[發明專利]一種基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法及系統

有效

• 申請號: 201810694332.2
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109003236B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 吳昊
• 申請（專利權）人: 上海本趣網絡科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 丁利華

本發明提供了一種基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法和系統。該方法包括：步驟a：通過人臉識別算法確定人像面部區域；步驟b：對所述人像面部區域進行色調和光影分離，獲得皮膚勻光色調區域和光影區域；所述皮膚勻光色調區域即人臉皮膚在標準勻光照下的色調區域，所述光影區域即人臉皮膚上的陰影區域；步驟c：對所述光影區域通過反向補償消除形成標準勻光照下的皮膚；步驟d：對補償后的人像面部區域進行磨皮；以及步驟e：對經過磨皮的人像面部區域疊加步驟c提取的所述光影區域并輸出。本發明的基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法處理后的皮膚比起無差別磨皮更具光影感和皮膚質感，讓人像看上去沒有濃烈的后期處理痕跡，大大提高了最后成品的用戶滿意度。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法及系統。

背景技術

隨著數碼相機的日益普及、智能手機的拍攝功能不斷發展，用戶對數碼相機、智能手機拍攝得到的數碼照片效果也提出了更高要求。數碼照片中的一個重要類別是人像照片。用戶往往希望拍攝到的人像照片比本人更加美麗，因此各種針對人像照片進行處理美化的方法應運而生。

人像處理美化中比較重要的一種方法是人像磨皮技術。目前，各種攝影軟件針對磨皮的算法，都是用高頻濾波的各種變種方式來磨除色彩劇烈變化的區域。但是，這種方法在人物側光時有意展現的光影效果往往也會被除去，使得照片喪失了立體感。同時，無差別的磨皮會把高清人像圖片當中的皮膚紋理一并磨去，使得皮膚有濃重的塑料感，非常不真實。

發明內容

針對現有技術的上述缺點，本發明提供了一種基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法及系統。

本發明的一個方面提出了一種基于人臉色調與光影分離的自適應磨皮方法，包括如下步驟：

步驟a：通過人臉識別算法確定人像面部區域；

步驟b：對所述人像面部區域進行色調和光影分離，獲得皮膚勻光色調區域和光影區域；所述皮膚勻光色調區域即人臉皮膚在標準勻光照下的色調區域，所述光影區域即人臉皮膚上的陰影區域；

步驟c：對所述光影區域通過反向補償消除形成標準勻光照下的皮膚；

步驟d：對補償后的人像面部區域進行磨皮；以及

步驟e：對經過磨皮的人像面部區域疊加步驟c提取的所述光影區域并輸出。

優選地，步驟b進一步包括如下步驟：

步驟b1：對步驟a確定的人像面部區域剔除掉眉毛、眼睛、嘴巴、鼻孔區域；

步驟b2：構建皮膚的光影模型為I＝S*D+L，其中I為拍攝到的人像的像素值，S為皮膚在標準勻光照下的顏色值，D為陰影程度，L為高光程度；這里I為已知的數值；

步驟b3：加入平滑限制，即設定S在人臉寬度直徑范圍內應該盡量平滑，D與L在人臉直徑寬度的10％內應該盡量平滑；

步驟b4：在滿足I＝S*D+L的限制下求出S、D、L的平滑度的極大值，其中求得的S值表示勻光色調區域，D值和L值表示光影區域。

優選地，步驟b4中，通過對人像面部區域的圖像進行普通高斯模糊后，帶入上述限制條件，然后用牛頓梯度下降法，循環迭代約5次左右即能逼近出S、D、L的平滑度的極大值。

優選地，步驟c中，通過反向補償，即根據I＝S*D+L，得到S＝(I-L)/D，從而獲得所述光影區域的皮膚在標準勻光照下的像素值，所述像素值包括每個像素點的位置數據和顏色數據，這里，I為已知的原數值，L和D為步驟b4中求得的值。

優選地，步驟d進一步包括如下步驟：

步驟d1：根據所述人像面部區域的大小，獲得皮膚上各種“瑕疵紋路”的形狀；