CN110163832B - 人脸融合方法、装置和终端 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出一种人脸融合方法、装置和终端，方法包括：根据用户图的关键点和底图的关键点，将用户图对齐至底图；根据用户图的关键点和底图的关键点，计算得到中间关键点；将用户图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第一形变图；将底图中的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第二形变图；将第一形变图和第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图。保证了用户图的人脸脸型和底图的人脸脸型的一致。
Description
技术领域
本发明涉及图片换脸技术领域，尤其涉及一种人脸融合方法、装置和终端。
背景技术
目前，越来越多的人关注图片换脸，通过人脸换脸算法将用户图的人脸与明星、卡通等底图上的人脸进行无缝贴合。然而，通过人脸换脸算法进行换脸的过程中，遇到的问题是，图片换脸算法不理会脸型问题，直接将用户的脸和底图中的人脸进行贴合，当底图与用户图脸型差距大时会存在难以接受的换脸效果。或者，仅仅对少许的用户的人脸控制点进行形变，少量人脸控制点进行形变会改变人脸辨识度，导致人脸失真。所以，导致换脸结果粗糙，用户图的人脸并不能完美贴合在底图中的人脸上。
发明内容
本发明实施例提供一种人脸融合方法、装置和终端，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种人脸融合方法，包括：
根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图；
根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点；
将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图；
将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图；
将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点包括所述用户图的人脸关键点，所述底图的关键点包括所述底图的人脸关键点，根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图，包括：
根据所述用户图的人脸关键点和所述底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，所述底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点，包括：
根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点之间的预设关系，插值得到所述中间关键点。
在一种实施方式中，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图，包括：
根据所述用户图的关键点计算所述用户图的关键点的三角剖分，得到所述用户图的关键点的三角面片；
根据所述用户图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
利用所述第一仿射变换矩阵，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，所述得到所述第一形变图。
在一种实施方式中，将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图，包括：
根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片；
所述根据底图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
利用所述第二仿射变换矩阵，将所述底图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到所述第二形变图。
在一种实施方式中，根据用户图的人脸关键点和底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图之前，还包括：
在模特图中标记多个额头关键点；
利用对齐矩阵，将所述额头关键点分别对齐至所述用户图和所述底图上，形成所述用户图额头点和所述底图额头点；
其中，所述对齐矩阵是通过所述用户图的人脸关键点计算得到。
在一种实施方式中，根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片，包括：
根据所述底图的人脸关键点得到所述底图的人脸矩形框；
在所述底图的人脸矩形框中选取多个所述底图人脸框点；
根据多个所述底图的人脸关键点、多个所述底图人脸框点、多个所述底图额头点以及所述底图眉心点，计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片。
在一种实施方式中，将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图，包括：
根据所述用户图额头点，计算所述用户图的人脸遮罩；
根据所述底图人脸框点，计算所述底图的人脸遮罩；
对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
根据所述融合人脸遮罩，计算与所述融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
根据所述矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，所述因子用于表示所述腐蚀卷积模板的面积；
根据所述腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到所述人脸融合图。
第二方面，本发明实施例提供了一种人脸融合装置，包括：
对齐模块，用于根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图；
中间关键点计算模块，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点；
