CN103745429B - 一种快速实现眼睛图像处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速实现眼睛图像处理的方法，其特征在于：先识别出其眼部区域所在的处理范围，然后用一变形映射表对所述处理范围进行扩缩处理，改变眼睛图像的大小，再对该处理范围内的像素进行加亮处理，使眼睛的明暗对比显得明显。本方案提供了一个操作极为简便的眼睛图像处理，不需要复杂的调整、娴熟的使用技巧甚至是美学训练，利用简单的步骤处理即可自动生成；另外，该方法处理速度快，可以在拍摄过程中用所见即所得的形式实现，极大地减少了后期处理时间。

Description

一种快速实现眼睛图像处理的方法

技术领域

本发明涉及一种数字图像的处理方法。

背景技术

随着便携设备的不断普及，摄像头也成为其基本配置，并且其硬软件的功能也随之丰富，其中长期被关注而完善的功能就是自拍。这种需求极大地发挥了便携设备的能力，在任何地方，都可以使用户留影，给生活、社交和工作都带来了极大的方便和情趣。

在自拍功能的需求中，眼睛效果的处理，特别是美化更是人们关注的重点。不单单是出于爱美的考虑，每个人都希望自己能够拥有更加美丽迷人的眼睛。很多时候因为拍摄环境、效果、时机差强人意，就使得眼睛的效果无法达到要求，这种情况就需要对拍摄的图像其眼睛部位进行处理。现有常见的办法，是通过拍摄后的数字图像处理来对眼睛部位进行改善，这种方式最简单而直接，易于理解，不仅简单而且安全可靠。于是，为了解决此一问题，目前的方式都是借助于数字图像编辑软件，在数字成像输出的后期对眼睛进行处理。但是，实际情况中并非所有的人都能够恰当地运用图像编辑软件，特别是眼部处理，更不仅仅是软件本身的功能造成了不便，考虑到眼部图像像素的复杂程度，个人的美学基础、操作熟练程度都会造成难以入门和掌握，于是，针对眼部的处理，传统的方式不便、门槛高，而且编辑时间长，难以把握。

发明内容

针对现有数字图像眼部效果处理方式门槛高、周期长、使用不便的缺陷，本发明提出一种快速实现眼睛图像处理的方法，其技术方案如下：

一种快速实现眼睛图像处理的方法，先从摄像头、存储器等设备获得一带有眼部图像的数字图像，识别出该数字图像的眼部区域所在的处理范围；

然后就是改变处理范围内眼部的形状：利用一变形映射表对所述处理范围进行扩缩处理，该扩缩处理是根据该处理范围内，当前像素点的原始坐标(oldX，oldY)利用所述变形映射表映射后得到新的坐标(newX，newY)，再获取(newX，newY)所在的原始颜色值，将该原始颜色值设置为该坐标(oldX，oldY)的颜色值：

newX＝(arrayX[oldX]+128)+oldX；

newY＝(arrayY[oldY]+128)+oldY；

其中，arrayX、arrayY为像素X和Y坐标分别对应的所述变形映射表，128是固定的数值；

下面array为arrayX和arrayY的集合，new的坐标为newX和newY，old的坐标为oldX和oldY。其中array是一个数组，他的大小刚好为整个眼睛的区域大小，它表示的是眼睛区域里的每个像素点在进行眼睛放大或缩小操作时，相对原有像素点的坐标偏移值。arryaX和arryaY按如下方式确定：

预设一个数组iwarp_filter，数组大小为N个，

初始化数组iwarp_filter；即从i＝0开始计算，直到N-1停止；

$\mathrm{iwarp}\_\mathrm{filter}\left[i\right]={\left(\frac{\cos (\mathrm{PI}*\sqrt{\frac{i}{N-1}}+1)}{2}\right)}^{0.7}$

假设眼睛的中心点M的坐标为(mx，my)，眼睛区域的半径为radius，当前要计算的像素点P的坐标为(x，y)

首先计算P点与M点的距离len：

$\mathrm{len}=\sqrt{(x-\mathrm{mx})*(x-\mathrm{mx})+(y-\mathrm{my})*(y-\mathrm{my})}$

判断len是否大于radius

如果大于的话则偏移值返回为(0，0)

否则偏移值为

$\text{scale=iwarp\_filter[}{\left(\frac{\mathrm{len}}{\mathrm{radius}}\right)}^2\text{*}(N-1)\text{]*amount;}$

arrayX[oldX]＝-0.1*scale*(oldX-mx)；

arrayY[oldY]＝-0.1*scale*(oldY-my)；

其中scale为点P距离中心点M的偏移值；amount为预设的眼睛放大或缩小的系数，大于0为眼睛放大，小于0为眼睛缩小；

处理完形状后，调整该处理范围的颜色，对所述处理范围内的像素进行加亮处理，该加亮处理利用一加亮映射表对该处理范围的像素进行操作：

RColor＝arrayColor[Color]；其中arrayColor[i]≥i

其中，Color为该处理范围内当前像素的颜色值；RColor为完毕后的所述当前像素的颜色值；如此，逐个将所述处理范围内的像素处理完后，该数字图像即可得到对眼部处理完毕的效果。

