CN110572692A - 直播视频美颜方法和装置、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直播视频美颜方法和装置、计算机可读存储介质。该直播视频美颜方法包括：对原始视频帧进行下采样；采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜；对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。本发明通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，因此本发明可快速有效的降低滤波器处理的像素量，由此可以提高算法的总体效率，并满足直播视频实时美颜的要求。
Description
技术领域
本发明涉及视频图像处理领域，特别涉及一种直播视频美颜方法和装置、计算机可读存储介质。
背景技术
现有技术通常采用保边滤波器对图像进行磨皮美颜，但这类滤波器均需处理图像所有像素点，由于计算复杂度大应用到直播视频美颜中无法满足实时要求。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明提供了一种直播视频美颜方法和装置、计算机可读存储介质，可以有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
根据本发明的一个方面，提供一种直播视频美颜方法，包括：
对原始视频帧进行下采样；
采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜；
对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
在本发明的一些实施例中，所述对原始视频帧进行下采样包括：对原始视频帧进行第一预定比例的下采样。
在本发明的一些实施例中，所述对美颜后的视频帧进行上采样包括：对美颜后的视频帧进行第二预定比例的上采样。
在本发明的一些实施例中，所述第一预定比例等于所述第二预定比例。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于1、且小于等于3。
在本发明的一些实施例中，所述保边滤波器包括导向滤波器、双边滤波器和双指数边缘平滑滤波器中的至少一项。
在本发明的一些实施例中，所述第一预定比例与算法执行速度、磨皮强度成正比。
根据本发明的另一方面，提供一种直播视频美颜装置，包括：
下采样模块，用于对原始视频帧进行下采样；
美颜模块，用于采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜；
上采样模块，用于对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
在本发明的一些实施例中，所述直播视频美颜装置用于执行如上述任一实施例所述的直播视频美颜方法。
根据本发明的另一方面，提供一种直播视频美颜装置，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述直播视频美颜装置执行实现如上述任一实施例所述的直播视频美颜方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的直播视频美颜方法。
本发明通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，因此本发明可快速有效的降低滤波器处理的像素量，由此可以提高算法的总体效率，并满足直播视频实时美颜的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明直播视频美颜方法一些实施例的示意图。
图2为本发明直播视频美颜方法另一些实施例的示意图。
图3为本发明直播视频美颜方法对测试图片进行处理的对比示意图。
图4为本发明直播视频美颜方法与相关技术对测试图片美颜性能的对比示意图。
图5为本发明直播视频美颜方法与相关技术对测试视频美颜性能的对比示意图。
图6为本发明直播视频美颜装置一些实施例的示意图。
图7为本发明直播视频美颜装置另一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
申请人发现：相关技术通常采用保边滤波器对图像进行磨皮美颜，能较好保持图像的边缘细节，并有效美化人脸及皮肤区域。但这类滤波器均需处理图像所有像素点，由于计算复杂度大应用到直播视频美颜中无法满足实时要求。利用肤色检测、人脸检测可缩小磨皮美颜的计算区域，但肤色检测、人脸检测本身会产生颜色空间转换、全局搜索等计算开销，计算区域的缩小并未提高总的处理效率。
基于以上技术问题，本发明提出了一种可以满足直播视频实时美颜要求的直播视频美颜方法和装置，下面结合具体实施例进行进一步描述。
图1为本发明直播视频美颜方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明直播视频美颜装置执行。该方法包括以下步骤：
步骤101，对原始视频帧进行下采样，以缩小图像。
在本发明的一些实施例中，所述对原始视频帧进行下采样包括：对原始视频帧进行第一预定比例s的下采样。
步骤102，采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜。
在本发明的一些实施例中，所述保边滤波器可以包括导向滤波器、双边滤波器和双指数边缘平滑滤波器等滤波器中的至少一项。
步骤103，对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
在本发明的一些实施例中，所述对美颜后的视频帧进行上采样包括：对美颜后的视频帧进行第二预定比例的上采样。
