面向手机动漫人物的脸部器官定位方法技术

本发明专利技术公开了一种面向手机动漫人物的脸部器官定位方法，它是脸部变形、器官移位、假面易容等通过计算机创作手机动画脸谱的基础。其特征在于，包括以下步骤：１）设计脸部器官特征矩阵。２）图像灰度化。３）图像锐化操作，凸现图像轮廓。４）构建特征分布带。５）筛选特征块。６）计算器官中心位置。７）勾画器官轮廓。本发明专利技术使用实用有效的数字图像处理算法，注意减少数据量和提高ＣＰＵ运行效率，使受制约于屏幕尺寸和计算能力的手机动漫作品具有低廉的创作成本和快速的运行效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理
，涉及一种。
技术介绍
不同于《喜羊羊与灰太狼》等影视动漫音像作品，受制于无线网络的传输速度，特别是手机屏幕尺寸和手机的计算能力，手机动漫人物多以画面夸张、个性明朗、令人愉悦取胜。手机动画作品十分追求新的创意，而不以画面的精细、层次的繁复取胜。 在当前计算机技术的支持下，大量音像画面多以彩色、完全真实、显露全部细节的数字彩色画面出现，但是我们认为不同年龄、不同层次、处于不同时间段的手机用户，也需要亦庄亦谐、不同风格的电子资讯，从而给手机用户的生活带来更丰富的姿色和更轻快的欢笑。 如果能够将自身或熟人的肖像照片用计算机图像技术，对脸部易容，或使眼睛、鼻子、嘴巴等脸部器官变形，改造成为有趣的动漫脸谱，在移动网络中通过彩信等方式发送给亲戚、朋友，这会使收信人觉得十分有趣，从而提升手机用户的积极性，兴趣盎然、乐此不疲地参与其中，丰富手机用户的文化生活，创造良好的社会价值和经济价值。 为使肖像中的眼睛、鼻子、嘴巴等脸部器官通过图像技术实现搞笑(变形处理)的效果，首先必需实现脸部器官的定位，为此，有必要提出一种，从而得以进而将人物肖像改造成滑稽的手机动漫脸谱。
技术实现思路
本专利技术要解决技术问题是提供一种。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是 一种，其特征在于，包括以下步骤 步骤1基于人物肖像图像构造脸部器官特征矩阵，脸部器官特征矩阵表示为 其中7个行向量依次分别表征左眉、左眼、右眉、右眼、嘴唇、鼻子、脸在人物肖像图像中的几何位置； 步骤2对原人物肖像图像划定脸颊区域，然后进行灰度化处理 a)拖动鼠标大致划定脸颊区域(参见图1a)； b)对原图像的每一个像点进行灰度化处理，处理后的像点的灰度值I＝0.3B+0.59G+0.11R，其中R、G、B为原人物肖像图像像点的像素的三个分量；从而获得灰度图像； 步骤3构建垂直方向特征带 图像锐化处理 采用以下公式对灰度图像进行锐化处理 处理后图像的坐标为(i，j)的点的像素值 其中T1为第一门限值，f(i，j)表示灰度图像在坐标为(i，j)的点的像素值，G＝|f(i，j)-f(i+1，j)|+|f(i，j)-f(i，j+1)|；T1＝30，C＝80； a)对灰度图像在脸颊范围内执行3次所述的锐化处理，以凸现图像轮廓； b)统计全图中具有最大灰度值的行所对应的最大灰度值 式中W为图像宽度， c)对锐化后的灰度图像进行二值化 T2为第二门限值，T2＝0.2； d)将相邻Gj为1的各行合并成若干Y方向的特征分布带YB1～YBn； e)当上一特征带的底和下一特征带的顶相距小于第三门限值T3时将此相邻的两特征带合并成一个特征带，得到合并后的垂直方向特征带YB1～YBm；第三门限值T3取值为8。 