用户图形变模块，用于将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图；
底图形变模块，用于将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图；
肤色融合模块，用于将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点包括所述用户图的人脸关键点，所述底图的关键点包括所述底图的人脸关键点，所述对齐模块包括：
人脸关键点对齐单元，用于根据所述用户图的人脸关键点和所述底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，所述底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，所述中间关键点计算模块包括：
插值计算单元，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点之间的预设关系，插值得到所述中间关键点。
在一种实施方式中，所述用户图形变模块包括：
用户图三角剖分单元，用于根据所述用户图的关键点计算所述用户图的关键点的三角剖分，得到所述用户图的关键点的三角面片；
第一仿射变换矩阵生成单元，用于根据所述用户图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
第一形变图生成单元，用于利用所述第一仿射变换矩阵，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，所述得到所述第一形变图。
在一种实施方式中，所述底图形变模块包括：
底图三角剖分单元，用于根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片；
第二仿射变换矩阵生成单元，用于所述根据底图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
第二形变图生成单元，用于利用所述第二仿射变换矩阵，将所述底图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到所述第二形变图。
在一种实施方式中，所述对齐模块还包括：
额头关键点标记单元，用于在模特图中标记多个额头关键点；
额头点对齐单元，用于利用对齐矩阵，将所述额头关键点分别对齐至所述用户图和所述底图上，形成所述用户图额头点和所述底图额头点；
其中，所述对齐矩阵是通过所述用户图的人脸关键点计算得到。
在一种实施方式中，所述底图三角剖分单元包括：
底图人脸矩形框生成子单元，用于根据所述底图的人脸关键点得到所述底图的人脸矩形框；
底图人脸框点选取子单元，用于在所述底图的人脸矩形框中选取多个所述底图人脸框点；
底图三角剖分计算子单元，用于根据多个所述底图的人脸关键点、多个所述底图人脸框点、多个所述底图额头点以及所述底图眉心点，计算所述底图的关键点的三角剖分。
在一种实施方式中，所述肤色融合模块包括：
用户图的人脸遮罩计算单元，用于根据所述用户图额头点，计算所述用户图的人脸遮罩；
底图的人脸遮罩计算单元，用于根据所述底图人脸框点，计算所述底图的人脸遮罩；
融合人脸遮罩计算单元，用于对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
包围盒计算单元，用于根据所述融合人脸遮罩，计算与所述融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
腐蚀卷积模板计算单元，用于根据所述矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，所述因子用于表示所述腐蚀卷积模板的面积；
人脸融合图生成单元，用于根据所述腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到所述人脸融合图。
第三方面，本发明实施例提供了一种人脸融合终端，所述人脸融合终端的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，所述人脸融合终端的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述人脸融合终端执行上述交互方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述人脸融合终端还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储人脸融合终端所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述人脸融合方法所涉及的程序。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过将对用户图变换到中间状态，将底图变换到中间状态，在将二者进行肤色融合，得到人脸融合图，保证了用户图的人脸脸型和底图的人脸脸型的一致。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1示出根据本发明实施例的人脸融合方法的流程图。
图2示出根据本发明实施例的另一种人脸融合方法的流程图。
图3示出根据本发明实施例的另一种人脸融合方法的流程图。
图4示出根据本发明实施例的另一种人脸融合方法的流程图。
图5示出根据本发明实施例的一种人脸融合装置的结构框图。
图6示出根据本发明实施例的另一种人脸融合装置的结构框图。
图7示出根据本发明实施例的另一种人脸融合装置的结构框图。
图8示出根据本发明实施例的另一种人脸融合终端的结构框图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
实施例一
在一种具体实施方式中，提供了一种人脸融合方法，图1示出根据本发明实施例的人脸融合方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S10：根据用户图的关键点和底图的关键点，将用户图对齐至底图。
在一种示例中，用户图可以是用户提供的需要进行人脸融合的图。例如通过用户的手机、平板电脑等终端设备的摄像头拍摄的人脸照片。底图可以是统一的人脸图，例如，具有明星、卡通等人脸的底图。各个用户图均可与底图中的人脸进行融合。用户图的关键点和底图的关键点，可以包括对应的人脸关键点、额头关键点、眉心关键点等。利用用户图的关键点和底图的关键点进行用户图和底图的人脸对齐，人脸对齐就是将两个不同的形状进行归一化的过程，将一个形状尽可能地贴近另一个形状。
