基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统及方法
技术领域
本发明涉及图像变化的处理系统及方法,具体的说是基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统及方法。
背景技术
目前对人脸图像的计算机变化处理大多是通过手工的方法制作,即用户在图像处理软件(如PHOTOSHOP)中打开图片,通过软件自带的工具用手工的方式对人脸进行处理,整个制作过程复杂而且效率低下。目前已有的自动的图像变化处理系统如惠联无线的PhotoJet系统,尚局限于对图像进行简单的格式转换以及图像大小、色彩、灰度的调整能够支持的处理效果很有限,它们不自动检测图像中的人脸,而是对整幅图像进行同样的变化。这些系统存在以下缺陷:1)它们尚无法有效的支持自动的图像趣味性变化处理,如卡通处理等;2)由于无法知道人脸的位置,这些方法的处理的效果不好,它们无法区别对待人脸五官而在不同部位产生不同的处理效果,比如选择性的强化或弱化某种处理效果;3)现有系统无法自动根据人脸五官位置混合多种处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提出一种完全自动的、可获得最佳人脸图像变化效果的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统,包括:终端、图像采集模块、图像显示模块、服务器、图像变化处理引擎、信息传输通道,终端为个人电脑或移动电话,图像采集模块、图像显示模块设在终端内,图像采集模块用于采集人脸图像,图像显示模块用于显示图像变化处理结果;图像变化处理引擎设在服务器内,用于自动检测照片中的人脸,根据人脸及五官位置及大小信息调整图像变化处理器的参数,对图像进行变化处理;信息传输通道为互联网或无线通信链路,用于终端与服务器之间的信息传输。
本发明的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,包括以下步骤:
(1)检测人脸位置、人脸大小及人脸模块;
(2)根据检测所得的人脸位置、人脸大小、人联模块的信息调整图像变化处理滤波器参数;
(3)根据步骤(2)图像变化处理滤波器的结果,进行图像变化处理。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现:
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统,其中所述图像采集模块通过摄像头或者数码像机获得数字化的图像。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统,其中所述图像显示模块包括显示器件(液晶或荧光屏)以及相应的驱动电路及软件,用于显示图像。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统,其中所述图像变化处理引擎包括人脸及五官检测模块,以及图像变化处理模块,人脸及五官检测模块用于自动检测照片中的人脸及五官位置及大小,图像变化处理模块根据人脸及五官位置及大小信息对图像进行卡通等变化处理。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其中所述步骤(1)中,人脸模块包括脸、眼、口等五官。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其中所述步骤(1)可通过Viola-Jones算法来实现,Viola-Jones算法在PaulViola and Michael Jones,Rapid object detection using a boostedcascade of simple features,CVPR,2001一文中有详细描述,在此不再赘述。步骤(1)也可以采用R.Lienhart,L.Liang,and A.Kuranov.A Detector Tree of Boosted Classifiers for Real-timeObject Detection and Tracking.In Proceedings of the IEEEInternational Conference on Multimedia&Expo(ICME’03),NewYork,USA,July 2003一文中的方法实现。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其中所述步骤(2)中,图像变化处理滤波器参数调整包括:
①选定不同的人脸区域应用不同的图像变化处理滤波器,在人眼与嘴区域选用一种加强图像边缘的滤波器,在其他区域选用一种导致图片产生粗线条化的滤波器;
②根据人脸中心调整图像变化处理的中心,利用一种对图像进行凹镜或凸镜处理的滤波器,,把凹镜或凸镜的中心设为人脸的中心;
③根据人脸大小调整图像变化处理滤波器的支持区域,一种对图像进行高斯平滑处理的滤波器,该滤波器的核心可以用公式
来表示,其中x表示坐标,σ是一个固定的参数,k是一个根据人脸大小变化的参数,假如人脸大小为s,则k=f(s),f(.)可以为一个线性函数或一个非线性函数;
④根据人脸大小及位置用图像分割的方法提取前景的人脸,并且把该人脸叠加到另一个背景图像上。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其中所述步骤(3)中图像变化处理包括对图片进行卡通化效果处理、哈哈镜效果处理、柔化效果处理、雕塑效果处理、线条画效果处理、油画效果处理、图像背景变化效果处理。
前述的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其中所述步骤(3)中图像变化处理通过混合多个图像变化处理滤波器的效果来实现,或条件选择其中一个图像变化处理器的方式实现,所述图像变化处理滤波器的效果用加权的方法混合。
本发明的优点为:本发明是一个完全自动的系统,用户只要把相片发送到服务器系统,系统会自动识别人脸及人脸模块,然后通过既定的处理器对相片进行处理。这种处理是实时的,因此可以在此基础上产生互联网和移动增值应用,来服务广大用户。通过自动识别定位人脸并相应调整处理的参数,可以针对人脸进行特殊效果处理,从而增加处理效果的趣味性。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统框图。
