CN101017567A

CN101017567A - 用于将数字照片转换成人像素描画的方法和设备

Info

Publication number: CN101017567A
Application number: CN 200710064285
Authority: CN
Inventors: 李昕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2007-08-15

Abstract

本发明提供了一种从数字照片生成人像素描画的方法。所述方法首先获得数字图像。然后对数字图像进行人脸自动检测，并将数字图像中的人脸部分保存成单独的人像文件。而后对人脸进行迭代化处理，获得人脸的黑色轮廓像，而后对人脸的黑色轮廓像进行颜色反相处理，获得人像素描画的初样，而后对人像素描画的初样进行处理，获得最后的人像素描画结果。最后通过打印设备输出人像素描画结果。使用本发明所提供方法得到的人脸素描画是原始图像中人像数据的精确反映，不会失真，并且所需的计算资源较少。

Description

用于将数字照片转换成人像素描画的方法和设备

一、技术领域

本发明总体而言涉及绘制系统，具体而言是涉及用于生成人像素描画的方法和设备。

二、技术背景

画家可以依据一幅照片通过素描来临摹出人像。本发明使用计算机对数字图像进行自动处理来获得人像画，得到的人像画与数字照片中的人脸相对应，具有素描人脸的特点。现有的数字照片转换到漫画或非照片写实图像的方法是通过定位图像数据内的面部区域，然后选择与所示面部区域的面部特征相匹配的面部特征模板，用所述面部特征模板替换所述面部特征，将所述面部特征模板变换为漫画或非照片写实图像。这些方法需要利用面部特征模板来进行处理，首先需要建立包含大量的面部特征模板的数据库。但无论怎样精确，这种匹配还是存在失真的现象。另外，这种方法对计算资源的需求也比较大。本发明提出的方法得到的素描人脸是一种从原始图像中人像数据的精确反映，不会有失真的现象，并且不需要维护庞大的面部特征模板库，所需的计算资源也相对较小。

三、发明内容

为了从数字照片获得逼真的人脸素描画，本发明提出了用于生成人像素描画的方法和设备。其中硬件设备包括人像获取设备、打印设备和生成人像素描画所需的计算设备。本发明的核心部件是人像素描画生成系统，它工作在前面所述的计算设备上，完成从数字照片到人脸素描画的转换。

在完成数字照片到人脸素描画的转换过程中，本发明所述的方法包含的主要步骤如下：

步骤1：获得数字图像；

步骤2：对数字图像进行人脸自动检测，获得数字图像中的人脸信息，将人脸信息分离出来以供处理；

步骤3：对人脸进行迭代化处理，获得人脸的黑色轮廓像；

步骤4：对人脸的黑色轮廓像进行颜色反相处理，获得人像素描画初样；

步骤5：对人像素描画初样进行处理，获得最后的人像素描画结果；

步骤6：通过打印设备输出人像素描画结果。

步骤3所述迭代化处理需要使用边缘检测算来进行处理，常用的边缘检测算子包括：

Roberts算子：

G[i，i]＝|f[i，j]-f[i+1，j+1]|+|f[i+1，j]-f[i，j+1]|；

Sobel算子：

G[i，i]＝|f[i-1，j+1]+2f[i，j+1]+f[i+1，j+1]-f[i-1，j-1]-2f[i，j-1]-f[i+1，j-1]|

+|f[i-1，j-1]+2f[i-1，j]+f[i-1，j+1]-f[i+1，j-1]-2f[i+1，j]-f[i+1，j+1]|；

Laplace算子：

G[I，j]＝|f[i+1，j]+f[i-1，j]+f(i，j+1)+f[i，j-1]-4f[i，j]；

其中G[i，j]表示处理后(i，j)点的灰度值，f[i，j]表示处理前该点的灰度值。

相比以上提到的边缘检测算子，本方法使用的算子为：

G[i，j]＝|f[i，j]-f[i-1，j-1]+f[i-1，j]-f[i，j-1]|。

这个算子计算简单，处理效率高，但对经过人脸自动处理剪切出来的人脸部分进行迭代化处理后得到人脸像线条清晰，是原始图像中人像数据的精确反映，不失真，并且所需的计算资源少，可以在小型移动设备上，如手机上实现。

四、附图说明

图1：一个人像素描画生成的示例系统的图形化表示

图2：人像素描画生成引擎工作方法

五、具体实施方式

下面，结合附图对本发明进行详细说明。

图1是一个人像素描画生成的示例系统的图形化表示。示例系统的核心部件是人像素描画生成系统103，由一个计算设备105和包含在其中的人像素描画生成引擎107组成，示例系统还包括人像获取设备101和打印设备119。

人像获取设备获得人像109后将其传送给人像素描画生成系统，由轮廓画生成引擎107进行处理。轮廓画生成引擎对人像109进行自动人像检测，获得人脸图像111；轮廓画生成引擎对人脸图像111进行迭代化处理，获得人脸的黑色轮廓像113；轮廓画生成引擎对黑色轮廓像113进行颜色反相处理，获得人像素描画初样115；轮廓画生成引擎人像素描画初样115进行后期处理，最终获得人像素描画117。最终，由打印设备119输出人像素描画。

下面结合图2对人像素描画生成引擎工作方法中的每一个工作步骤进行详细地说明：

201：将图像获取设备获得的数字图像通过介质传送到轮廓画生成引擎；

203：对数字图像进行人脸自动检测，并将检测到的人脸部分从数字图像中剪切出来单独进行保存；

205：对保存的人脸部分图像信息进行迭代化处理，即将点(i，j)与点(i-1，j)的颜色属性求和减去点(i-1，j-1)和点(i，j-1)的的颜色属性，得到点(i，j)新的颜色属性。迭代化处理的算子为：

pixel[i，j]＝|pixel[i，j]-pixel[i-1，j-1]+pixel[i-1，j]-pixel[i，j-1]|

其中pixel[i，j]表示点[i，j]处颜色属性。

通过这样的处理，在相邻点颜色有震荡变化时会出现白色的轮廓线，而人脸出现变化的部分都会勾勒出来，形成黑底白边的人脸轮廓像。

207：对黑底白边的人脸轮廓像进行颜色反相处理，就形成了人像素描画初样，处理的公式为：

pixel[i，j]＝255-pixel[i，j]；

209：对人像素描画初样进行后期处理，主要处理包括增加人脸素描的对比度等，获得较好的视觉效果。

211：通过打印设备输出人像素描画

Claims

1、一种从数字照片生成人像素描画的方法及使用的相关设备的集合，其特征在于，本发明所述的方法依次含有以下步骤：

步骤1：利用图像获取设备获得数字图像；

步骤2：对数字图像进行人脸自动检测，并将数字图像中的人脸部分保存成单独的人像文件；

步骤3：对人脸进行迭代化处理，获得人脸的黑色轮廓像；

步骤6：通过打印设备输出人像素描画结果。

2、根据权利要求1所述的步骤3对人脸进行迭代化处理，其特征在于：

对人脸部位所含的所有点进行如下处理：点(i，j)与点(i-1，j)的颜色属性求和减去点(i-1，j-1)和点(i，j-1)的的颜色属性，得到点(i，j)新的颜色属性。叠代化处理的算子为：

pixel[i，j]＝|pixel[i，j]-pixel[i-1，j-1]+pixel[i-1，j]-pixel[i，j-1]|

其中pixel[i，j]表示点[i，j]处颜色属性。