一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)型合成的方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)型的合成有助于人們選擇適合自己的發(fā)型，現(xiàn)有的發(fā)型合成的方法是將發(fā)型模型與人臉進(jìn)行合成，再手工調(diào)整使人臉與發(fā)型的合成美觀自然。這種方法有如下幾個(gè)缺點(diǎn):
(I)自動(dòng)合成的不自然會(huì)帶來額外的手工操作，并因此降低用戶的體驗(yàn)感；(2)發(fā)型庫固定，用戶不能隨時(shí)體驗(yàn)新的發(fā)型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決發(fā)型與人臉的自動(dòng)合成以及合成后發(fā)型不自然的問題，應(yīng)用場(chǎng)景是手機(jī)拍攝人的頭面部圖片，包括目標(biāo)圖片和源圖片。本發(fā)明提供的手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，用戶通過手機(jī)拍攝目標(biāo)圖片和源圖片(即提供發(fā)型的圖片)，對(duì)目標(biāo)圖片和源圖片分別檢測(cè)出人臉區(qū)域和頭發(fā)區(qū)域，然后將頭發(fā)與人臉合成，最后進(jìn)行對(duì)合成邊緣進(jìn)行平滑處理，使合成圖美觀自然。對(duì)于頭發(fā)區(qū)域檢測(cè)，本發(fā)明提出了一種利用K均值聚類的檢測(cè)方法;對(duì)于人臉與頭發(fā)的合成，本發(fā)明提出發(fā)型歸一化的方法，保持人臉尺寸不變，對(duì)頭發(fā)區(qū)域做歸一化處理，使合成效果更為自然。
[0004]—種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0005]步驟1:手機(jī)拍攝人的頭面部圖片，包括目標(biāo)圖片和源圖片。
[0006]所述的目標(biāo)圖片是指包含人臉區(qū)域的圖片，所述的源圖片是指包含頭發(fā)區(qū)域的圖片，可以提供發(fā)型的圖片。
[0007]步驟2:在目標(biāo)圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)，得到人臉區(qū)域；
[0008]考慮到計(jì)算效率的問題，本發(fā)明中采用基于膚色的彩色圖像人臉檢測(cè)方法。人臉檢測(cè)在YCbCr顏色空間進(jìn)行，首先將目標(biāo)圖片從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr顏色空間，用標(biāo)注膚色區(qū)域的目標(biāo)圖片訓(xùn)練以獲得人臉膚色的二維高斯模型，即膚色模型，利用膚色模型檢測(cè)目標(biāo)圖片中人臉區(qū)域。
[0009]步驟3:在源圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)，得到頭發(fā)區(qū)域；
[0010]采用步驟2的方法在源圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)得到人臉區(qū)域，然后在人臉區(qū)域精定位的基礎(chǔ)上，將人臉區(qū)域向四個(gè)方向各延伸1/2人臉大小，作為發(fā)型候選區(qū)域，在此發(fā)型候選區(qū)域內(nèi)，利用K均值聚類得到頭發(fā)區(qū)域的精定位。
[0011]步驟4:人臉與頭發(fā)合成；
[0012]在人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，將人臉與目標(biāo)發(fā)型進(jìn)行合成。本發(fā)明提出了一種發(fā)型歸一化的方法，根據(jù)人臉大小改變發(fā)型尺寸使其適應(yīng)目標(biāo)人臉，得到合成圖像。該發(fā)型歸一化的方法計(jì)算效率高，視覺效果更為逼真。
[0013]步驟5:合成圖像的后期處理；