步骤S20：根据用户图的关键点和底图的关键点，计算得到中间关键点。
在一种示例中，为了将用户图中的人脸更好的替换底图中的人脸，可先将用户图形变到中间状态，将底图形变到中间状态。形变的过程中，根据用户图的关键点和底图的关键点，得到中间关键点，为后续的替换做准备。
步骤S30：将用户图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第一形变图。
在一种示例中，为了将用户图形变到中间状态，可以计算用户图的关键点的三角剖分，由于中间关键点和用户图的关键点定义相同，所以无需计算中间关键点的三角剖分。三角剖分可以直接形成三角面片。利用用户图的关键点的三角面片和中间关键点的三角面片计算第一仿射变换矩阵(Warp矩阵)，利用第一仿射变换矩阵，将用户图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第一形变图。
步骤S40：将底图中的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第二形变图。
为了将底图形变到中间状态，可以计算底图的关键点的三角剖分，由于中间关键点和底图的关键点定义相同，所以无需计算中间关键点的三角剖分。利用底图的关键点的三角面片和中间关键点的三角面片计算第二仿射变换矩阵(Warp矩阵)。利用第二仿射变换矩阵，将底图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第二形变图。对于三角剖分只计算一次，对于新的底图，利用已经计算得到的三角剖分即可，不需要每次重新计算。
步骤S50：将第一形变图和第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图。
如图2所示，输入用户图，将用户图对齐底图。形变用户图，形变底图之后，用户图的人脸脸型、脸的位置和底图的人脸脸型和脸的位置几乎一致。为肤色融合提供了较好的条件。将对齐和形变后的人脸进行肤色融合，例如，可以经过去除脸部阴影、直方图匹配、叠加口红以及泊松融合之后，得到人脸融合图。不仅明显的缓解用户图的人脸脸型和底图的人脸脸型的不一致的问题，也为肤色融合提供了较好的先决条件。基于皮肤分割区域的直方图匹配有利于提高用户图的纹理光泽的真实性。基于屏幕的图层叠加模式有利于修复自然图片的偏黑区域，有利于提供融合图的美感。基于颜色映射表为融合图添加口红效果，有利于为计算机端图片换脸等服务带来更多的流量和更好的用户体验等。
在一种实施方式中，用户图的关键点包括用户图的人脸关键点，底图的关键点包括底图的人脸关键点，如图3所示，步骤S10包括：
步骤S101：根据用户图的人脸关键点和底图的人脸关键点，将用户图对齐至底图。
在一种示例中，首先，进行人脸关键点检测，可以输入用户图和底图输入至关键点检测模型，提取用户图中的人脸关键点和底图中的人脸关键点。关键点检测模型可以是通过对海量的图片进行训练得到的。其中，每张图片均对人脸关键点进行标注，通过已标注的图像进行训练即可。提取的人脸关键点的数量范围可以是72或150个，可分布在如眼睛、鼻尖、嘴角点、眉毛以及人脸周边等位置处。然后，可以通过普氏分析法(ProcrustesAnalysis)，利用用户图中的人脸关键点计算对齐矩阵。通过对齐矩阵，将用户图中的人脸经过放缩，平移以及旋转之后，对齐在底图中的人脸。
在一种实施方式中，用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，如图3所示，步骤S20包括：
步骤S201：根据用户图的关键点和底图的关键点之间的预设关系，插值得到中间关键点。
在一种示例中，可通过底图的关键点和用户图的关键点之间的线性关系插值出一组中间关键点。当然，包括但不限于上述方式，还可以通过指数关系插值出中间关键点，均在本实施方式的保护范围内。例如，中间关键点x＝0.5*(用户图的关键点A)+0.5*(底图的关键点B)，可以用参数0.5，也可以用0.3和0.8的参数生成中间关键点。
在一种实施方式中，如图3所示，步骤S30，包括：
步骤S301：根据用户图的关键点计算用户图的关键点的三角剖分，得到用户图的关键点的三角面片；
步骤S302：根据用户图的关键点的三角面片和中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
步骤S303：利用第一仿射变换矩阵，将用户图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第一形变图。
在一种示例中，根据用户图的人脸关键点、用户图眉心点和多个用户图额头点计算用户图的关键点的三角剖分。用户图形变到中间状态的时候，中间状态和用户图是公用一个三角剖分。由于中间关键点与用户图的人脸关键点定义相同，所以利用用户图的人脸关键点的三角剖分，能够得到中间关键点的三角面片。将用户图的人脸关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，完成用户图的变形，得到变形后的用户图，即第一形变图。
在一种实施方式中，如图3所示，步骤S40包括：
步骤S401：根据底图的关键点计算底图的关键点的三角剖分，得到底图的关键点的三角面片；
步骤S402：根据底图的关键点的三角面片和中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
步骤S403：利用第二仿射变换矩阵，将底图的关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，得到第二形变图。
在一种示例中，根据底图的人脸关键点、底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点计算底图的关键点的三角剖分。底图形变到中间状态的时候，中间状态和底图是公用一个三角剖分。由于中间关键点与底图的人脸关键点定义相同，所以利用底图的人脸关键点的三角剖分，能够得到中间关键点的三角面片。将底图的人脸关键点的三角面片变换到中间关键点的三角面片，完成底图的变形，得到变形后的底图，即第二形变图。
在一种实施方式中，步骤S101之前，还包括：
在模特图中标记多个额头关键点；
利用对齐矩阵，将额头关键点分别对齐至用户图和底图上，形成用户图额头点和底图额头点；其中，对齐矩阵是通过用户图的人脸关键点计算得到。
