肖像画自助绘制系统及自助绘制机技术方案

本发明专利技术公开了一种肖像画自助绘制系统及自助绘制机，该系统包括运算控制芯片、肖像画生成单元、投币模块、打印输出模块、按键模块，运算控制芯片与肖像画生成单元、投币模块、按键模块、打印输出模块和显示模块相连，肖像画生成单元包括人脸采集模块、人脸检测模块、肖像生成模块。人脸检测模块基于标准的人脸模型从人脸采集模块得到的人脸图像提取脸型及五官的特征点数据，提取过程包括：检测定位人脸；提取脸型及眼、眉、口、鼻的特征点位置；基于ASM模型算法检测到68个特征点的位置坐标；检测头发和耳朵边缘；运用Canny边缘检测算法检测到头发的内、外边缘和耳朵的外边缘。本发明专利技术体积小，安装简单，成本低，可生成多张人脸肖像画。

【技术实现步骤摘要】
肖像画自助绘制系统及自助绘制机
本专利技术涉及人脸肖像画自动生成与绘制领域，特别是涉及一种肖像画自助绘制系统及自助绘制机。
技术介绍
在购物中心、影院、旅游景点等公共场所摆放着各种各样的自助娱乐设备。人们在购物、看电影、游玩等待时，常常去体验这些自助娱乐设施。当前，人们不再满足于自拍、美颜、发布个人美图，对更加艺术化的肖像照有了新的需求。肖像画是运用艺术创作手法，对现实人物对象的外形特征和内在神韵进行描绘，获得形神兼备的画像果。创作肖像画的最初方式是直接画像，在大街上可以看到艺人拿着画笔为游客绘制肖像画。随着信息技术的发展，出现了各种画像机器人，利用计算机技术来实现绘制肖像画。专利(一种智能画像机器人，CN106737736A)公开了一种模拟人体形状的画像机器人，用机械手臂在画板上作画。专利(一种箱式自助式素描人脸绘画机器人，CN107610366A)描述了一种箱式结构的画像机器，分成拍摄区和机器人工作区，占用空间大。画像机器人的出现，让肖像画创作更加简便。但是，无论画家还是机器人现场创作肖像画，需要更长久的时间才能完成、需要占用较大的场地。另外，在肖像画的绘制过程中，用户是被动的。得到的肖像画是单一的，一次只能得到一种肖像画。所以，如果有一种精巧的自助画像机器，在公共场所为用户提供自助式的肖像画绘制，会更加有吸引力，更增添了娱乐性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种简易的、盒式人脸肖像画自助绘制机，用户投币拍照后，基于一张人脸图像自动地为用户绘制4种人脸肖像画，由用户选择后打印输出。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种肖像画自助绘制系统，包括运算控制芯片、肖像画生成单元、投币模块、打印输出模块、按键模块，所述运算控制芯片与肖像画生成单元、投币模块、按键模块、打印输出模块和显示模块相连，用于处理肖像画生成单元和按键模块的信息，所述肖像画生成单元包括人脸采集模块、人脸检测模块、肖像生成模块。更进一步地，所述人脸检测模块基于标准的人脸模型从人脸采集模块得到的人脸图像提取脸型及五官的特征点数据，提取过程包括：检测定位人脸；提取脸型及眼、眉、口、鼻的特征点位置；基于ASM模型算法检测到脸型、眼、眉、口、鼻的68个特征点的位置坐标Pi＝(xi,yi)(i＝0,···,67)；检测头发和耳朵边缘；运用Canny边缘检测算法检测到头发的内、外边缘和耳朵的外边缘。更进一步地，所述肖像生成模块基于人脸检测模块得到的脸型及五官特征点进行曲线插值，生成光滑的人脸脸型和五官曲线，并与得到的头发和耳朵边缘信息进行配准合成；对特征点进行变换，在同一张人脸图像基础上生成多种风格的肖像画；包括：对脸型、眼、眉、口、鼻分别进行三次样条插值，拟合成光滑的曲线，达到二阶连续；对发型、耳朵边缘信息与人脸模型进行配准融合，合成一张肖像画；对特征点进行局部或全局几何变换，对其进行全局非线性变换得到侧面肖像画；对特征点位置进行局部调整，再生成微笑肖像画、惊叹肖像画。本专利技术还提供一种肖像画自助绘制机，包括机器壳体和内部的主控板；所述机器壳体的正面设有显示屏、摄像头、投币口、输出口、选择按钮；所述主控板安装在机器壳体内；所述主控板安装在机器壳体内；所述主控板上有运算控制芯片，肖像画生成单元系统，投币模块，按键模块，打印输出模块；所述运算控制芯片用于处理人脸图像检测和肖像画生成、处理用户按键选择；连接肖像画生成单元系统、投币模块、按键模块、打印输出模块和显示屏；所述肖像画生成单元系统包括：人脸图像采集模块、人脸图像检测模块、肖像生成模块，连接摄像头；所述投币模块用于现金支付费用，连接投币口；所述打印输出模块用于打印生成的肖像画，连接输出口；所述显示屏用于显示人脸图像和人脸肖像画；所述按键模块用于选择对应的肖像画，分别连接四个选择按钮。更进一步地，所述机器壳体的整体形状为长方体。更进一步地，所述显示屏在壳体正面的中央，所述摄像头在壳体正面的上方。更进一步地，所述选择按钮设在显示屏的两侧，左右两侧各两个，共四个；对应四个肖像画，用户选择对应的按键，打印对应的肖像画。更进一步地，所述投币口为硬币投入口，附加有二维码，提供投币和扫二维码两种支付方式。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术体积小，安装简单，成本低。用户投币拍照后，就可生成自己的多张人脸肖像画供用户选择，具有很好的娱乐性。附图说明图1是本专利技术实施例的一种人脸肖像画自助绘制机的正面示意图；图2是本专利技术实施例的一种人脸肖像画自助绘制机的内部主控板结构示意图。图3是本专利技术实施例的一种人脸特征点检测及曲线拟合示意图。图4是本专利技术实施例的自动生成的4种肖像画。图中标号说明：1、机器壳体，21、显示屏，22、摄像头，23、投币口，24、输出口，25、选择按钮，3、主控板，31、运算控制芯片，32、肖像画生成单元，321、人脸采集模块，322、人脸检测模块，323、肖像生成模块，33、投币模块，34、按键模块，35、打印输出模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，本专利技术并不局限于这些实施例。凡根据本专利技术技术方案所作的等效变化，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。如图1和图2所示，本实施例的一种人脸肖像画自助绘制机，包括机器外壳1和主控板3。所述主控板3安装在机器壳体1内，所述机器本体1的整体形状为尺寸小于40X30X10cm的长方体，可悬挂在建筑物外墙面上。所述运算控制芯片用于处理人脸图像检测和肖像画生成、处理用户按键选择。连接肖像画生成单元系统，投币模块，按键模块，打印输出模块和显示屏。优选的，所述机器壳体的整体形状为长方体；所述显示屏在壳体正面的中央，所述摄像头在壳体正面的上方；所述选择按钮设在显示屏的两侧，左右两侧各两个，共四个，对应四个肖像画，用户选择对应的按键，就打印对应的肖像画；所述投币口为硬币投入口，也附加有二维码，本专利技术提供投币和扫二维码两种支付方式。所述机器外壳1的正面设有显示屏21、摄像头22、投币口23、输出口24和选择按钮25。所述选择按钮25设在显示屏21的两侧，左右两侧各两个，共四个。分别对应生成的四个肖像画，用户选择对应的按键，就打印输出对应的肖像画。所述主控板安装在机器壳体内。所述主控板3上有运算控制芯片31、肖像画生成单元系统32、投币模块33、按键模块34、打印输出模块35。所述人脸肖像生成单元32包括：人脸图像采集模块321、人脸图像检测模块322、人脸肖像画生成模块323、连接摄像头。所述人脸图像检测模块322基于标准的人脸模型从人脸图像采集模块321得到的人脸图像提取脸型及五官的特征点数据。包括：(1)检测定位人脸，(2)提取脸型及眼、眉、口、鼻的特征点位置。基于ASM(活动形状模型)模型算法检测到脸型、眼、眉、口、鼻的68个特征点的位置坐标Pi＝(xi,yi)(i＝0,···,67)。(3)检测头发和耳朵边缘。运用Canny边缘检测算法检测到头发的内、外边缘和耳朵的外边缘。所述人脸肖像画生成模块323基于人脸图像检测模块322得到的脸型及五官特征点进行曲线插值，生成光滑的人脸脸型和五官曲线。并与得到的头发和耳朵边缘信息进行配准合成。对特征点进行变换，在同一张人脸图像基础上生成4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.肖像画自助绘制系统，其特征在于，包括运算控制芯片、肖像画生成单元、投币模块、打印输出模块、按键模块，所述运算控制芯片与肖像画生成单元、投币模块、按键模块、打印输出模块和显示模块相连，用于处理肖像画生成单元和按键模块的信息，所述肖像画生成单元包括人脸采集模块、人脸检测模块、肖像生成模块。

