[發明專利]一種基于人臉識別技術的實時面部老化模擬方法

有效

• 申請號: 202110304742.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112884642B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 李建微;林霞;趙鑫鑫
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T7/90;G06V40/16
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種基于人臉識別技術的實時面部老化模擬方法，其特征在于：

對人臉圖像的處理包括以下步驟：

步驟S1：將人臉圖像存儲為矩陣M_x，矩陣包含圖像的像素值信息；

步驟S2：對人臉圖像進行人臉特征點識別；

步驟S3：對人臉圖像進行皮膚老化松弛下垂的局部變形處理；

步驟S4：對不同年齡段的皺紋素材進行遮罩的制作，保留素材的人面部，裁剪掉眼睛、嘴巴、鼻頭位置，并給素材標記特征點；

步驟S5：對皺紋素材與矩陣圖像根據特征點對齊規則進行仿射變換、圖像融合處理，羽化邊緣和調整Alpha值；

步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21：采用深度學習方法將矩陣M_x中包含人臉像素的矩形范圍設置為感興趣區域ROI；

步驟S22：采用深度學習方法對ROI區域內的人臉進行特征點識別，將特征點的坐標記錄在數組A中；

步驟S23：根據步驟S22得到的數組A計算出鼻子特征首尾點的坐標差L，之后利用數組A中檢測出的眉毛特征點取眉毛首尾點T₁、T₂、T₃、T₄以及中間點M₁、M₂共六個點坐標以及鼻子坐標差L對額頭特征點進行定位，其采用的坐標為：

P₁（（M₁.x+M₂.x）/2+L.x，（M₁.y+M₂.y）/2+L.y），

P₂（T₁.x+L.x，T₁.y+L.y），

P₃（T₂.x+L.x，T₂.y+L.y），

P₄（T₃.x+L.x，T₃.y+L.y ），

P₅（T₄.x+L.x，T₄.y+L.y ）；

步驟S3具體包括以下步驟：

步驟S31：基于下巴旁邊特征點的坐標對人臉圖像進行局部變形，利用三角變換公式實現變形區域像素點的坐標映射，其中(X,Y)為像素點原坐標，(X’,Y’)為映射坐標，R為受影響半徑，θ為像素點與坐標原點連線和坐標軸的夾角：

X’ = X + R*cosθ

Y’ = Y + R*sinθ；

步驟S32：將變形區域內的特征點進行坐標的更新，將映射坐標更新存儲在特征點坐標數組中。

2.根據權利要求1所述的基于人臉識別技術的實時面部老化模擬方法，其特征在于，步驟S4具體包括以下步驟：

步驟S41：對不同年齡段的素材數據集進行處理，對素材中包含眼睛、嘴巴以及鼻頭的像素部分進行人工剔除；

步驟S42：對步驟S41所處理完的圖像進行特征點的標記，利用可視化窗口操作將特征點移動到圖像相應位置，并以此將特征點的坐標保存在數組B中以進行下一步操作。

3.據權利要求2所述的基于人臉識別技術的實時面部老化模擬方法，其特征在于，步驟S5具體包括以下步驟：

步驟S51：對步驟S4制作獲得的皺紋素材進行仿射變換，選取步驟S42得到的特征點坐標數組B中的三個點坐標作為原三角形，將步驟S22得到的特征點數組A作為目標三角形，根據以下公式計算出仿射變換矩陣M以進行下一步操作，其中T為目標坐標，S為原坐標：

T = M·S；

步驟S52：基于步驟S4的皺紋素材進行遮罩的制作，對皺紋素材先進行復制，將面部范圍內設置為白色，根據特征點坐標將眼睛、嘴巴、鼻頭部位以及素材其余部分設置為黑色，對所得到的二進制遮罩矩陣與皺紋素材矩陣相乘得到最終的面部皺紋遮罩；

步驟S53：基于步驟S51得到的仿射變換矩陣M，對步驟S52的皺紋遮罩全圖進行仿射轉換，并得到基于當前幀對應角度大小人臉的皺紋遮罩，以進行下一步操作；

步驟S54： 顏色校準，將步驟S53所得遮罩與步驟S3變形后的人臉進行顏色空間的統一校準，進行色彩的融合。