CN103593873B - 人脸影像调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种人脸影像调整系统包括控制存储器及与该控制存储器分别相连的图像输入器、网格生成器、测量器、转换器及合成器。图像输入器用于摄取初始全脸影像及侧面人脸影像并传送到控制存储器进行存储，网格生成器依据该初始全脸影像生成该初始全脸网格结构，且依据侧面人脸影像生成侧面人脸网格结构。测量器测量该初始全脸网格结构及该侧面人脸网格结构上的人脸特征值并传送到控制存储器进行存储，且确定对称线以将该初始全脸网格结构分成相对称的两个初始半脸结构。转换器依据该初始半脸结构及该侧面人脸网格结构转换出第一半脸网格结构，该合成器将该第一半脸网格结构，以该对称线为基准线进行映射形成第二半脸网格结构，从而创建第一全脸网格结构。

Description

人脸影像调整系统及方法

技术领域

本发明涉及一种人脸影像调整系统及方法，尤其涉及一种将侧脸影像转为正脸影像的人脸影像调整系统及方法。

背景技术

目前，计算机、手机、平板电脑等电子装置配合摄像头，以进行远程视频会议及视频通话。使用过程中，使用者需正对摄像头，才能让对方看到正面脸像。然而，一般使用者会变化姿态，某些时刻会侧脸对着摄像头。此时，若要看到人的正脸表情，需移动调整摄像头的位置或添加摄像头的数目，极为不方便。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种方便的人脸影像调整系统。

还有必要提供一种应用上述人脸影像调整系统的人脸影像调整方法。

一种人脸影像调整系统，其包括控制存储器及与该控制存储器相接的图像输入器、网格生成器、测量器、转换器及合成器，该图像输入器用于摄取初始全脸影像及侧面人脸影像并传送到控制存储器进行存储，该网格生成器依据该初始全脸影像生成该初始全脸网格结构，且依据该侧面人脸影像生成侧面人脸网格结构；该测量器测量该初始全脸网格结构及该侧面人脸网格结构上人脸特征值并将人脸特征值传送到控制存储器进行存储，并且确定对称线以将该初始全脸网格结构分成相对称的两个初始半脸结构；该转换器依据该初始半脸结构及该侧面人脸网格结构转换为第一半脸网格结构，该合成器将该第一半脸网格结构，以该对称线为基准进行映射形成第二半脸网格结构，从而创建第一全脸网格结构。

一种人脸影像调整方法，其包括以下步骤：

提供一种如上述人脸影像调整系统；

控制存储器提供一个初始全脸影像；

网格生成器依据该初始全脸影像生成一个初始全脸网格结构并传送回该控制存储器；

测量器测量该初始全脸网格结构的各个脸部特征值、相对位置及所占面部比例，并确定对称线，以将初始全脸网格结构分成相对称的两个初始半脸网格结构；

图像输入器摄取一个侧面人脸影像并传送回控制存储器；

该网格生成器将该侧面人脸影像生成一个侧面人脸网格结构；

转换器依据该初始半脸网格结构及侧面人脸网格结构生成一个第一半脸网格结构；

合成器将该第一半脸网格结构以该对称线为基准线，进行映射形成第二半脸网格结构，该第一半脸网格结构与第二半脸结构形成第一全脸网格结构。

本发明提供的人脸影像调整系统及方法，图像输入器提供一个侧面人脸影像时，网格生成器依据该侧面人脸影像形成侧面人脸网格结构，转换器根据该侧面人脸网格结构转换成第一半脸结构，合成器依据该第一半脸结构映射形成第二半脸结构从而形成第一全脸网格结构并输出影像，从而使人脸侧对图像输入器时，也可让对方看到有表情的人脸影像。

附图说明

图1为本发明实施方式的人脸影像调整系统的示意图。

图2为初始全脸影像的示意图。

图3初始全脸网格结构的示意图。

图4为侧面人脸影像的示意图。

图5为侧面人脸网格结构的示意图。

图6为第一半脸网格结构的示意图。

图7为本发明实施方式的人脸影像调整方法的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明提供的人脸影像调整系统100应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等电子装置上。请参阅图1，人脸影像调整系统100包括控制存储器10及与控制存储器10分别相连的图像输入器20、角度检测器30、网格生成器40、测量器50、转换器70、合成器80及比较器90。人脸影像调整系统100用于视频会议及视频通话时，当人脸侧对图像输入器20时，让对方看到正面人脸影像。

控制存储器10用于整个人脸影像调整系统100的运行及存储各工作器所提供的工作数据。

请同时参阅图2至图6，图像输入器20为设置于电子装置上的摄像头，用于摄取初始全脸影像200与侧面人脸影像300并将影像传送到控制存储器10进行储存。

角度检测器30用于量测人脸相对图像输入器20的距离及人脸相对图像输入器20于同一水平面上的夹角α，本实施方式中，α的范围为：30°≤α≤90°或-30°≤α≤-90°，在此范围内，图像输入器20能够摄取只显示一只眼睛的侧面人脸影像300。