图2为本发明实施例二的系统框图。
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
实施例一
本发明的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统的一个实施例的系统框图如图1所示,在这个实施例中,终端为个人电脑,信息传输通道为互联网,个人电脑中设有图像采集模块、图像显示模块,图像变化处理引擎设在服务器内。图像采集模块的功能是获得数字化的图像,它的实现方式通常是摄像头或者数码像机。图像显示模块的功能是显示图像,它通常包括显示器件(液晶或荧光屏)以及相应的驱动电路及软件。图像变化处理引擎包括人脸及五官检测模块,以及图像变化处理模块。人脸及五官检测模块用于自动检测照片中的人脸及五官位置及大小。图像变化处理模块根据人脸及五官位置及大小信息对图像进行卡通等变化处理。用户通过个人电脑带的图像采集模块采集一幅人脸图像,通过互联网将该照片发送到服务器,服务器中的图像变化处理引擎自动检测照片中的人脸,根据人脸及五官位置及大小信息调整图像变化处理器的参数,对图像进行变化处理,并把结果传给一个图像显示模块。
实施例二
本发明的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理系统的另一个实施例的系统框图如图2所示,在这个实施例中,终端为移动电话,信息传输通道为无线通信链路,移动电话中设有图像采集模块、图像显示模块,图像变化处理引擎设在服务器内。图像采集模块的功能是获得数字化的图像,它的实现方式通常是摄像头或者数码像机。图像显示模块的功能是显示图像,它通常包括显示器件(液晶或荧光屏)以及相应的驱动电路及软件。图像变化处理引擎包括人脸及五官检测模块,以及图像变化处理模块。人脸及五官检测模块用于自动检测照片中的人脸及五官位置及大小。图像变化处理模块根据人脸及五官位置及大小信息对图像进行卡通等变化处理。用户通过移动电话带的图像采集模块采集一幅人脸图像,通过无线通信链路将该照片发送到服务器,服务器中的图像变化处理引擎自动检测照片中的人脸,根据人脸及五官位置及大小信息调整图像变化处理器的参数,对图像进行变化处理,并把结果传给一个图像显示模块。
本发明的基于互联网和移动应用的人脸图像变化处理方法,其流程如图3所示,包括以下步骤:
(1)检测人脸位置、人脸大小及人脸模块;
(2)根据检测所得的人脸位置、人脸大小、人联模块的信息调整图像变化处理滤波器参数;
(3)根据步骤(2)图像变化处理滤波器的结果,进行图像变化处理。
对于待处理的图像,首先进行自动人脸位置、人脸大小及人脸模块检测。人脸模块可包括脸、眼、口等器官。一种自动检测的实现方法是Viola-Jones算法。Viola-Jones算法在Paul Viola and MichaelJones,Rapid object detection using a boosted cascade of simplefeatures,CVPR,2001一文中有详细描述,在此不再赘述。自动检测也可以采用R.Lienhart,L.Liang,and A.Kuranov.A DetectorTree of Boosted Classifiers for Real-time Object Detection andTracking.In Proceedings of the IEEE International Conferenceon Multimedia&Expo(ICME’03),New York,USA,July 2003一文中的方法实现。通过自动检测可以获得人脸的位置、人脸的大小、以及人联模块的位置等信息。
图像变化处理器参数的调整包括:选定不同的人脸区域应用不同的图像变化处理器;根据人脸中心调整图像变化处理的中心;根据人脸大小调整图像变化处理滤波器的支持区域;根据人脸大小及位置用图像分割的方法提取前景的人脸,并且把该人脸叠加到另一个图像上等。
图像变化处理器包括对图片进行卡通化效果处理、哈哈镜效果处理、柔化效果处理、雕塑效果处理、线条画效果处理、油画效果处理、图像背景变化效果处理等。图像变化处理器可以混合多个图像处理滤波器的结果实现新的效果,例如,可以混合柔化和图像背景变化效果处理,或者混合柔化和卡通化效果处理。
卡通化效果图像处理滤波器可混合:
一种加强图像边缘的滤波器;
一种加强黑颜色的滤波器;
一种导致图片产生粗线条化的滤波器;
一种混合多个图像处理滤波器的方法是对不同图像变化处理器的效果用加权的方法混合,加权的权重根据人脸五官的位置调整。如果当前待处理区域是眼,口等五官区域或下巴等人脸轮廓线,则加大图像边缘/黑颜色滤波器的权重。对于其它区域,则加大图像粗线条化滤波器的权重。加权的方式可包括线性加权或非线性加权。
不同的图像变化处理器的效果也可以采用条件选择其中一个图像变化处理器的方式实现,即对眼,口等五官区域或下巴等人脸轮廓线,采用加大图像边缘/黑颜色滤波器的效果,对于其它区域,则采用图像粗线条化滤波器的效果。
不同的图像变化处理器的效果也可以采用先后级联多个图像变化处理器的方式实现,即首先运用一个图像变化处理器,,再运用另一个图像变化处理器,以此类推。
哈哈镜效果的实现基于一个在原始图像和变化后的图像之间的一个坐标变化函授。一个简单的坐标变化函授的例子是二维的正旋或余旋函数。根据人脸的位置,可以调整坐标变化函授的原点;根据人脸的大小,可以调整坐标变化函授的波长,从而达到最佳的变化效果。
卡通化效果处理通过在不同人脸部位混合使用以下滤波器的方法实现:
一种加强图像边缘的滤波器;
一种加强黑颜色的滤波器;
一种导致图片产生粗线条化的滤波器;
柔化效果处理通过非线性调整灰度值,加强高亮度象素的方式实现。柔化也可以加入对图像的低通滤波。
雕塑效果处理、线条画效果处理都可以用以下文章中的方法实现John Schlag,“Fast Embossing Effects on Raster Image Data”in Graphics Gems IV(ISBN 0-12-336155-9),雕塑和线条画差别在参数的不同。
油画效果处理采用以下的方法实现:对于某一个象素,用在它周围相邻的区域内出现最频繁的象素点的值代替。
图像背景变化效果处理首先分割图像中的人头或包含人头的身体,在分割之前可以进行人脸检测以确定待分割区域,然后把分割的人头或包含人头的身体图像叠加到一幅背景图像中去,从而生成新图像。
本发明还可以有其它实施方式,凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。