在本发明的一些实施例中，所述第一预定比例等于所述第二预定比例，其中所述第一预定比例为下采样比例，所述第二预定比例为上采样比例。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于等于2。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于1、小于等于3。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例s与算法执行速度、磨皮强度成正比。s取值过大算法执行快但可能导致过度美颜，但下调保边滤波器的强度系数可有效避免过度磨皮。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于1、小于等于3。即，，第一预定比例s的取值范围可选为1＜s≤3。
申请人发现：相关技术的直播视频美颜方法，常用于图像美颜的保边滤波器，由于计算量大无法满足直播美颜的实时要求。辅以肤色检测、人脸检测缩小计算区域的方法，同样计算开销大难满足实时要求。
而基于本发明上述实施例提供的直播视频美颜方法，针对现有基于保边滤波器的图像美颜方法，因计算量大无法满足直播美颜的实时要求的技术问题，提出通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，最后通过上采样按比例放大美颜后的图像得到最终输出。下采样可快速有效减少滤波器处理的像素量，上采样可快速恢复到目标尺寸。滤波计算的本质是去噪和平滑，上下采样损失的少量细节增强了磨皮效果并未影响图像整体质量，但可有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
下面结合具体实施例对本发明直播视频美颜方法的美颜效果进行进一步说明。
图2为本发明直播视频美颜方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明直播视频美颜装置执行。该方法包括以下步骤：
步骤201，对针对分辨率为W*H直播流的原始视频帧按第一预定比例s进行下采样，以缩小图像。
步骤202，采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜。
若直接采用保边滤波器美颜一帧的时间复杂度是O(W*H)。
若对原始帧按第一预定比例s进行下采样使分辨率降至(W/s)*(H/s)，那么保边滤波器美颜一帧的时间复杂度降至O(W*H/s2)。
在本发明的一些实施例中，常用于磨皮美颜的保边滤波器有导向滤波器、双边滤波器、双指数边缘平滑滤波器，其中双指数边缘平滑滤波器可高度并发执行。
步骤203，最后通过上采样恢复到目标分辨率，输出美颜后的直播流。
保边滤波器的本质是对图像进行去噪、模糊和平滑，因此本发明上述实施例在上下采样中损失的少量细节只是增强了磨皮，并未影响美颜流的整体观看效果，但下采样可快速有效的降低保边滤波器处理的像素量，从而提高了算法的总体效率。
在本发明的一些实施例中，可以选取双指数边缘平滑滤波器并设置8线程，对比优化前后的算法性能(硬件环境：24核32G华硕服务器)。具体对比结果如图4和图5所示。
图3为本发明直播视频美颜方法对测试图片进行处理的对比示意图。如图3所示，分辨率为960*960的原图，采用保边滤波器直接执行美颜与按下采样比例s＝2进行下采样后再美颜的效果无明显差别，但采用保边滤波器直接执行美颜的总处理时间约是后者经采样优化算法的4倍(359ms VS 92ms，具体见图4)。
图4为本发明直播视频美颜方法与相关技术对测试图片美颜性能的对比示意图。如图4所示，采用本发明上述实施例对三种不同分辨率的JPEG图片进行美颜，可知优化前相关技术直接使用双指数边缘平滑滤波器磨皮美颜单张图片的耗时，约是按比例s＝2进行上下采样优化后的本发明算法的3～4倍。
图5为本发明直播视频美颜方法与相关技术对测试视频美颜性能的对比示意图。如图5所示，对三种不同分辨率、帧率为25的视频进行美颜，若要满足实时要求美颜算法的性能需>＝25fps，而优化前相关技术即使滤波器采用8线程并行计算，仅480x480规格能满足实时要求，而本发明按比例s＝2进行下采样优化后的算法均能满足实时要求，优化后性能约是优化前的2.6～3.3倍。
本发明上述实施例通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，由此可以快速有效地降低滤波器处理的像素量，从而提高了算法的总体效率。
本发明上述实施例滤波计算的本质是去噪和平滑，上下采样损失的少量细节仅增强了磨皮效果并未影响图像整体质量，但可有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
本发明上述实施例在取得相当的美颜图像质量下，对图片进行美颜的性能约是优化前的3～4倍，对视频进行美颜的性能约是优化前的2.6～3.3倍。
本发明上述实施例公布的技术能够实现，目前已应用在《综合视频能力云服务平台研发》项目直播视频美颜功能中，本发明上述实施例可有效降低终端的计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
图6为本发明直播视频美颜装置一些实施例的示意图。如图6所示，所示直播视频美颜装置可以包括下采样模块61、美颜模块62和上采样模块63，其中：
下采样模块61，用于对原始视频帧进行下采样。
在本发明的一些实施例中，下采样模块61可以用于对原始视频帧进行第一预定比例s的下采样。
美颜模块62，用于采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜。
在本发明的一些实施例中，所述保边滤波器可以包括导向滤波器、双边滤波器和双指数边缘平滑滤波器等滤波器中的至少一项。
上采样模块63，用于对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
在本发明的一些实施例中，上采样模块63可以用于对美颜后的视频帧进行第二预定比例的上采样。
在本发明的一些实施例中，所述第一预定比例等于所述第二预定比例，其中所述第一预定比例为下采样比例，所述第二预定比例为上采样比例。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于等于2。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于1、小于等于3。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例s与算法执行速度、磨皮强度成正比。s取值过大算法执行快但可能导致过度美颜，但下调保边滤波器的强度系数可有效避免过度磨皮。
