可变宽度的人像精细抠图方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于图像处理技术领域，具体涉及可变宽度的人像精细抠图方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：S1、获取待抠图的原始图像，进行人像二值化分割预处理，分离得到人像绝对前景区域；S2、确定出所述人像绝对前景区域的头发区域和非头发区域，并分割得到头发区域；S3、获取所述人像绝对前景区域的确定边界上的每一个点p

【技术实现步骤摘要】
可变宽度的人像精细抠图方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种可变宽度的人像精细抠图方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在数字证件照拍摄的应用中，一般会通过自动抠图的方法来将前景人物和背景分离开，然后将背景替换为要求的纯色背景(比如白色或者蓝色)。扣图技术分为硬扣图和软扣图两种。硬扣图中，每个像素被标记为完全前景或者背景，前景到背景的过渡比较生硬，因此比较适合于边缘比较清晰的前景物体。软扣图技术学名叫alpha matting,能够将前景边缘大面积的半透明区域(例如头发的发梢区域)精细地分割出来。因为人像一般有比较多的头发区域，因此使用软扣图的方法能够更好的对人像进行抠图，使得最终的背景替换效果更加自然。
[0003]现有的软抠图技术一般包含以下三个步骤：
[0004]第一步、前景背景的二值化分割(binary segmentation),确定前景的大致轮廓；
[0005]第二步、从二值化分割结果创建一个trimap，分为三个区域：绝对前景，绝对背景，前景边缘的未知区域。
[0006]第三步、用alpha matting的算法，在灰色未知区域进行更精细的前景边缘软分割。
[0007]其中，第二步trimap的创建比较关键。研究表明，trimap对于最终结果有很大影响。一般而言，trimap是通过固定大小的腐蚀和膨胀算子生成的。也就是说未知区域的半径在前景物体外轮廓的各个部位都是一样的。这样做有两个问题：
[0008](1)、对于人像来说，头发部分和衣服部分所需要的未知区域的半径大小是不同的。头发有比较多的发丝，需要未知区域大一些才能全部覆盖；而衣服部分是比较锐利的边缘，需要用很小的半径。
[0009](2)、即使在头发区域，如果背景有比较复杂的纹理，那么使用很大的未知区域会造成该区域内很多的前景估计错误，从而使最终抠图效果存在明显瑕疵。
[0010]为了解决类似的问题，在最新的一些研究中，人们采用深度学习的方法来生成比较合理的trimap。但是基于深度学习的方法对训练数据要求比较高，泛化能力差，运算量大，在移动端的配置复杂。