作为该方案的一些效果明显、优选的实施选择，可以有如下的体现：

该方法中的一类为硬件层方式，此硬件层方式为：所述数字图像为直接从摄像头获取的实时数据；所述步骤3)中的RColor值直接返回到该摄像头驱动部分，到达摄像头的渲染层，进行实时显示。

该方法中的另一类为软件层方式，该软件层方式为：所述数字图像为已保存的数据，所述步骤3)中的RColor值直接输出到终端显示部分的存储器。

适合于本方案的数字图像，包括以下数据格式：24RGB、24BGR、32ARGB、32BGRA、32ABGR、32RGBA、每个通道占16位的64ARGB、48RGB、每个通道占16位的32AlphaGray、每个通道占16位的16Gray、每个通道占10位的30RGB、422YpCbCr8、4444YpCbCrA8、4444YpCbCrA8R、4444AYpCbCr8、4444AYpCbCr16、444YpCbCr8、422YpCbCr16、22YpCbCr10、444YpCbCr10、420YpCbCr8Planar、420YpCbCr8PlanarFullRange、422YpCbCr_4A_8BiPlanar、420YpCbCr8BiPlanarVideoRange、YCbCrBiPlanar和422YpCbCr8_yuvs。

本方案带来的有益效果有：

1.使用了预设的映射表形式对处理范围进行调节，不需要用户有专业知识、娴熟的操作技能和美学训练，即可直接套用眼部调整效果，包括变形和变色，因此，大幅降低了用户门槛，同时加快了眼部处理的操作速度。

2.映射表可以具有种选择的方式，可选范围大，自定义的效果丰富，在具有快速操作的基础上，其效果可以随时扩充，适用性好。

3.硬件层方式使处理效果更佳直观，可以获得所见即所得的性能，进一步加快了处理速度。

4.软件层方式不受软硬件平台的限制，易实现跨平台连接的操作。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明一实施例的处理流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例的流程示意图。

一种快速实现眼睛图像处理的方法，首先是步骤10，该步骤10中打开便携设备的摄像头，同时程序加载各个映射表包括变形映射表和加亮映射表。此时，摄像头可以采集到数字图像，进入步骤20。

在步骤20中，摄像头所采集的数据被捕获，其数字图像的像素值被确定并读取，进入步骤30。该步骤30使用眼部识别方法，识别出数字图像的眼部区域所在的处理范围；该识别的过程可以使用公知技术。例如下述文献中提及的方法：An Algorithm for real time eye detection in face images(T.D′Orazio，M.Leo，G.Cicirelli， A.Distante)。经过此识别过程后可以判断数字图像是否有眼部，若否则返回步骤20，重新捕获摄像头数据；若是，则可以确定该数字图像中眼部位置所有的像素区域即处理范围。

在确定有眼部区域并确定了处理范围后，进入映射步骤50对处理范围进行处理。先利用一变形映射表对所述处理范围进行扩缩处理，该扩缩处理是根据该处理范围内，当前像素点的原始坐标(oldX，oldY)利用变形映射表映射后得到新的坐标(newX，newY)，再获取(newX，newY)所在的原始颜色值，将该原始颜色值设置为该坐标(oldX，oldY)的颜色值：

newX＝(arrayX[oldX]+128)+oldX；

newY＝(arrayY[oldY]+128)+oldY；

其中，arrayX、arrayY为像素X和Y坐标分别对应的所述变形映射表，128是固定的数值，主要为了颜色初始值的快速表；arrayX、arrayY的集合即为所述变形映射表，为每一个值在X、Y方向的偏移值；arrayX、arrayY由以下确定：

预设一个数组iwarp_filter，数组大小为N个，

初始化数组iwarp_filter；即从i＝0开始计算，直到N-1停止；

$\mathrm{iwarp}\_\mathrm{filter}\left[i\right]={\left(\frac{\cos (\mathrm{PI}*\sqrt{\frac{i}{N-1}}+1)}{2}\right)}^{0.7}$

假设眼睛的中心点M的坐标为(mx，my)，眼睛区域的半径为radius，当前要计算的像素点P的坐标为(x，y)

首先计算P点与M点的距离len：

$\mathrm{len}=\sqrt{(x-\mathrm{mx})*(x-\mathrm{mx})+(y-\mathrm{my})*(y-\mathrm{my})}$

判断len是否大于radius

如果大于的话则偏移值返回为(0，0)