[0014]合成圖像邊緣銳利、不自然，本發(fā)明中對(duì)合成圖像的邊緣進(jìn)行中值濾波，從而獲得更加自然的人臉發(fā)型合成圖。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016](I)使用發(fā)型歸一化的方法合成發(fā)型和人臉，比使用人臉歸一化的方法合成的圖片更美觀自然。
[0017](2)提出了一種利用K均值聚類檢測(cè)頭發(fā)區(qū)域的方法，得到精確的頭發(fā)區(qū)域。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的手機(jī)圖片發(fā)型合成方法流程圖。
[0019]圖2是人臉檢測(cè)結(jié)果的示例圖。
[0020]圖3是頭發(fā)檢測(cè)結(jié)果的示例圖。
[0021 ]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中人臉與頭發(fā)合成效果圖。
[0022]圖5A和圖5B分別是現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明中合成人臉與頭發(fā)的效果比較示意圖。
[0023]圖6A和圖6B分別是合成圖片后期處理前、后的對(duì)比圖。
[0024]圖7本發(fā)明方法在手機(jī)上的合成結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明提供一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，該合成方法包含了人臉檢測(cè)、頭發(fā)檢測(cè)、人臉與頭發(fā)合成以及合成圖像后期處理四個(gè)過程，結(jié)合圖1，其【具體實(shí)施方式】為:
[0027]步驟1:手機(jī)拍攝人的頭面部圖片，包括目標(biāo)圖片和源圖片。
[0028]所述的目標(biāo)圖片是指包含人臉區(qū)域的圖片，用于進(jìn)行人臉檢測(cè)；所述的源圖片是指包含頭發(fā)區(qū)域的圖片，用于進(jìn)行人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)，提供目標(biāo)發(fā)型。
[0029]步驟2:人臉檢測(cè)；
[0030]考慮到計(jì)算效率的問題，本發(fā)明中采用基于膚色的彩色圖像人臉檢測(cè)方法。首先是采集目標(biāo)圖片，利用不同型號(hào)的手機(jī)、在不同光線背景下，通過拍照的方式采集了 2056張人臉目標(biāo)圖片，手工標(biāo)注膚色區(qū)域。將已經(jīng)進(jìn)行標(biāo)注的目標(biāo)圖片由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr顏色空間。具體轉(zhuǎn)換公式為:
[0031 ] Y = 0.257 X R+0.504 X G+0.098 X B+16
[0032]Cb = -0.148XR-0.291 XG+0.439XB+128 (I)
[0033]Cr = 0.439XR-0.368XG-0.071 XB+128
[0034]其中，Y為顏色的亮度成分，Cb為藍(lán)色濃度偏移量。Cr為紅色濃度偏移量，R、G、B分別為顏色的紅色、綠色、藍(lán)色分量。
[0035]利用標(biāo)注的目標(biāo)圖片計(jì)算人臉部分Cb與Cr的均值與協(xié)方差，建立人臉膚色的二維高斯模型，即膚色模型。對(duì)目標(biāo)圖片進(jìn)行人臉檢測(cè)時(shí)，將目標(biāo)圖片轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr顏色空間，提取目標(biāo)圖片的色彩特征，利用訓(xùn)練得到的膚色模型判斷膚色區(qū)域，得到人臉區(qū)域，設(shè)定人臉區(qū)域中人臉寬度為W1，高度為出。如圖2所示是人臉檢測(cè)的結(jié)果。
[0036]步驟3:頭發(fā)檢測(cè)；