在一种示例中，可以标记5个额头关键点，当然额头关键点的数量根据实际需求进行适应性调整，均在保护范围内。通过对齐矩阵，将模特图的5个额头关键点对齐到用户图和底图上。在侧脸的情况下，这5个额头关键点不仅可以非常鲁棒的缓解人脸形变的问题，而且，还能够解决在肤色融合时，眉毛和眼睛之间容易出现黑色一块的泊松融合黑边问题。
在一种实施方式中，步骤S401包括：
根据底图的人脸关键点得到底图的人脸矩形框；
在底图的人脸矩形框中选取多个底图人脸框点；
根据多个底图的人脸关键点、多个底图人脸框点、多个底图额头点以及底图眉心点，计算底图的关键点的三角剖分，得到底图的关键点的三角面片。
在一种示例中，底图人脸框点并不属于底图的人脸关键点中的一部分，原因是人脸矩形框的位置在人脸往外扩一些的位置。可以在底图的人脸矩形框选取8个底图人脸框点。在形变时，只形变底图的人脸关键点，8个底图人脸框点不予形变，通过这种方式可以大大减少形变脸型所需的时间。
在一种实施方式中，如图4所示，步骤S50，包括：
步骤S501：根据用户图额头点，计算用户图的人脸遮罩；
步骤S502：根据底图人脸框点，计算底图的人脸遮罩；
步骤S503：对用户图的人脸遮罩和底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
步骤S504：根据融合人脸遮罩，计算与融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
步骤S505：根据矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，因子用于表示腐蚀卷积模板的面积；
步骤S506：根据腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到人脸融合图。
在一种示例中，人脸遮罩可以是对人脸进行像素级别的标记，腐蚀有利于排除边界的噪声，对于肤色融合有较大的好处。
可以利用屏幕图层混合算法对人脸比较暗的区域进行亮度的增强，有效的改善用户阴阳脸、皮肤偏黑和皮肤黑色斑点的问题，可以使融合后的效果更美观。
可以在融合人脸遮罩的区域内进行直方图匹配。具体的，首先，可以将图片的颜色空间由BGR通道转为Lab通道，Lab通道能够更好的区分颜色和光照。之后，通过Lab通道，使用户图的光照和底图的光照分别进行直方图的匹配。直方图的匹配有利于增加用户图与底图的纹理和光泽的匹配程度，使得融合更加自然。最后，利用深度学习的皮肤分割方法使得直方图的匹配只在皮肤像素中进行计算，有效避免融合人脸遮罩往往存在底图头发或者帽子的遮挡，使得直方图融合后脸部出现黑眼圈和亮斑的情况。
可以采用颜色映射表的方式和高斯模糊的方法为人脸融合图增加口红效果。具体的，首先，选取一块口红颜色的样本，并且在标准模特图中选取一块嘴唇的样本。之后，在Photoshop上通过曲线调色的方法匹配两者颜色，并且输出颜色映射表。读入颜色映射表，对人脸融合图的颜色进行映射，嘴唇的色彩就会近似于事先选取口红样本的色彩。通过嘴唇的关键点计算上嘴唇的遮罩和下嘴唇的遮罩，通过高斯模糊，将人脸融合图经过颜色映射表后的口红色彩与进过直方图匹配的图片进行融合。最后，在BGR空间上进行直方图匹配，并且转为Lab空间，将口红的L(light通道)替换为经过直方图匹配的L(light通道)，该方法使得口红贴合逼真。
可以对上述融合后的人脸遮罩进行泊松融合和包围矩形，计算出融合的中心，并且在人脸遮罩进行泊松融合。通过脸框、眉毛和眉心关键点计算出最终人脸保留的区域。通过高斯模糊将泊松融合图和底图进行叠加，叠加后的图片不再保留用户的刘海，使人脸融合更加自然美观。根据人脸关键点建立三角剖分网格，通过网格形变解决脸型不一致的问题，通过肤色直方图匹配、肤色美白和颜色映射表等方法提升融合效果的真实性。
实施例二
在另一种具体的实施方式中，如图5所示，提供了一种人脸融合装置，包括：
对齐模块10，用于根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图；
中间关键点计算模块20，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点；
用户图形变模块30，用于将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图；
底图形变模块40，用于将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图；
肤色融合模块50，用于将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点包括所述用户图的人脸关键点，所述底图的关键点包括所述底图的人脸关键点，如图6所示，所述对齐模块10包括：
人脸关键点对齐单元101，用于根据所述用户图的人脸关键点和所述底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图。
在一种实施方式中，所述用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，所述底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，如图6所示，所述中间关键点计算模块20包括：
插值计算单元201，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点之间的预设关系，插值得到所述中间关键点。
在一种实施方式中，如图6所示，所述用户图形变模块30包括：
用户图三角剖分单元301，用于根据所述用户图的关键点计算所述用户图的关键点的三角剖分，得到所述用户图的关键点的三角面片；
第一仿射变换矩阵生成单元302，用于根据所述用户图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
第一形变图生成单元303，用于利用所述第一仿射变换矩阵，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，所述得到所述第一形变图。
在一种实施方式中，如图6所示，所述底图形变模块40包括：
底图三角剖分单元401，用于根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片；
第二仿射变换矩阵生成单元402，用于所述根据底图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