否则偏移值为

$\text{scale=iwarp\_filter[}{\left(\frac{\mathrm{len}}{\mathrm{radius}}\right)}^2\text{*}(N-1)\text{]*amount;}$

arrayX[oldX]＝-0.1*scale*(oldX-mx)；

arrayY[oldY]＝-0.1*scale*(oldY-my)；

其中scale为点P距离中心点M的偏移值；amount为预设的眼睛放大或缩小的系数，大于0为眼睛放大，小于0为眼睛缩小；

其次，对处理范围内的像素进行加亮处理，该加亮处理利用一加亮映射表对该处理范围的像素进行操作：

RColor＝arrayColor[Color]；其中arrayColor[i]≥i

其中，Color为该处理范围内当前像素的颜色值；arrayColor为该加亮的映射表；RColor为完毕后的所述当前像素的颜色值。

本实施例的方法为硬件层方式，即数字图像为直接从摄像头获取的实时数据；最终的RColor值直接返回到该摄像头驱动部分，到达摄像头的渲染层，进行实时显示。可以获得很快而又所见即所得的处理效果。其中，摄像头得到的数据格式可以包括很多种：24RGB、24BGR、32ARGB、32BGRA、32ABGR、32RGBA、每个通道占16位的64ARGB、48RGB、每个通道占16位的32AlphaGray、每个通道占16位的16Gray、每个通道占10位的30RGB、422YpCbCr8、4444YpCbCrA8、4444YpCbCrA8R、4444AYpCbCr8、4444AYpCbCr16、444YpCbCr8、422YpCbCr16、22YpCbCr10、444YpCbCr10、420YpCbCr8Planar、420YpCbCr8PlanarFullRange、422YpCbCr_4A_8BiPlanar、420YpCbCr8BiPlanarVideoRange、YCbCrBiPlanar和422YpCbCr8_yuvs。

可见，本方案提供了一个操作极为简便的眼睛图像处理，不需要复杂的调整、娴熟的使用技巧甚至是美学训练，利用简单的步骤处理即可自动生成；另外，该方法处理速度快，可以在拍摄过程中用所见即所得的形式实现，极大地减少了后期处理时间，提供很大的便利。

另一方面，采用了映射表形式的处理可以加载或选择多种处理方案，快速获得不一样的效果，方案更改和升级方便。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种快速实现眼睛图像处理的方法，其特征在于：包括以下步骤： 

1)获得一带有眼部图像的数字图像，识别出该数字图像的眼部区域所在的处理范围； 

2)利用一变形映射表对所述处理范围进行扩缩处理，该扩缩处理是根据该处理范围内，当前像素点的原始坐标(oldX，oldY)利用所述变形映射表映射后得到新的坐标(newX，newY)，再获取(newX，newY)所在的原始颜色值，将该原始颜色值设置为该坐标(oldX，oldY)的颜色值： 

newX＝(arrayX[oldX]+128)+oldX； 

newY＝(arrayY[oldY]+128)+oldY； 

其中，arrayX、arrayY的集合即为所述变形映射表，arrayX、arrayY由以下确定： 

预设一个数组iwarp_filter，数组大小为N个， 

初始化数组iwarp_filter；即从i＝0开始计算，直到N-1停止； 

假设眼睛的中心点M的坐标为(mx，my)，眼睛区域的半径为radius，当前要计算的像素点P的坐标为(x，y) 

首先计算P点与M点的距离len： 

判断len是否大于radius 

如果大于的话则偏移值返回为(0，0) 

否则偏移值为 

arrayX[oldX]＝-0.1*scale*(oldX-mx)； 

arrayY[oldY]＝-0.1*scale*(oldY-my)； 

其中scale为点P距离中心点M的偏移值；amount为预设的眼睛放大或缩小的系数，大于0为眼睛放大，小于0为眼睛缩小； 

3)完成2)步骤后，对所述处理范围内的像素进行加亮处理，该加亮处理利用一加亮映射表对该处理范围的像素进行操作： 

RColor＝arrayColor[Color]；其中arrayColor[i]≥i 

其中，Color为该处理范围内当前像素的颜色值；RColor为完毕后的所述当前像素的颜色值。 

2.根据权利要求1所述一种快速实现眼睛图像处理的方法，其特征在于：该方法为硬件层方式：所述数字图像为直接从摄像头获取的实时数据；所述步骤3)中的RColor值直接返回到该摄像头驱动部分，到达摄像头的渲染层，进行实时显示。 

3.根据权利要求1所述一种快速实现眼睛图像处理的方法，其特征在于：该方法为软件层方式：所述数字图像为已保存的数据，所述步骤3)中的RColor值直接输出到终端显示部分的存储器。 

4.根据权利要求1或2或3所述一种快速实现眼睛图像处理的方法，其特征在于： 所述数字图像包括以下数据格式：24RGB、24BGR、32ARGB、32BGRA、32ABGR、32RGBA、每个通道占16位的64ARGB、48RGB、每个通道占16位的32AlphaGray、每个通道占16位的16Gray、每个通道占10位的30RGB、422YpCbCr8、4444YpCbCrA8、4444YpCbCrA8R、4444AYpCbCr8、4444AYpCbCr16、444YpCbCr8、422YpCbCr16、22YpCbCr10、444YpCbCr10、420YpCbCr8Planar、420YpCbCr8PlanarFullRange、422YpCbCr_4A_8BiPlanar、420YpCbCr8BiPlanarVideoRange、YCbCrBiPlanar和422YpCbCr8_yuvs。