتم ها دارای کارایی پایینی هستند .[2] حال اگر بتوان حد آستانه گذاری را به صورت سازگار در قالب یک جدول مراجعه و با استفاده از مجموعه داده های کافی و مناسب بدست آورد نتایج تغییر می کند.
تشخیص رنگ پوست یک روش در تعامل کامپیوتر و انسان است و داری کاربرد های زیادی می باشد . از این رو پیدا کردن یک روش مناسب برای بخش بندی پیکسل های یک تصویر به گروه های مختلف مانند پوست می تواند از اهمیت زیادی برخوردار باشد. در این مقاله، ابتدا تصویر در فضاهای رنگی مختلف بررسی شده سپس الگوریتم ژنتیک پیوسته و گرادیان کاهشی را برای طبقه بندی پوست پیشنهاد شده است. در الگوریتم های پیشنهادی یک شبکه عصبی پرسپترون چند لایه محدودیت های مسئله را مدیریت می کند و الگوریتم ژنتیک جستجو می کند که بهترین پاسخ را نسبت به گرادیان کاهشی بدست آورد. نتایج به وضوح نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی به طور قابل توجهی عملکرد یک شبکه عصبی MLP را بهبود می دهد.
.2 فضای رنگی RGB
یک فضای رنگی خلاصهای از مدل ریاضی ارائه شده از مجموعهای از رنگ است. همهی فضاهای رنگی را میتوان از اطلاعات RGB مشتق شده توسط دستگاههایی مانند دوربین و اسکنر بهدست آورد. طیف گستردهای از آنها در مسئله مدلسازی رنگ پوست اعمال شده است. از فضای رنگی RGB به دلیل سادگی، به طور گسترده در اهداف بینایی کامپیوتر استفاده می شود.قرمز، سبز و آبی سه رنگ افزودنی اولیه هستند و توسط فضای سه بُعدی، سیستم مختصات دکارتی نشان داده می شود.