在本发明的一些实施例中，第一预定比例大于1、小于等于3。即，，第一预定比例s的取值范围可选为1＜s≤3。
在本发明的一些实施例中，所述直播视频美颜装置可以用于执行如上述任一实施例(例如图1或图2实施例)所述的直播视频美颜方法。
申请人发现：相关技术的快速美颜方法与装置，利用肤色检测、人脸检测来缩小磨皮美颜的计算区域，但肤色检测、人脸检测本身会产生颜色空间转换、全局搜索等计算开销，计算区域的缩小并未提高总的处理效率，难以满足直播视频实时美颜的要求。
基于本发明上述实施例提供的直播视频美颜装置，通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，最后通过上采样按比例放大美颜后的图像得到最终输出。下采样可快速有效减少滤波器处理的像素量，上采样可快速恢复到目标尺寸。滤波计算的本质是去噪和平滑，上下采样损失的少量细节增强了磨皮效果并未影响图像整体质量，但可有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
图7为本发明直播视频美颜装置另一些实施例的示意图。如图7所示，所示直播视频美颜装置可以包括存储器71和处理器72，其中：
存储器71，用于存储指令。
处理器72，用于执行所述指令，使得所述直播视频美颜装置执行实现如上述任一实施例所述的直播视频美颜方法(例如图1或图2实施例)的操作。
本发明上述实施例通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，由此可以快速有效地降低滤波器处理的像素量，从而提高了算法的总体效率。
本发明上述实施例滤波计算的本质是去噪和平滑，上下采样损失的少量细节仅增强了磨皮效果并未影响图像整体质量，但可有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
本发明上述实施例在取得相当的美颜图像质量下，对图片进行美颜的性能约是优化前的3～4倍，对视频进行美颜的性能约是优化前的2.6～3.3倍。
本发明上述实施例公布的技术能够实现，目前已应用在《综合视频能力云服务平台研发》项目直播视频美颜功能中，本发明上述实施例可有效降低终端的计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
本发明上述实施例的直播视频快速美颜的方法与装置，使用户可在终端上实时直播美颜后视频流，降低对终端的要求，能广泛用于网红直播、娱乐互动等行业。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图1或图2实施例)所述的直播视频美颜方法。
基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，针对现有基于保边滤波器的图像美颜方法，因计算量大无法满足直播美颜的实时要求的技术问题，提出通过下采样按比例缩小图像，再利用保边滤波器对图像进行磨皮计算，最后通过上采样按比例放大美颜后的图像得到最终输出。下采样可快速有效减少滤波器处理的像素量，上采样可快速恢复到目标尺寸。滤波计算的本质是去噪和平滑，上下采样损失的少量细节增强了磨皮效果并未影响图像整体质量，但可有效降低计算开销，满足直播视频实时美颜的要求。
在上面所描述的直播视频美颜装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也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，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种直播视频美颜方法，其特征在于，包括：
对原始视频帧进行下采样；
采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜；
对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
2.根据权利要求1所述的直播视频美颜方法，其特征在于，
所述对原始视频帧进行下采样包括：对原始视频帧进行第一预定比例的下采样；
所述对美颜后的视频帧进行上采样包括：对美颜后的视频帧进行第二预定比例的上采样。
3.根据权利要求2所述的直播视频美颜方法，其特征在于，所述第一预定比例等于所述第二预定比例。
4.根据权利要求3所述的直播视频美颜方法，其特征在于，第一预定比例大于1、且小于等于3。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的直播视频美颜方法，其特征在于，
第一预定比例与算法执行速度、磨皮强度成正比。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的直播视频美颜方法，其特征在于，所述保边滤波器包括导向滤波器、双边滤波器和双指数边缘平滑滤波器中的至少一项。
7.一种直播视频美颜装置，其特征在于，包括：
下采样模块，用于对原始视频帧进行下采样；
美颜模块，用于采用保边滤波器对下采样后的视频帧进行磨皮美颜；
上采样模块，用于对美颜后的视频帧进行上采样，以便将美颜后的视频帧恢复到目标分辨率。
8.根据权利要求7所述的直播视频美颜装置，其特征在于，所述直播视频美颜装置用于执行如权利要求1-6中任一项所述的直播视频美颜方法。
9.一种直播视频美颜装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述直播视频美颜装置执行实现如权利要求1-6中任一项所述的直播视频美颜方法的操作。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的直播视频美颜方法。
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