第二形变图生成单元403，用于利用所述第二仿射变换矩阵，将所述底图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到所述第二形变图。
在一种实施方式中，所述对齐模块10还包括：
额头关键点标记单元，用于在模特图中标记多个额头关键点；
额头点对齐单元，用于利用对齐矩阵，将所述额头关键点分别对齐至所述用户图和所述底图上，形成所述用户图额头点和所述底图额头点；
其中，所述对齐矩阵是通过所述用户图的人脸关键点计算得到。
在一种实施方式中，所述底图三角剖分单元401包括：
底图人脸矩形框生成子单元，用于根据所述底图的人脸关键点得到所述底图的人脸矩形框；
底图人脸框点选取子单元，用于在所述底图的人脸矩形框中选取多个所述底图人脸框点；
底图三角剖分计算子单元，用于根据多个所述底图的人脸关键点、多个所述底图人脸框点、多个所述底图额头点以及所述底图眉心点，计算所述底图的关键点的三角剖分。
在一种实施方式中，如图7所示，所述肤色融合模块50包括：
用户图的人脸遮罩计算单元501，用于根据所述用户图额头点，计算所述用户图的人脸遮罩；
底图的人脸遮罩计算单元502，用于根据所述底图人脸框点，计算所述底图的人脸遮罩；
融合人脸遮罩计算单元503，用于对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
包围盒计算单元504，用于根据所述融合人脸遮罩，计算与所述融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
腐蚀卷积模板计算单元505，用于根据所述矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，所述因子用于表示所述腐蚀卷积模板的面积；
人脸融合图生成单元506，用于根据所述腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到所述人脸融合图。
本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
实施例三
图8示出根据本发明实施例的人脸融合终端的结构框图。如图8所示，该终端包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的人脸融合方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。
该终端还包括：
通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent Interconnect)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended IndustryStandard Architecture)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种人脸融合方法，其特征在于，包括：
根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图；
根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点；
将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图；
将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图；
将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图，其中，所述人脸融合图为通过对融合人脸遮罩进行腐蚀得到的；所述融合人脸遮罩为对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集得到的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户图的关键点包括所述用户图的人脸关键点，所述底图的关键点包括所述底图的人脸关键点，根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图，包括：
根据所述用户图的人脸关键点和所述底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，所述底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点，包括：
根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点之间的预设关系，插值得到所述中间关键点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图，包括：
根据所述用户图的关键点计算所述用户图的关键点的三角剖分，得到所述用户图的关键点的三角面片；
根据所述用户图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
利用所述第一仿射变换矩阵，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，所述得到所述第一形变图。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图，包括：
根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片；
根据底图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
利用所述第二仿射变换矩阵，将所述底图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到所述第二形变图。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据用户图的人脸关键点和底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图之前，还包括：
在模特图中标记多个额头关键点；
利用对齐矩阵，将所述额头关键点分别对齐至所述用户图和所述底图上，形成所述用户图额头点和所述底图额头点；
其中，所述对齐矩阵是通过所述用户图的人脸关键点计算得到。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片，包括：
