專利名稱：一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理和模式識別的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法。
背景技術(shù)：
頭發(fā)區(qū)域是人體頭部的一個(gè)重要區(qū)域，是使得不同個(gè)體具有不同外觀的原因之一。頭發(fā)區(qū)域的提取也是個(gè)性化人臉卡通動(dòng)漫頭像自動(dòng)生成的核心模塊。通過準(zhǔn)確提取人臉圖像中的頭發(fā)區(qū)域，進(jìn)一步利用模板匹配的方法在發(fā)型模板庫中選擇合適的卡通發(fā)型從而使得最終生成的卡通動(dòng)漫頭像與相應(yīng)的人臉圖像在相似度和卡通效果方面達(dá)到平衡。目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)對圖像中的頭發(fā)自動(dòng)處理局限于對頭發(fā)的分割和提取的技術(shù)，這類技術(shù)一般通過各類圖像分割技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。人的頭發(fā)區(qū)域由于形狀、位置多變，所以目前大多數(shù)人臉卡通技術(shù)通過手工繪制的方法來對頭發(fā)進(jìn)行處理，自動(dòng)繪制具有卡通效果的頭發(fā)尚不多見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決的問題是:克服現(xiàn)有人臉卡通技術(shù)中主要利用手工繪制頭發(fā)區(qū)域的方法，從而導(dǎo)致產(chǎn)出效率低下、效果不穩(wěn)定的缺陷，提供一種全自動(dòng)快速的卡通效果頭發(fā)的繪制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:(1)通過閾值分割技術(shù)提取頭發(fā)區(qū)域初始分割結(jié)果，然后利用形態(tài)學(xué)圖像后處理技術(shù)得到最終的頭發(fā)分割結(jié)果。(2)對頭發(fā)分割結(jié)果的區(qū)域用不變特征矩技術(shù)計(jì)算頭發(fā)區(qū)域的特征描述矢量。(3)根據(jù)特征描述矢量與預(yù)先設(shè)置的卡通風(fēng)格頭發(fā) 模板庫中的各模板頭發(fā)的特征矢量進(jìn)行對比后選擇最接近的模板頭發(fā)進(jìn)行繪制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下:(1)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了卡通效果頭發(fā)繪制的自動(dòng)化，其間無需人工干預(yù)或交互，從而提升了生產(chǎn)效率。(2)本發(fā)明通過預(yù)先設(shè)置不同的卡通風(fēng)格頭發(fā)模板庫，避免了由于卡通繪制師水平的差異導(dǎo)致的效果不穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明的流程圖。圖2為原始正面人臉圖像的例子。圖3為通過閾值分割技術(shù)得到的初始頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果的例子。圖4為通過形態(tài)學(xué)后處理技術(shù)得到的最終頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果的例子。圖5為用于人臉卡通化的頭發(fā)繪制的例子。
具體實(shí)施例方式這種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法包括如下步驟:(1)頭發(fā)區(qū)域分割；(2)頭發(fā)特征描述；(3)頭發(fā)模板匹配與繪制。優(yōu)選地，步驟(I)將根據(jù)如圖2所示的人臉圖像利用大津法(Ostu)自動(dòng)計(jì)算圖像二值化的分割閾值。將圖像進(jìn)行二值化后利用圖像連通域分析技術(shù)提取面積最大的黑色連通域作為初始頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果，如圖3所示。對初始頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的閉操作(close)填充區(qū)域內(nèi)的小孔洞并且柔化區(qū)域邊緣，結(jié)構(gòu)元素可以選為半徑為5的圓形，從而得到最終頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果，如圖4所示。優(yōu)選地，步驟(2)對于步驟(I)中得到的最終頭發(fā)區(qū)域分割結(jié)果計(jì)算Hu矩，從而得到7個(gè)不變矩，并將其表示成一個(gè)7維特征描述矢量。優(yōu)選地，步驟(3)將步驟(2)中得到特征描述矢量和預(yù)先設(shè)置的卡通風(fēng)格頭發(fā)模板庫中的各頭發(fā)模板對應(yīng)的特征描 述矢量進(jìn)行比較(模板庫中的各頭發(fā)模板對應(yīng)的特征描述矢量可以預(yù)先計(jì)算好)。比較方法通過計(jì)算7維矢量之間的L2范數(shù)并取最小值得到。最后直接將最優(yōu)的卡通頭發(fā)模板疊加到人臉卡通化結(jié)果中，如圖5所示。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法，其特征在于利用一張正面人臉圖像，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析技術(shù)合成具有卡通風(fēng)格的頭發(fā)繪制效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法，其特征在于，所述步驟包括: (1)頭發(fā)區(qū)域分割； (2)頭發(fā)特征描述； (3)頭發(fā)模板匹配與繪制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法，其特征在于，步驟(I)頭發(fā)區(qū)域分割是通過閾值分割技術(shù)結(jié)合形態(tài)學(xué)后處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法，其特征在于，步驟(2)頭發(fā)特征描述是通過計(jì)算頭發(fā)區(qū)域的特征矩來實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于人臉卡通化的自動(dòng)頭發(fā)繪制方法，其特征在于，步驟(3)頭發(fā)模板匹配與繪制通過預(yù)先設(shè)置的卡通風(fēng)格頭發(fā)模板庫，選擇模板庫中最相似的頭發(fā)模板來進(jìn) 行繪制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用人臉正面照片并利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)提取照片中的頭發(fā)區(qū)域并將其轉(zhuǎn)化為卡通風(fēng)格繪制效果的方法。該方法可以作為基于人臉圖像的卡通化技術(shù)的一個(gè)組成部分。本發(fā)明包括以下步驟(1)頭發(fā)區(qū)域分割；(2)頭發(fā)特征描述；(3)頭發(fā)模板匹配與繪制。
文檔編號G06T11/00GK103218838SQ201310171320
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月11日
發(fā)明者彭振云, 許奇明 申請人:蘇州華漫信息服務(wù)有限公司