【技术特征摘要】
1.肖像画自助绘制系统，其特征在于，包括运算控制芯片、肖像画生成单元、投币模块、打印输出模块、按键模块，所述运算控制芯片与肖像画生成单元、投币模块、按键模块、打印输出模块和显示模块相连，用于处理肖像画生成单元和按键模块的信息，所述肖像画生成单元包括人脸采集模块、人脸检测模块、肖像生成模块。2.如权利要求1所述的肖像画自助绘制系统，其特征在于，所述人脸检测模块基于标准的人脸模型从人脸采集模块得到的人脸图像提取脸型及五官的特征点数据，提取过程包括：检测定位人脸；提取脸型及眼、眉、口、鼻的特征点位置；基于ASM模型算法检测到脸型、眼、眉、口、鼻的68个特征点的位置坐标Pi＝(xi,yi)(i＝0,···,67)；检测头发和耳朵边缘；运用Canny边缘检测算法检测到头发的内、外边缘和耳朵的外边缘。3.如权利要求1所述的肖像画自助绘制系统，其特征在于，所述肖像生成模块基于人脸检测模块得到的脸型及五官特征点进行曲线插值，生成光滑的人脸脸型和五官曲线，并与得到的头发和耳朵边缘信息进行配准合成；对特征点进行变换，在同一张人脸图像基础上生成多种风格的肖像画；包括：对脸型、眼、眉、口、鼻分别进行三次样条插值，拟合成光滑的曲线，达到二阶连续；对发型、耳朵边缘信息与人脸模型进行配准融合，合成一张肖像画；对特征点进行局部或全局几何变换，对其进行全局非线性变换得到侧面肖像画；对特征点位置进行局部调...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐则中，钱诚，徐也，徐士博，辛晓梦，万晨曦，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32