[0037]由于染發(fā)的流行，頭發(fā)顏色種類多樣，不易建立頭發(fā)的顏色模型，利用頭發(fā)的色彩模型進(jìn)行頭發(fā)檢測(cè)的方法難以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出了一種利用K均值聚類來檢測(cè)頭發(fā)區(qū)域的方法。首先根據(jù)步驟2中的人臉檢測(cè)方法在源圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)得到人臉區(qū)域，設(shè)定人臉區(qū)域中人臉寬度為W2，高度為H2;然后在人臉區(qū)域精定位的基礎(chǔ)上，將人臉矩形區(qū)域分別向四個(gè)方向各延伸1/2人臉的大小，即上下各延伸人臉矩形區(qū)域的1/2高，左右各延伸人臉矩形區(qū)域的1/2寬，將延伸的區(qū)域作為頭發(fā)檢測(cè)的候選區(qū)域，利用K均值聚類對(duì)候選區(qū)域中的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，指定類別為2個(gè)，聚類結(jié)果為頭發(fā)區(qū)域和非頭發(fā)區(qū)域，將聚類得到的頭發(fā)區(qū)域作為頭發(fā)檢測(cè)的結(jié)果，設(shè)定頭發(fā)區(qū)域?qū)挾葹閃h，高度為Hh。頭發(fā)檢測(cè)的結(jié)果如圖3所示。
[0038]步驟4:人臉與頭發(fā)合成；
[0039]在人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了一種發(fā)型自適應(yīng)人臉的方法將人臉和頭發(fā)合成。假設(shè)目標(biāo)圖片進(jìn)行人臉檢測(cè)得到的人臉矩形區(qū)域中人臉寬度為1，高度為H1;源圖片中進(jìn)行人臉檢測(cè)得到的人臉矩形區(qū)域中人臉寬度為W2，高度為H2;源圖片中進(jìn)行頭發(fā)檢測(cè)得到的頭發(fā)區(qū)域?qū)挾葹閃h，高度為Hh;發(fā)型歸一化變換后得到的頭發(fā)區(qū)域?qū)挾葹閃h’，高度為Hh’。對(duì)發(fā)型區(qū)域進(jìn)行歸一化即對(duì)頭發(fā)區(qū)域的寬度和高度進(jìn)行拉伸或者收縮。使得:
[0040]Hh' = Hh X (Hi/H2 ), Wh' = Wh X (ffi/ff2) ο
[0041]如圖4所示是現(xiàn)有技術(shù)中基于人臉歸一化方法得到的人臉與頭發(fā)合成的效果圖，將現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)人臉歸一化方法和本發(fā)明提出的發(fā)型歸一化方法得到的合成圖片做了對(duì)比，如圖5A和5B所示是兩種方法得到的合成圖，圖5A是使用現(xiàn)有技術(shù)中的人臉歸一化方法得到的合成圖片，圖5B是使用本發(fā)明中提出的發(fā)型歸一化方法得到的合成圖片。從圖5A和5B的對(duì)比中可以看出，使用本發(fā)明提出的發(fā)型歸一化方法合成的圖片比使用人臉歸一化方法合成的圖片更自然、逼真。
[0042]步驟5:合成圖像的后期處理；
[0043]圖片合成后，由于人臉與頭發(fā)區(qū)域在水平方向上差異較大，合成圖像邊緣較銳利，為了使合成效果更為自然，本發(fā)明中利用中值濾波在水平方向上對(duì)合成圖片的邊緣進(jìn)行中值濾波處理。如圖6A和圖6B所示是合成圖片后期處理前后的對(duì)比，圖6A是后期處理之前的合成圖片，圖6B是后期處理之后的圖片，可以看出中值濾波后的合成圖片更加自然。如圖7A?7C所示是本發(fā)明方法在手機(jī)上的合成結(jié)果圖，其中圖7A是目標(biāo)圖片，圖7B和圖7C是合成圖片，可以直觀看到，應(yīng)用本發(fā)明的方法得到的合成圖片更加美觀自然，具有較好的合成效果O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，其特征在于:包括以下幾個(gè)步驟， 步驟1:手機(jī)拍攝人的頭面部圖片，包括目標(biāo)圖片和源圖片； 所述的目標(biāo)圖片是指包含人臉區(qū)域的圖片，所述的源圖片是指包含頭發(fā)區(qū)域的圖片； 步驟2:在目標(biāo)圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)，得到人臉區(qū)域； 采用基于膚色的彩色圖像人臉檢測(cè)方法，利用膚色模型檢測(cè)目標(biāo)圖片中人臉區(qū)域； 步驟3:在源圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)，得到頭發(fā)區(qū)域； 