[發明專利]一種人臉圖像自動合成方法

有效

• 申請號: 200810246746.5
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101770649A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 潘春洪;王紅俠;吳懷宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種人臉圖像自動合成方法，其特征在于，該人臉圖像自動合成 包括如下步驟：

步驟1：用戶輸入兩幅圖像和要編輯區域的語義信息，所述兩幅圖像 是人臉源圖像、目標圖像，所述語義信息是眼睛、鼻子、嘴巴、下巴、 唇、眉毛和額頭，模型匹配模塊利用主動外觀模型對兩幅圖像進行自動 搜索，提供人臉圖像的形狀信息和紋理信息；主動外觀模型是利用人臉 特征的形狀信息和紋理信息相結合進行統計分析建立的一種模型，并在 訓練過程中尋找形狀參數和紋理參數之間的關系，用于提取個人外貌、 三維姿態、面部表情及光照的不同臉部特征；

步驟2：然后利用模型特征點對兩幅人臉圖像進行形狀對齊，使用薄 板樣條形變把源圖像編輯區域的形狀對齊到目標圖像中對應的區域中；

步驟3：利用特征合成模塊對源圖像和目標圖像的對齊后的形狀信息 和紋理信息進行特征合成，所述特征合成是根據不同的人臉圖像，不同 人臉的大小、特征區域的大小位置，先把兩幅人臉圖像的幾何形狀對齊， 實現不同人臉的合成，所述對齊是采用薄板樣條來對人臉圖像進行對齊， 用以保證整個圖像平面的彎曲能量最小，用于生成扭曲量最小的變形人 臉圖像；利用無縫克隆功能對人臉圖像合成，是選取編輯區域中源圖像 的梯度場作為引導場，所述無縫克隆是把一幅圖像中的區域或者物體粘 貼到目標圖像中，獲得整體顏色的一致的合成后人臉圖像；對人臉圖像 編輯區域被物體遮擋失真的目標圖像，提取被物體遮擋部分的信息并保 存，然后利用提取出來的遮擋信息對合成失真的目標圖像做消除失真處 理，自動生成并獲得合成圖像；

步驟4：利用遮擋處理模塊對合成圖像進行去遮擋處理，把源圖像的 被遮擋區域分割、匹配、最后無縫地融合到目標圖像中。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征匹配模塊搜索 輸入圖像，獲得每個人臉的編輯區域內具有不同部件的形狀和大小的邊 界信息，提取人臉識別的不相同部件的形狀特征，人臉的各部件進行定 位。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述人臉識別的不相同 部件為眼睛、鼻子、嘴巴、下巴、唇、眉毛和額頭。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主動外觀模型，利 用形狀信息和對所感興趣的臉部紋理信息進行統計分析，并找出形狀和 紋理之間的聯系，用于提取個人外貌、三維姿態、面部表情及光照的不 同臉部特征。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，訓練所述主動外觀模型 時，首先把所有的訓練樣本圖像都變形到均值形狀上，然后獲得變形后 的均值人臉，并生成所需要的人臉區域掩模圖像；給定一幅新的人臉圖 像，利用人臉主動外觀模型對一幅新的人臉圖像搜索，搜索完畢后，就 匹配出一幅與人臉圖像相近的人臉區域圖，模型匹配圖提供了新圖像人 臉的形狀信息和紋理信息。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征合成包括步驟 如下：

根據不同的人臉圖像，不同人臉的大小、特征區域的大小位置，先 把兩幅人臉圖像的幾何形狀對齊，實現不同人臉的合成，所述對齊是采 用薄板樣條來對人臉圖像進行對齊，用以保證整個圖像平面的彎曲能量 最小，用于生成扭曲量最小的變形人臉圖像；

利用無縫克隆功能對人臉圖像合成，是選取編輯區域中源圖像的梯 度場作為引導場，所述無縫克隆是把一幅圖像中的區域或者物體粘貼到 目標圖像中，獲得整體顏色的一致的合成后人臉圖像。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成合成圖像包括 步驟如下：

對人臉圖像編輯區域被物體遮擋失真的目標圖像，提取被物體遮擋 部分的信息并保存，然后利用提取出來的遮擋信息對合成失真的目標圖 像做消除失真處理，獲得合成圖像。