[发明专利]生成脸部虚拟图像的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机行业多媒体及图像处理技术领域，尤其涉及一种生成脸部虚拟图像的方法与装置。

背景技术

目前，个人计算机和掌上电脑甚至智能手机的计算功能日益强大，机载摄像头和麦克风已经成为基本配置。基于计算机的人机交互类娱乐软件及装置备受欢迎。

传统的人脸合成技术难点有两个，第一是人脸特征提取，需要对人脸特征关键点进行精确定位后提取人脸特征。由于人脸是非刚性物体，实际中的表情、俯仰角度及环境光照都对基于关键点定位的人脸特征提取造成极大困难。这也是基于人脸图像的产品多年来不能实用化的主要原因。人脸合成的技术的第二个难点在人脸合成算法，人脸合成分为三维建模和二维建模两种。三维建模需要专用的三维设备对人脸进行采样建模，目前难以普及。二维建模的合成算法在人脸特征关键点为基础，把两张人脸图像各自划分为数百至上千的网格进行分片对位融合形成新的合成图像。在以上技术背景下开发的产品，关键点定位算法稳定性直接决定了整个产品的成败，人脸合成算法的复杂计算消耗大量计算成本。所以很难在嵌入式系统和智能手机上应用。基于上述原因，市场上还没有能够在嵌入式系统上实用的虚拟人脸生成方法。

在实现本发明的过程中，申请人意识到现有技术脸部虚拟图像生成方式存在如下技术缺陷：实现复杂，难于在配置较低的系统中实现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述缺陷，本发明提供了一种生成脸部虚拟图像的方法与装置，以简化处理步骤，降低其对系统配置的要求。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种生成脸部虚拟图像的方法。该方法包括：从模板数据库中选取脸部的全局曲面模板，全局曲面模板包括脸部图像的低频信息；由用户脸部的原始图像获取用户脸部的平面纹理图像，平面纹理图像中包括用户脸部的原始图像的高频信息；将平面纹理图像和全局曲面模板合成为用户的脸部虚拟图像。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，从模板数据库中选取脸部的全局曲面模板的步骤包括：由用户脸部的原始图像获取用户脸部的T字区参数，T字区参数包括双眼间距离与嘴部中心点至双眼连接线的垂直距离的比值；从模板数据库中选取符合T字区参数的全局曲面模板。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，由用户脸部的原始图像获取用户脸部的T字区参数的步骤包括：在显示装置上显示在同一水平面的两坐标；通过摄像装置提取用户脸部原始图像，并将用户脸部原始图像在显示装置上显示；当用户脸部的原始图像中双眼的位置与两坐标对应时，采集至少两帧用户脸部的原始图像，两帧用户脸部的原始图像中嘴部位置的像素有变化；根据两帧原始图像的差异，获取原始图像中嘴部的位置；将两坐标位置的距离与嘴部位于与两坐标连接线的垂直距离做比，获取T字区参数。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，采集至少两帧用户脸部的原始图像的步骤中，该两帧用户脸部的原始图像为用户发音前后的两个时刻所采集的用户脸部的原始图像。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，采集至少两帧用户脸部的原始图像的步骤中，用户发音中包含用户指令参数信息，该用户指令参数信息为以下特征中的一个或不相互冲突的多个：男、女、胖、瘦、老、少；从模板数据库中选取符合T字区参数的全局曲面模板的步骤包括：从模板数据库中选取同时符合T字区参数及由用户发音中所包含的用户指令参数信息的全局曲面模板。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，根据两帧用户脸部的原始图像，获取原始图像中嘴部位置的步骤具体包括：将两帧用户脸部的原始图像进行相减，该两帧用户脸部原始图像中变化最大的位置对应为嘴部的位置。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，由用户脸部的原始图像获取用户脸部的平面纹理图像的步骤包括：获取用户脸部的原始图像；将原始图像进行低通滤波，获取用户脸部的全局曲面；根据平面纹理提取算法，由原始图像和全局曲面获得用户脸部的平面纹理图像。

优选地，在本发明生成脸部虚拟图像方法的技术方案中，根据平面纹理提取算法，由原始图像和全局曲面获得用户脸部的平面纹理图像的步骤包括：设原始图像的(x，y)像素点的像素值为Ori(x，y)，设全局曲面的(x，y)像素点的像素值为Surf′(x，y)，设平面纹理图像的(x，y)像素点的像素值为T(x，y)，则