[發(fā)明專利]基于輪廓線的圖像變形技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410451363.7
• 申請日: 2014-09-07
• 公開（公告）號: CN104574266B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 陳鵬飛
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于輪廓線的圖像變形方法，可對圖像進行變形操作。

背景技術(shù)

圖像變形技術(shù)在動畫制作、影像特效處理、醫(yī)學(xué)影像處理等方面都有重要應(yīng)用。用戶通過對一副圖像進行變形操作，不僅可以修飾圖像上不滿意的區(qū)域，還可以通過夸張某些特征達到愉悅身心的目的。此外，可用多張漸變的圖片來生成動畫，圖像變形的算法還可用來生成特效影像。在醫(yī)學(xué)整容方面，醫(yī)生可以在手術(shù)之前通過圖像變形生成目標(biāo)圖像，根據(jù)目標(biāo)圖像實施手術(shù)過程，降低手術(shù)風(fēng)險。

現(xiàn)有的圖像變形算法都沒有進行圖像分割，因此用戶的變形操作都是對整張圖片進行變形，目標(biāo)變形區(qū)域以外的區(qū)域都不可避免受到影響而出現(xiàn)扭曲。FFD技術(shù)是最早應(yīng)用于圖像變形領(lǐng)域的算法，請參見Ron M.,Kenneth I.：Free-form deformations with lattices of arbitrary topology[C].SIGGRAPH'96Proceedings of the 23rd annual conference on Computer graphics and interactive techniques,1996,pp.181-188.它被廣泛地使用在各軟件中，該算法將變形網(wǎng)格嵌入到整張圖片中，用戶通過對網(wǎng)格的拖動來改變網(wǎng)格的形狀，再由拖動前后兩張網(wǎng)格的映射關(guān)系約束圖像上所有點的移動達到變形圖像的目的，這種方法無法控制具體的變形區(qū)域，如果變形區(qū)域較大，整張圖片都會產(chǎn)生嚴(yán)重扭曲。MLS圖像變形算法通過設(shè)置權(quán)值的方式試圖減小變形操作對變形區(qū)域以外區(qū)域的影響，請參見Scott S.,Travis M.,Joe W.:Image deformation using moving least squares[J].Proceedings of ACM SIGGRAPH’06,2006,25(3):pp.533-540，但是這種方法對距離變形區(qū)域較近的區(qū)域仍然會產(chǎn)生明顯的影響。

現(xiàn)有的對特定區(qū)域的變形方法在區(qū)域確定后便可以達到對圖像的分割目的，且產(chǎn)生較好的變形效果，《一種三維人臉重建方法》(中國專利號CN101751689B，公開日期：2012年2月22日)就是對人臉變形的實際應(yīng)用。但是這種對特定區(qū)域變形的方法無法應(yīng)用于圖片中的其它區(qū)域。再則，對特定區(qū)域的變形也是對該區(qū)域的整體進行變形，無法做到對區(qū)域中細(xì)節(jié)的修整。

另外，最能反映圖片上的物體形態(tài)特征的就是物體的輪廓線，而現(xiàn)有方法都無法準(zhǔn)確調(diào)節(jié)輪廓線的形狀來產(chǎn)生用戶想要的變形效果，所以用戶的變形體驗會大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于輪廓線的圖像變形方法。由于圖像的邊緣曲線可以根據(jù)圖像上的灰度信息將圖像進行分割，所以可近似看做輪廓線。由于對圖像變形的過程是和用戶互動的過程，所以用戶也可以添加或修復(fù)輪廓線。通過輪廓線對圖像進行分割，可有效地消除變形操作對變形區(qū)域以外的區(qū)域產(chǎn)生的影響。同時，用戶的變形操作是直接對輪廓線的變形操作，所以可以準(zhǔn)確地得到用戶想要的形狀。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于輪廓線的圖像變形方法，下面將闡述各實施步驟。

步驟1：將圖像的顏色空間由RGB轉(zhuǎn)為Lab。

步驟2：對圖像在Lab顏色空間中使用雙邊濾波器進行雙邊濾波。

步驟3：將濾波后的圖像顏色空間由Lab轉(zhuǎn)換為RGB。

步驟4：將該RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像后使用Canny邊緣檢測算子進行邊緣檢測得到一幅邊緣圖像，將該邊緣圖像上的邊緣曲線作為輪廓線，同時用戶可以添加或擦除輪廓線。

步驟5：用戶選取邊緣圖片上的某兩點作為錨點確定要拖動的輪廓線。

步驟6：用戶點選廓線上的某點為拖動點，兩兩連接錨點和拖動點得到一組向量，每個向量和其各自的正交向量一起構(gòu)建一個二維平面的基，記為其中，K_i為單位向量，為K_i的正交單位向量。

步驟7：用戶對該拖動點進行拉伸或者壓縮得到目的拖動點，用和步驟6同樣的方法可得到另外一組基，第i個基記為和步驟6中對應(yīng)。

步驟8：輪廓線上任意點P在變形前第i個基中坐標(biāo)為變形后的對應(yīng)點P′在第i個基中的坐標(biāo)為其中P和P′均為二維列向量，要求以拖動比例放縮后最大限度地等于即求