[發明專利]一種自動的人臉圖像皮膚美化方法

在審

• 申請號: 201410614628.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104537612A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 金連文;梁凌宇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;汪曉東

1.一種自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）特征提取：對原始人臉圖像進行人臉檢測和人臉特征提取，所提取的人臉特征包括形狀特征和邊緣特征；

（2）圖層分解：對原始人臉圖像進行圖像成分分解，獲得對應人臉皮膚亮度的亮度圖層、對應皮膚光滑度的光滑度圖層和對應顏色的顏色圖層；

（3）蒙板生成：利用步驟（1）所提取的人臉特征，對步驟（2）獲得的亮度圖層、光滑度圖層和顏色圖層分別生成相應的亮度蒙板、光滑度蒙板和顏色蒙板；

（4）美化參數優化：以平均臉為標準模板，計算步驟（2）所獲得三個圖層對應的美化參數，即亮度美化參數、光滑度美化參數和顏色美化參數；

（5）圖層增強：利用步驟（4）計算的美化參數和步驟（3）生成的蒙板，分別對三個圖層進行美化處理，獲得美化后的亮度圖層、光滑度圖層和顏色圖層；

（6）圖層融合，對步驟（5）的三個美化后圖層進行融合，獲得最終的人臉美化圖像。

2.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（1）提取人臉圖像的特征的具體步驟如下：

（1-1）在步驟（1）所檢測到的人臉區域內對人臉部件進行特征點定位，所述人臉部件包括人臉外輪廓、脖子、眉毛、眼睛、鼻子和嘴巴；

（1-2）通過對人臉部件相應特征點的連接，對不同的人臉部件區域進行粗略劃分，得到人臉的形狀特征；

（1-3）用邊緣檢測器進行邊緣提取，得到人臉的邊緣特征。

3.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（2）圖層分解的具體步驟如下：

（2-1）把原始人臉圖像從RGB顏色空間轉換到CIELAB顏色空間，使得圖像由一個亮度通道和兩個顏色通道組成，其中的顏色通道為顏色圖層；

（2-2）用邊緣保持平滑濾波器對亮度通道進行平滑處理，平滑處理結果為亮度圖層；

（2-3）用亮度通道減去亮度圖層，得到包含圖像細節的光滑度圖層。

4.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（3）蒙板生成的具體步驟如下：

（3-1）根據不同圖層的要求，選擇不同的人臉特征作為蒙板的初始值，其中亮度蒙板的初始值為人臉外輪廓包含的區域，光滑度蒙板的初始值為人臉除五官和毛發外的皮膚區域，顏色蒙板的初始值為人臉除眼睛和眉毛外的皮膚區域；

（3-2）以亮度圖層作為蒙板生成的導向特征?，以控制蒙板在不同人臉區域邊界的過渡特點；

（3-3）通過求解以下的加權最小二乘公式，獲得不同的蒙板：

其中，符號?代表M為使泛函F(M)取得最小值時的函數，?z代表空間域，代表像素點對圖像輸出的影響程度，其取值范圍是0到1，代表輸出的生成蒙板，代表輸入的蒙板初始值，符號和分別代表函數M對和對y方向的偏導數，符號和分別代表函數G對x和對y方向的偏導數，參數取一個小的且不為零的數，其典型取值為0.0001，用來避免分母為0的情況，參數為正數，用來平衡光滑項與數據項的比例，參數的取值范圍為[1.2，2.0]。

5.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（4）美化參數優化的具體步驟如下：

（4-1）設定光滑度美化參數為；

（4-2）根據原始人臉圖像的種族和性別屬性選擇對應的平均臉；

（4-3）利用蒙板對原始人臉與平均臉進行區域選擇，并用選擇區域內原始人臉的像素值減去平均臉對應的像素值求得差值，再利用該差值生成直方圖；

（4-4）以直方圖在不同區間的頻率為權重對每個區間的值進行加權求和，可計算獲得亮度美化參數與顏色美化參數。

6.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（5）圖層增強的具體步驟如下：

（5-1）光滑度圖層增強：，其中和分別為人臉圖像美化前與美化后的光滑度圖層，為光滑度蒙板，為光滑度美化參數；

（5-2）亮度圖層增強：，其中和分別為人臉圖像美化前與美化后的亮度圖層，為亮度蒙板，為亮度美化參數；

（5-3）顏色圖層增強：，其中和分別為人臉圖像美化前與美化后的顏色圖層，為顏色蒙板，為顏色美化參數。

7.根據權利要求1所述的自動的人臉圖像皮膚美化方法，其特征在于所述步驟（6）圖層融合的具體步驟如下：

（6-1）亮度通道合成：，其中為合成后的亮度通道，與分別為美化后的亮度圖層與光滑度圖層；

（6-2）把亮度通道與美化后的顏色圖層進行疊加，得到CIELAB顏色空間的美化輸出；

（6-3）把CIELAB顏色空間的結果轉換為RGB空間，得到最終的美化結果。