技术实现思路

[0011]为解决现有技术中创建的trimap生成的三分图的未知区域的半径在前景物体外轮廓的各个部位都是一样的，使最终抠图效果存在明显瑕疵的问题，本专利技术提供了一种可变宽度的人像精细抠图方法、装置、设备及存储介质，根据图像内容创建一个半径可变的未知区域，生成比较精确的trimap，从而获得无明显瑕疵的最终人像抠图结果。
[0012]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0013]一种可变宽度的人像精细抠图方法，该方法用于改变原始图像的头发区域的未知区域半径，生成精确的三分图以获得无明显瑕疵的人像抠图结果；该可变宽度的人像精细抠图方法包括：
[0014]步骤一、获取待抠图的原始图像，进行人像二值化分割预处理，分离得到人像绝对前景区域；
[0015]步骤二、确定出所述人像绝对前景区域的头发区域和非头发区域，并通过二值化二次分割得到头发区域的分割结果，头发区域标记为R_hair；
[0016]步骤三、获取所述人像绝对前景区域的确定边界上的每一个点p
i
，确定一个以该点为中心的正方形局部区域B
i
，并计算其局部最佳的未知区域的半径r
i
，沿着每个点的局部半径的边界绘出trimap算法内所述人像绝对前景区域边缘的可变宽度的未知区域；
[0017]步骤四、根据获取的所述原始图像和计算得到的所述人像绝对前景区域边缘的可变宽度的未知区域，在所述原始图像中进行软分割抠图操作，提取出前景目标。
[0018]其中，边界上的每一个点p
i
的正方形局部区域B
i
的局部最佳的未知区域的半径r
i
为：
[0019]r
i
＝r_max
·
min(H(B
i
)，C(B
i
)，D(B
i
))
[0020]其中，r_max是预设的一个最大半径；H(B
i
)是一个0.1到1之间的线性插值，与所述正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积的大小成正比；C(B
i
)用来衡量局部区域的背景平滑度，C(B
i
)为一个0.1到1之间的线性插值；D(B
i
)用来衡量局部区域的前景和背景颜色可分离度，D(B
i
)为0.1和1之间线性插值。
[0021]进一步地，所述待抠图的原始图像的二值化分割还获得背景区域。
[0022]进一步地，所述确定出所述人像绝对前景区域的头发区域和非头发区域的方法，包括：
[0023]对获取的人像绝对前景区域进行人脸关键点检测，得到头部顶部位置、人眼位置和头部底部位置；
[0024]将获取的人像绝对前景区域的头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内的区域标记为确定的头发区域；
[0025]将获取的人像绝对前景区域的人眼位置的中心连线和头部底部位置连接形成的长方形区域标记为非头发区域。
[0026]进一步的，在确定头发区域前，还包括：
[0027]获取头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内区域的平均亮度，并与设定的一个阈值比较；
[0028]当亮度大于所述阈值时，则判断该原始图像为异常图像，即光头情况，直接在所述原始图像中进行软分割抠图操作，提取出前景目标；
[0029]当亮度小于所述阈值时，则判断该原始图像为正常图像，并将获取的人像绝对前景区域的头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内的区域标记为确定的头发区域，将获取的人像绝对前景区域的人眼位置的中心连线和头部底部位置连接形成的长方形区域标记为非头发区域。
[0030]进一步地，所述局部最佳的未知区域的半径中，当正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积大于正方形局部区域B
i
面积的1/3时，则表征当前的正方形局部区域B
i
是在
头发区域中，所述H(B
i
)＝1；
[0031]当正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积小于正方形局部区域B
i
面积的1/10时，则表征当前的正方形局部区域B
i
不在头发区域中，所述H(B
i
)＝0.1；所述边界上的每一个点p
i
的未知区域的半径中，H(B
i
)为0.1和1之间线性插值。
[0032]进一步地，所述局部最佳的未知区域的半径中，衡量局部区域的背景平滑度的参数C(B
i
)的计算方法，包括：
[0033]采用so本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变宽度的人像精细抠图方法，该方法用于改变原始图像的头发区域的未知区域半径，生成精确的三分图以获得无明显瑕疵的人像抠图结果；其特征在于，该可变宽度的人像精细抠图方法包括：获取待抠图的原始图像，进行人像二值化分割预处理，分离得到人像绝对前景区域；确定出所述人像绝对前景区域的头发区域和非头发区域，并通过二值化二次分割得到头发区域的分割结果，头发区域标记为R_hair；获取所述人像绝对前景区域的确定边界上的每一个点p
i
，确定一个以该点为中心的正方形局部区域B
i
，并计算其局部最佳的未知区域的半径r
i
，沿着每个点的局部半径的边界绘出trimap算法内所述人像绝对前景区域边缘的可变宽度的未知区域；根据获取的所述原始图像和计算得到的所述人像绝对前景区域边缘的可变宽度的未知区域，在所述原始图像中进行软分割抠图操作，提取出前景目标；其中，边界上的每一个点p
i
的正方形局部区域B
i
的局部最佳的未知区域的半径r
i
为：r
i
＝r_max
·
min(H(B
i
)，C(B
i
)，D(B
i
))其中，r_max是预设的一个最大半径；H(B
i
)是一个0.1到1之间的线性插值，与所述正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积的大小成正比；C(B
i
)用来衡量局部区域的背景平滑度，C(B
i
)为一个0.1到1之间的线性插值；D(B
i
)用来衡量局部区域的前景和背景颜色可分离度，D(B
i
)为0.1和1之间线性插值。2.如权利要求1所述的可变宽度的人像精细抠图方法，其特征在于：所述待抠图的原始图像的二值化分割还获得背景区域。3.如权利要求1或2所述的可变宽度的人像精细抠图方法，其特征在于：所述确定出所述人像绝对前景区域的头发区域和非头发区域的方法，包括：将获取的人像绝对前景区域的头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内的区域标记为确定的头发区域；将获取的人像绝对前景区域的人眼位置的中心连线和头部底部位置连接形成的长方形区域标记为非头发区域。4.如权利要求3所述的可变宽度的人像精细抠图方法，其特征在于：在确定头发区域前，还包括：获取头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内区域的平均亮度，并与设定的一个阈值比较；当亮度大于所述阈值时，则判断该原始图像为异常图像，即光头情况，直接在所述原始图像中进行软分割抠图操作，提取出前景目标；当亮度小于所述阈值时，则判断该原始图像为正常图像，并将获取的人像绝对前景区域的头部顶部位置的距离顶端竖直方向的一定像素以内的区域标记为确定的头发区域，将获取的人像绝对前景区域的人眼位置的中心连线和头部底部位置连接形成的长方形区域标记为非头发区域。5.如权利要求2所述的可变宽度的人像精细抠图方法，其特征在于：所述局部最佳的未知区域的半径中，当正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积大于正方形局部区域B
i
面积的1/3时，则表征当前的正方形局部区域B
i
是在头发区域中，所述H(B
i
)＝1；当正方形局部区域B
i
和头发区域R_hair相交面积小于正方形局部区域B
i
面积的1/10
时，则表征当前的正方形局部区域B
i
不在头发区域中，所述H(B
i
)＝0.1；所述边界上的每一个点p
i
的未知区域的半径中，H(B
i
)为0.1和1之间线性插值。6.如权利要求2所述的可变宽度的人像精细抠图方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩智素，谌波，刘新科，玉珏，
申请(专利权)人：深圳市飘飘宝贝有限公司，
类型：发明
国别省市：