步骤4构建水平方向特征带 a)选定一个已经获得的垂直方向特征带，对所选的垂直方向特征带执行3次所述的锐化处理； b)统计所选的垂直方向特征带中具有最大灰度值的列所对应的最大灰度值式中h为所选的垂直方向特征带的高度； c)对所选的垂直方向特征带锐化后的灰度图像进行二值化 式中h为所选的垂直方向特征带的高度，T2为第二门限值； d)将相邻G1j为1的各列合并成n1个水平方向的特征分布带XB1～XBn1； e)当上一特征带的右界和下一特征带的左界相距小于T3时将此相邻的两特征带合并成一个特征带，得到合并后的m1个水平方向特征带XB1～XBm1，m1≤n. f)选择另一垂直方向特征带，直到遍历全部垂直分别带； 步骤5设计筛选规则，筛选矩形块 在垂直方向特征带和水平方向特征带相交所形成的候选矩形块中，根据器官中心是否处于该候选矩形块中为准则，筛除无效的候选矩形块，从而留下有效候选矩形块； 步骤6计算器官中心位置以有效候选矩形块的几何中心位置作为器官实际中心，以各器官实际中心和各器官模板中心的差值修正器官特征矩阵，各器官模板中心是由最初给定的脸部器官特征矩阵计算得到的对应各器官的中心点； 步骤7勾画器官位置根据修正后的脸部器官特征矩阵用椭圆曲线依次连接脸部器官特征矩阵中的特征点，得到各个器官所在位置的轮廓曲线。 本专利技术的有益效果 本专利技术公开了一种，它是脸部变形、器官移位、假面易容等通过计算机创作手机动画脸谱的基础。 附图说明 图1为采用本专利技术中的方法对实际图像进行处理的效果图。图a原图及大致划定脸颊；图b为经过微分操作后显现高亮度特征区，图c为Y、X方向亮度带和候选矩形块，图d为有效块及距离D1、D2和D3，图e为实际的特征带分布一例，图f为实际定位结果一例 图2本专利技术方法的流程图。 具体实施例方式 实施例1 一种，其特征在于，包括以下步骤 步骤1基于人物肖像图像构造脸部器官特征矩阵，脸部器官特征矩阵表示为 其中7个行向量依次分别表征左眉、左眼、右眉、右眼、嘴唇、鼻子、脸在人物肖像图像中的几何位置； 步骤2对原人物肖像图像大致划定脸颊区域，然后进行灰度化处理 a)拖动鼠标大致划定脸颊区域(参见图1a)； b)对原图像的每一个像点进行灰度化处理，处理后的像点的灰度值I＝0.3B+0.59G+0.11R，其中R、G、B为原人物肖像图像像点的像素的三个分量；从而获得灰度图像； 步骤3构建垂直方向特征带 图像锐化处理 在数字图像处理中通过微分运算可以求得信号的变化率被称为锐化处理。锐化处理可以加强高频分量使图像轮廓凸现(参见图1b)。在图像处理中，一阶微分是通过梯度法实现的。对于一幅图像用函数f(x，y)表示。定义f(x，y)在点(x，y)处的梯度为矢量 梯度的方向在函数f(x，y)最大变化率的方向上，梯度的幅度G由下式计算 即梯度的幅度就是f(x，y)在其最大变化率方向上的增量，对数字图像而言，上述偏微分可以用差分予以近似，其表达式为 进而，在计算精度允许的情况下可采用绝对值予以近似 G＝|f(i，j)-f(i+1，j)|+|f(i，j)-f(i，j+1)|； 为放大微分运算的效果可以按如下公式计算微分后的图像数据 其中T1为第一门限值。 且由上式可见当某点的G值大于门限值T1时，将该点的灰度f(i，j)加上某一常数C，以凸现微分的效果。本专利技术中T1＝30，C＝80. a)对灰度图像在脸颊范围内执行3次微分运算(锐化处理)，以凸现图像轮廓。 