[發(fā)明專利]一種自動(dòng)生成日漫肖像的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710550145.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN107316333B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭禮華;王得丘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T11/20;G06K9/00;G06K9/34
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種自動(dòng)生成日漫肖像的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、人臉和人臉特征點(diǎn)的檢測(cè)及人臉部位的分割，步驟如下：

S1.1、利用基于haar特征訓(xùn)練得到的人臉分類器，對(duì)待生成日漫肖像的圖片進(jìn)行人臉檢測(cè)；

S1.2、對(duì)S1.1中檢測(cè)得到的人臉區(qū)域進(jìn)行人臉特征點(diǎn)檢測(cè)，得到包括左眼右眼各6個(gè)點(diǎn)，左眉右眉各5個(gè)點(diǎn)，鼻子9個(gè)點(diǎn)，嘴巴20個(gè)點(diǎn)，人臉輪廓17個(gè)點(diǎn)；

S1.3、用S1.2中得到的特征點(diǎn)，將左眼和右眼區(qū)域截取出來，獲得人臉眼睛區(qū)域，并將左眉和右眉區(qū)域截取出來，獲得人臉眉毛區(qū)域；

S1.4、將S1.1中檢測(cè)得到的人臉區(qū)域范圍擴(kuò)大到包括頭發(fā)的區(qū)域，先做頭發(fā)長(zhǎng)短的判斷，根據(jù)下顎以下是否有頭發(fā)來判斷是長(zhǎng)發(fā)還是短發(fā)，具體如下：

對(duì)測(cè)試的人臉圖像，利用S1.2中得到的人臉特征點(diǎn)，找出人臉區(qū)域中的三個(gè)點(diǎn)，分別為脖頸兩側(cè)與人臉的交界點(diǎn)和下顎底端，三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(x₁,y₁),P2(x₂,y₂),P3(x₃,y₃)，其中，x₁,x₂,x₃為橫坐標(biāo)，y₁,y₂,y₃為縱坐標(biāo)；

將測(cè)試的人臉圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，因?yàn)轭^發(fā)的灰度值對(duì)比皮膚和背景是灰度值最小的部分，所以利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)通過大量實(shí)驗(yàn)，能夠確定一個(gè)灰度閾值t，利用此閾值做圖像二值化，小于t取0，大于t取1，得到二值化圖像，從而能夠?qū)㈩^發(fā)這種灰度值達(dá)不到閾值的區(qū)域與其他區(qū)域區(qū)分開；

統(tǒng)計(jì)每一行值為0的像素個(gè)數(shù)，從而得到每一行值為0的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，得到頭發(fā)統(tǒng)計(jì)直方圖hist_v，通過判斷下顎底端及下顎底端固定距離中每一行是否存在像素為0的點(diǎn)，即下顎底端及下顎底端固定距離的hist_v是否大于0來判斷下顎底端和下顎底端固定距離中是否存在頭發(fā)，從而判斷頭發(fā)的長(zhǎng)短；

S1.5、在S1.4中判斷出長(zhǎng)短發(fā)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造能量函數(shù)，使用圖割法優(yōu)化能量函數(shù)進(jìn)行頭發(fā)區(qū)域的分割定位；

S1.6、根據(jù)S1.2得到的左右兩眼的特征點(diǎn)，得到兩眼的中心位置，通過中心位置垂直方向的梯度變化來判斷該人臉是否帶眼鏡；

S2、將日漫中辨識(shí)度達(dá)到要求的人臉區(qū)域，包括眼鏡和頭發(fā)，與數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)的人臉區(qū)域進(jìn)行匹配，并且數(shù)據(jù)集中每個(gè)人臉區(qū)域都有其對(duì)應(yīng)的漫畫人臉區(qū)域，步驟如下：

S2.1、對(duì)S1.3中得到的人眼區(qū)域，統(tǒng)計(jì)圖像的梯度方向局部特征值，提取出圖像的Hog特征作為模板，再提取數(shù)據(jù)庫中的候選人眼圖像的Hog特征，一一進(jìn)行歐式距離計(jì)算，找出距離最小的候選人眼圖像，候選人眼圖像對(duì)應(yīng)的漫畫人眼就是匹配得到的漫畫圖像；

S2.2、將S1.5中分割出來的頭發(fā)掩模與數(shù)據(jù)集中的頭發(fā)漫畫的掩模，一一計(jì)算圖像的二階和三階矩，然后構(gòu)造7維的hu矩特征向量，再計(jì)算它們之間的歐式距離，距離最小者為匹配結(jié)果；

S3、人臉其他部位漫畫筆畫的生成，步驟如下：

S3.1、用S1.2中得到的眉毛區(qū)域，計(jì)算圖像垂直方向的梯度來判斷眉毛是濃眉還是細(xì)眉，濃密眉毛的垂直梯度總能量大于細(xì)眉毛的垂直梯度總能量，由此來區(qū)分濃眉和細(xì)眉，然后通過B樣條曲線連接眉毛特征點(diǎn)來連接特征點(diǎn)得到眉毛的筆畫；

S3.2、根據(jù)S1.2中得到的鼻子的位置，取其中兩個(gè)點(diǎn)位置畫一條短直線即可得到鼻子；

S3.3、通過嘴巴的特征點(diǎn)之前的對(duì)應(yīng)關(guān)系，判斷嘴巴的張閉狀態(tài)，然后生成嘴巴的漫畫圖像；

S3.4、根據(jù)S1.2中得到臉頰輪廓的特征點(diǎn)，將下巴最底端位置特征點(diǎn)的兩邊各兩個(gè)特征點(diǎn)舍棄，用B樣條曲線擬合剩余的點(diǎn)，使得連接得到的漫畫臉頰輪廓下巴有尖銳的效果；

S4、根據(jù)原來人臉的各個(gè)部位之間具有的幾何關(guān)系，將S2和S3中匹配得到的漫畫和生成得到的漫畫進(jìn)行組合，得到最終的日漫風(fēng)格的人臉漫畫。