采用步驟2的方法在源圖片上進(jìn)行人臉檢測(cè)得到人臉區(qū)域，然后將人臉區(qū)域向四個(gè)方向各延伸1/2人臉大小，作為發(fā)型候選區(qū)域，在此發(fā)型候選區(qū)域內(nèi)，利用K均值聚類得到頭發(fā)區(qū)域； 步驟4:人臉與頭發(fā)合成； 在人臉檢測(cè)和頭發(fā)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，采用發(fā)型歸一化的方法，根據(jù)人臉大小改變發(fā)型尺寸使其適應(yīng)目標(biāo)人臉，得到合成圖像； 步驟5:合成圖像的后期處理； 對(duì)合成圖像的邊緣進(jìn)行中值濾波，得到最終的人臉發(fā)型合成圖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，其特征在于:所述的膚色模型通過如下方式得到， 采集目標(biāo)圖片，利用不同型號(hào)的手機(jī)、在不同光線背景下，通過拍照的方式采集人臉目標(biāo)圖片，手工標(biāo)注膚色區(qū)域;將已經(jīng)進(jìn)行標(biāo)注的目標(biāo)圖片由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr顏色空間，具體轉(zhuǎn)換公式為:Y = 0.257 X R+0.504 X G+0.098 X B+16 Cb = -0.148 XR-0.291 XG+0.439 XB+128 (I)Cr = 0.439 X R-0.368 X G-0.071 X B+128 其中，Y為顏色的亮度成分，Cb為藍(lán)色濃度偏移量。Cr為紅色濃度偏移量，R、G、B分別為顏色的紅色、綠色、藍(lán)色分量； 利用標(biāo)注的目標(biāo)圖片計(jì)算人臉部分Cb與Cr的均值與協(xié)方差，建立人臉膚色的二維高斯模型，即膚色模型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，其特征在于:步驟3中所述的K均值聚類對(duì)發(fā)型候選區(qū)域中的像素點(diǎn)進(jìn)行聚類，指定類別為2個(gè)，聚類結(jié)果為頭發(fā)區(qū)域和非頭發(fā)區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，其特征在于:所述的發(fā)型歸一化方法對(duì)頭發(fā)區(qū)域的寬度和高度進(jìn)行拉伸或者收縮，使得，Hh’ =HhX (H1Al2)，Wh’ =WhX (W1/W2)； 其中，目標(biāo)圖片進(jìn)行人臉檢測(cè)得到的人臉矩形區(qū)域中人臉寬度為W1，高度為H1;源圖片中進(jìn)行人臉檢測(cè)得到的人臉矩形區(qū)域中人臉寬度為W2，高度為H2;源圖片中進(jìn)行頭發(fā)檢測(cè)得到的頭發(fā)區(qū)域?qū)挾葹閃h，高度為Hh;發(fā)型歸一化變換后得到的頭發(fā)區(qū)域?qū)挾葹閃h’，高度為Hh'ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手機(jī)圖片發(fā)型合成方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。所述合成方法中，用戶通過手機(jī)拍攝目標(biāo)圖片和源圖片，對(duì)目標(biāo)圖片和源圖片分別檢測(cè)出人臉區(qū)域和頭發(fā)區(qū)域，然后將頭發(fā)與人臉合成并作后期處理。對(duì)于頭發(fā)區(qū)域檢測(cè)，本發(fā)明提出了一種利用K均值聚類的檢測(cè)方法，得到精確的頭發(fā)區(qū)域；對(duì)于人臉與頭發(fā)的合成，本發(fā)明提出發(fā)型歸一化的方法，比使用人臉歸一化的方法合成的圖片更美觀自然。
【IPC分類】G06T3/40
【公開號(hào)】CN105513013
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610032283
【發(fā)明人】王雨軒, 牛建偉
【申請(qǐng)人】王雨軒
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日