b)统计全图中具有最大灰度值的行所对应的最大灰度值 式中W为图像宽度， c)对锐化后的灰度图像进行二值化 T2为第二门限值； d)将相邻Gj为1的各行合并成若干Y方向的特征分布带YB1～YBn； e)当上一特征带的底和下一特征带的顶相距小于第三门限值T3时将此相邻的两特征带合并成一个特征带，得到合并后的垂直方向特征带YB1～YBm；门限值T3取值为8。 步骤4构建水平方向特征带 a)选定一个已经获得的垂直方向特征带，对此区域(所选的垂直方向特征带)执行3次微分运算； b)统计本区域中具有最大灰度值的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向手机动漫人物的脸部器官定位方法，其特征在于，包括以下步骤：　　步骤１：基于人物肖像图像构造脸部器官特征矩阵，脸部器官特征矩阵表示为Ｃ＝［ｃ↓［１１］　…　ｃ↓［１６］　…　…　…　ｃ↓［７１］　…　ｃ↓［７６］］其中７个行向量依次分别表征左眉、左眼、右眉、右眼、嘴唇、鼻子、脸在人物肖像图像中的几何位置；　　步骤２：对原人物肖像图像划定脸颊区域，然后进行灰度化处理：　　ａ）拖动鼠标大致划定脸颊区域（参见图１ａ）；　　ｂ）对原图像的每一个像点进行灰度化处理，处理后的像点的否处于该候选矩形块中为准则，筛除无效的候选矩形块，从而留下有效候选矩形块；　　步骤６：计算器官中心位置：以有效候选矩形块的几何中心位置作为器官实际中心，以各器官实际中心和各器官模板中心的差值修正器官特征矩阵，各器官模板中心是由最初给定的脸部器官特征矩阵计算得到的对应各器官的中心点；　　步骤７：勾画器官位置：根据修正后的脸部器官特征矩阵用椭圆曲线依次连接脸部器官特征矩阵中的特征点，得到各个器官所在位置的轮廓曲线。灰度值Ｉ＝０．３Ｂ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｒ，其中Ｒ、Ｇ、Ｂ为原人物肖像图像像点的像素的三个分量；从而获得灰度图像；　　步骤３：构建垂直方向特征带　　图像锐化处理：　　采用以下公式对灰度图像进行锐化处理：　　处理后图像的坐标为（ｉ，ｊ）的点的像素值Ｇ（ｉ，ｊ）＝＊＊＊；　　其中Ｔ↓［１］为第一门限值，ｆ（ｉ，ｊ）表示灰度图像在坐标为（ｉ，ｊ）的点的像素值，Ｇ［ｆ（ｉ，ｊ）］＝｜ｆ（ｉ，ｊ）－ｆ（ｉ＋１，ｊ）｜＋｜ｆ（ｉ，ｊ）－ｆ（ｉ，ｊ＋１）｜；Ｔ↓［１］＝３０，Ｃ＝８０；ａ）对灰度图像在脸颊范围内执行３次所述的锐化处理，以凸现图像轮廓；　　ｂ）统计全图中具有最大灰度值的行所对应的最大灰度值　　Ｇ↓［Ｍａｘ］＝Ｍａｘ（∑↓［ｉ＝１］↑［ｗ］Ｇ（ｉ，ｊ）），式中Ｗ为图像宽度，　　ｃ）对锐化后的灰度图像进行二值化＊＊＊；　　Ｔ↓［２］为第二门限值，Ｔ↓［２］＝０．２；　　ｄ）将相邻Ｇ↓［ｊ］为１的各行合并成若干Ｙ方向的特征分布带Ｙ↓［Ｂ１］～Ｙ↓［Ｂｎ］；　　ｅ）当上一特征带的底和下一特征带的顶相距小于第三门限值Ｔ↓［３］时将此相邻的两特征带合并成一个特征带，得到合并后的垂直方向特征带Ｙ↓［Ｂ１］～Ｙ↓［Ｂｍ］；第三门限值Ｔ３取值为８。　　步骤４：构建水平方向特征带　　ａ）选定一个已经获得的垂直方向特征带，对所选的垂直方向特征带执行３次所述...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伯康，易璐，杨正慧，沈清，向黎生，黄霞，左浩，周业波，
申请(专利权)人：拓维信息系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]