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为了改善在光照变化和复杂背景影响下的人脸检测效果,在预处理阶段提出一种基于直接最小二乘拟合的三维肤色聚类模型算法。该算法首先将肤色在CbCrCg空间中的三个平面投影分布作为拟合对象,然后使用中值滤波和Sobel算子获取平滑边缘,最后通过直接最小二乘拟合法获取最佳三维肤色模型。在实验中分别将公共人脸库和户外拍摄的人脸图像作为实验对象,实验结果表明,该算法较传统肤色预处理算法具有更好的肤色分割效果,并且能够有效地提高人脸检测率。