根据所述底图的人脸关键点得到所述底图的人脸矩形框；
在所述底图的人脸矩形框中选取多个所述底图人脸框点；
根据多个所述底图的人脸关键点、多个所述底图人脸框点、多个所述底图额头点以及所述底图眉心点，计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片。
8.根据权利要求3至7任一项所述的方法，其特征在于，将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图，包括：
根据所述用户图额头点，计算所述用户图的人脸遮罩；
根据所述底图人脸框点，计算所述底图的人脸遮罩；
对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
根据所述融合人脸遮罩，计算与所述融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
根据所述矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，所述因子用于表示所述腐蚀卷积模板的面积；
根据所述腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到所述人脸融合图。
9.一种人脸融合装置，其特征在于，包括：
对齐模块，用于根据用户图的关键点和底图的关键点，将所述用户图对齐至所述底图；
中间关键点计算模块，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点，计算得到中间关键点；
用户图形变模块，用于将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第一形变图；
底图形变模块，用于将所述底图中的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到第二形变图；
肤色融合模块，用于将所述第一形变图和所述第二形变图进行肤色融合，得到人脸融合图，其中，所述人脸融合图为通过对融合人脸遮罩进行腐蚀得到的；所述融合人脸遮罩为对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集得到的。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述用户图的关键点包括所述用户图的人脸关键点，所述底图的关键点包括所述底图的人脸关键点，所述对齐模块包括：
人脸关键点对齐单元，用于根据所述用户图的人脸关键点和所述底图的人脸关键点，将所述用户图对齐至所述底图。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述用户图的关键点还包括用户图眉心点和多个用户图额头点，所述底图的关键点还包括底图眉心点、多个底图额头点以及多个底图人脸框点，所述中间关键点计算模块包括：
插值计算单元，用于根据所述用户图的关键点和所述底图的关键点之间的预设关系，插值得到所述中间关键点。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述用户图形变模块包括：
用户图三角剖分单元，用于根据所述用户图的关键点计算所述用户图的关键点的三角剖分，得到所述用户图的关键点的三角面片；
第一仿射变换矩阵生成单元，用于根据所述用户图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第一仿射变换矩阵；
第一形变图生成单元，用于利用所述第一仿射变换矩阵，将所述用户图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，所述得到所述第一形变图。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述底图形变模块包括：
底图三角剖分单元，用于根据所述底图的关键点计算所述底图的关键点的三角剖分，得到所述底图的关键点的三角面片；
第二仿射变换矩阵生成单元，用于根据底图的关键点的三角面片和所述中间关键点的三角面片，计算第二仿射变换矩阵；
第二形变图生成单元，用于利用所述第二仿射变换矩阵，将所述底图的关键点的三角面片变换到所述中间关键点的三角面片，得到所述第二形变图。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述对齐模块还包括：
额头关键点标记单元，用于在模特图中标记多个额头关键点；
额头点对齐单元，用于利用对齐矩阵，将所述额头关键点分别对齐至所述用户图和所述底图上，形成所述用户图额头点和所述底图额头点；
其中，所述对齐矩阵是通过所述用户图的人脸关键点计算得到。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述底图三角剖分单元包括：
底图人脸矩形框生成子单元，用于根据所述底图的人脸关键点得到所述底图的人脸矩形框；
底图人脸框点选取子单元，用于在所述底图的人脸矩形框中选取多个所述底图人脸框点；
底图三角剖分计算子单元，用于根据多个所述底图的人脸关键点、多个所述底图人脸框点、多个所述底图额头点以及所述底图眉心点，计算所述底图的关键点的三角剖分。
16.根据权利要求11至15任一项所述的装置，其特征在于，所述肤色融合模块包括：
用户图的人脸遮罩计算单元，用于根据所述用户图额头点，计算所述用户图的人脸遮罩；
底图的人脸遮罩计算单元，用于根据所述底图人脸框点，计算所述底图的人脸遮罩；
融合人脸遮罩计算单元，用于对所述用户图的人脸遮罩和所述底图的人脸遮罩求交集，得到融合人脸遮罩；
包围盒计算单元，用于根据所述融合人脸遮罩，计算与所述融合人脸遮罩对应的矩形包围盒的长度和宽度；
腐蚀卷积模板计算单元，用于根据所述矩形包围盒的长度和宽度以及因子，计算腐蚀卷积模板的长度和宽度，所述因子用于表示所述腐蚀卷积模板的面积；
人脸融合图生成单元，用于根据所述腐蚀卷积模板的长度和宽度，对融合人脸遮罩进行腐蚀，得到所述人脸融合图。
17.一种人脸融合终端，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至8中任一项所述方法。
18.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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