网格生成器40用于将初始全脸影像200生成初始全脸网格结构201，将侧面人脸影像300生成侧面人脸网格结构301，并将初始全脸网格结构201与侧面人脸网格结构301的数据传送到控制存储器10进行储存。

测量器50确定分布于初始全脸网格结构201上的各个网格点的数值，并测量各个特征值(如眼、鼻、耳、脸部轮廓)在初始全脸网格结构201的位置及所占脸部面积比例，且将该等数据传送回控制存储器10进行存储。通过眼睛的眼角间距离，确定两眼眶的中心位置为Y1及Y2。定义鼻尖所在位置为N1(如图3所示)，以确定初始全脸网格结构201的对称线Y。以对称线Y为基准线，则初始全脸网格结构201可形成两个相对称的初始半脸网格结构2011。

转换器70根据控制存储器10中所储存的相关初始全脸网格结构201数据，将侧面人脸网格结构301通过平移及旋转转换成第一半脸网格结构302，并将第一半脸网格结构302传送到控制存储器10进行储存。其中，侧面人脸网格结构301、第一半脸网格结构302的网格点数目与初始半脸网格结构2011的网格点数目相同。

合成器80用于将第一半脸网格结构302合成第一全脸网格结构(图未示)。无特殊情况下，一般人脸都可分割成左右对称的两个半脸。合成器80以对称线Y为基准线，对第一半脸网格结构302进行映射形成第二网格半脸结构(图未示)，并结合初始全脸网格结构201数据及所储存的两眼中心Y1、Y2的位置，通过眼眶长度相切面偏离眼眶中心位置的距离计算得出两眼中心的位置Y3、Y4，再依据第一半脸网格结构302的眼珠所在眼眶中的位置以及眼珠运动的同向性，确定另一眼珠在第二半脸网格结构的位置，进而形成第一全脸网格结构并将数据传送回控制存储器10。

比较器90用于将第一全脸网格结构305与初始全脸网格结构201进行比较，增加第一全脸网格结构305缺少的脸部特征(如胎记、痣等)，进而创建第二全脸网格结构(图未示)。

请参阅图7，本发明还提供一种应用上述人脸影像调整系统100的人脸影像调整方法，其步骤如下：

S101，选择是否启动正面人脸检测。选择不启动正面人脸检测的情形，则流程结束；选择启动正面人脸检测的情形，其开始进行正面人脸影像检测。本实施例中，选择启动正面人脸检测的情形。

S102，图像输入器20摄取初始全脸影像200并将数据传送回控制存储器10。

S103，网格生成器40依照初始全脸影像200生成初始全脸网格结构201。

S104，测量器50确定初始全脸网格结构201的对称线Y，以对称线Y为基准线，则初始全脸网格结构201可形成两个相对称的初始半脸网格结构2011。

此步骤中，测量器50将分布于初始全脸网格结构201上的各个网格点命名，并测量各个脸部特征值(如眼、鼻、耳)在初始全脸网格结构201的位置及所占脸部面积比例，且将这些数据传送回控制存储器10进行存储。其中，定义两眼眶的中心位置为Y1及Y2，鼻尖所在位置为N1，进而确定对称线Y。

S105，选择是否启动侧面人脸摄像。选择不启动侧面人脸摄像之情形，则流程结束；选择启动侧面人脸摄像之情形。本实施例中，选择启动侧面人脸摄像之情形。

S106，角度检测器30检测到人脸与图像输入器20在同一水平面的夹角并将数据传送到控制存储器10。

S107，图像输入器20创建侧面人脸影像300。

S108，网格生成器40依照侧面人脸影像300生成侧面人脸网格结构301。侧面人脸网格结构301网格点数目与初始半脸网格结构2011网格点数目相同。

S109，转换器70根据初始全脸网格结构201将侧面人脸网格结构301转换成第一半脸网格结构302，并提取第一半脸网格结构302的眼珠所在眼眶中的位置。

转换器70根据控制存储器10中所储存的相关初始全脸网格结构201数据，将侧面人脸网格结构301通过平移及旋转转换成第一半脸网格结构302，并将第一半脸网格结构302传送到控制存储器10进行储存。侧面人脸网格结构301与初始半脸网格结构2011网格点数目相同。

S110，合成器80以对称中心线Y为基准线，将对第一半脸网格结构302进行映射产生第二半脸网格结构303，同时结合所储存的两眼中心Y1、Y2的位置，通过眼眶长度相切面偏离眼眶中心位置的距离计算得出两眼中心的位置Y3、Y4，再依据第一半脸网格结构302的眼珠所在眼眶中的位置以及眼珠运动的同向性，确定另一眼珠在第二半脸网格结构303的位置，进而形成第一全脸网格结构。

S111，通过比较器90将第一全脸网格结构305与初始全脸网格结构201进行比较，增加第一全脸网格结构305缺少的脸部特征(如胎记、痣等)，生成第二全脸网格结构(图未示)并输出人脸影像(图未示)，流程结束。

本发明提供的人脸影像调整系统100，其图像输入器20摄取初始全脸影像200，网格生成器40依据初始全脸影像200生成初始全脸网格结构201，以初始全脸网格结构201各个特征值作为参考值。图像输入器20摄取侧面人脸影像300。合成器80以对称中心线Y为基准线，将转换器70依据侧面人脸影像300生成的第一半脸网格结构302进行映射进而创建第一全脸网格结构305，再通过比较器90将第一全脸网格结构305与初始全脸网格结构201进行比较形成新的人脸影像。因此，人脸侧对图像输入器20时，也可让对方看到其人脸影像。另外，由于初始半脸网格结构2011、第一半脸网格结构302与侧面人脸网格结构301的网格数相同，即人脸面部轮廓为固定值，而各网格位置会根据表情变化输出较为生动的实时面部表情。

可以理解，可以省略图像输入器20摄取初始全脸影像200的步骤，而于控制存储器10中事先存储同一人的初始全脸影像200，网格生成器40依据所存储的初始全脸影像200生成初始全脸网格结构201。

可以理解，可以省略S105与S106的步骤。

可以理解，可以省略S111的步骤，而直接依据于步骤S110中生成的第一全脸网格结构305输出影像。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种人脸影像调整系统，其特征在于：该人脸正面影像系统包括控制存储器及与该控制存储器分别相连的图像输入器、网格生成器、测量器、转换器及合成器，该图像输入器用于摄取初始全脸影像及侧面人脸影像并传送到控制存储器进行存储，该网格生成器依据该初始全脸影像生成该初始全脸网格结构，且依据该侧面人脸影像生成侧面人脸网格结构；该测量器测量该初始全脸网格结构及该侧面人脸网格结构上的人脸特征值并将该人脸特征值传送到控制存储器进行存储，并且确定对称线以将该初始全脸网格结构分成相对称的两个初始半脸结构；该转换器依据该初始半脸结构将该侧面人脸结构通过平移及旋转转换出第一半脸网格结构，该合成器将该第一半脸网格结构，以该对称线为基准线进行映射形成第二半脸网格结构，从而创建第一全脸网格结构。

2.如权利要求1所述的人脸影像调整系统，其特征在于：该初始半脸结构、该侧面人脸网格结构及第一半脸网格结构的网格数相同。

3.如权利要求1所述的人脸影像调整系统，其特征在于：该人脸与图像输入器在同一水平面内的夹角为30到90度，及-30度到-90度。

4.如权利要求1所述的人脸影像调整系统，其特征在于：该人脸影像调整系统还包括与该控制存储器相接的角度测量器，该角度测量器用于检测人脸与图像输入器在同一水平面的夹角，并将该夹角数据传送回控制存储器。

5.如权利要求1所述的人脸影像调整系统，其特征在于：该人脸影像调整系统还包括与控制存储器相接的比较器，该比较器用于将初始全脸网格结构与第一全脸网格结构上进行比较，增加第一全脸网格结构缺少的特征，进而创建第二全脸网格结构。

6.一种人脸影像调整方法，其包括以下步骤：

提供如权利要求1所述的人脸影像调整系统；

控制存储器提供一个初始全脸影像；

网格生成器依据该初始全脸影像生成一个初始全脸网格结构并传送回该控制存储器；

测量器测量该初始全脸网格结构的的人脸特征值，并确定对称线，以将初始全脸网格结构分成相对称的两个初始半脸网格结构；

图像输入器摄取一个侧面人脸影像并传送回控制存储器；

该网格生成器将该侧面人脸影像生成一个侧面人脸网格结构；

转换器依据该初始半脸网格结构及侧面人脸网格结构生成一个第一半脸网格结构；

合成器将该第一半脸网格结构以该对称线为基准线，进行映射形成第二半脸网格结构，该第一半脸网格结构与第二半脸结构共同形成第一全脸网格结构。

7.如权利要求6所述的人脸影像调整方法，其特征在于：该初始半脸结构、该侧面人脸网格结构及第一半脸网格结构的网格数相等。

8.如权利要求6所述的人脸影像调整方法，其特征在于：该人脸影像调整方法在生成第一全脸网格结构的步骤后，还包括用一比较器将第一全脸网格结构与初始全脸网格结构进行比较的步骤，以增加第一全脸网格结构缺少的特征值形成第二全脸网格结构。

9.如权利要求6所述的人脸影像调整方法，其特征在于：该测量器依据该初始全脸网格结构上两个眼眶的中心位置及鼻尖所在位置，确定该对称线。

10.如权利要求6所述的人脸影像调整方法，其特征在于：该合成器依据该第一半脸网格结构中眼珠的位置及眼珠运动的同向性，确定第二半脸结构中的眼珠位置。