[发明专利]一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法

权利要求书

1.一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

将输入图像转换为灰度图像，获取输入图像的特征点，所述特征点包括具有标志性的面部轮廓点、眉毛轮廓点、眼睛轮廓点、鼻子轮廓点以及嘴巴轮廓点；

根据获取的眉毛轮廓点、眼睛轮廓点、鼻子轮廓点对输入图像中的眼睛、眉毛、鼻子分别进行重叠分块，针对一个面部器官使用3个或3个以上的分块；

在人脸图像块库中为所有分块寻找最佳匹配块，各最佳匹配块对应在卡通图像块库的卡通块即为找到的卡通匹配块；

将卡通匹配块合成为完整的器官块，按照特征点的位置将这些器官放到输入图像的相应位置；

面部轮廓直接通过勾勒面部轮廓点合成；嘴巴轮廓通过勾勒嘴巴轮廓点合成外唇线与中唇线，并按照特征点的位置将面部轮廓与嘴巴放到输入图像的相应位置；

取得输入图像中头发区域的掩膜，从而得到头发部分，并将头发部分放到输入图像的相应位置；

对卡通化后的图像进行上色，生成最终的人脸卡通画。

2.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，通过主动表观模型AAM搜索特征点。

3.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，仅对一只眼睛的分块寻找最佳匹配块，并在卡通图像块库中将与这只眼睛对应的卡通匹配块对称的卡通图块作为另一只眼睛的卡通匹配块。

4.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，取得输入图像中头发区域的掩膜的具体方法是：

用R、G、B三个通道的颜色阈值对输入图像进行二值处理得到三个通道对应掩膜，再将三个通道的掩膜进行与运算得到一个掩膜图像，再对该掩膜图像计算位置直方图，用位置阈值对掩膜图像再次进行约束，从而得到最终的头发区域的掩膜；

所述R、G、B三个通道的阈值通过以下方式得到：

对训练库中图像的头发区域进行分割，得到头发部分的掩膜，从而得到头发区域；非掩膜区域为肤色区域；对于训练库中所有提取的头发部分的R、G、B三个通道进行颜色直方图的统计，同时对于肤色区域也进行R、G、B三个通道颜色直方图的统计，通过三个通道的头发部分和肤色部分颜色统计直方图的比较可分别得到R、G、B三通道的颜色阈值；

所述位置阈值通过以下方式得到：

对于训练库中所有的头发部分的掩膜进行位置直方图的统计，根据统计的位置直方图选定位置阈值。

5.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，对图像进行上色的具体方法是：

肤色区域上色:利用预分割Grab cut算法对输入测试图像进行交互式分割，从而得到人脸肤色区域的掩膜，利用该掩膜对人脸肤色区域进行上色；

嘴巴上色：用选定的颜色对外唇线及中唇线进行上色，对在封闭的外唇线形成的闭合区域内填充唇色。

6.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，对图像进行上色之后，还包括眉毛的交互式修正步骤：

当用户确定对眉毛进行修正后，对当前卡通化生成的整条眉毛用HOG特征进行描述，在卡通图像库中选择HOG特征与当前眉毛HOG特征绝对误差最小的整条眉毛代替当前眉毛。

7.如权利要求1所述一种基于特征点定位的人脸卡通画生成方法，其特征在于，对图像进行上色之后，还包括面部轮廓的修正步骤：

得到输入图像的肤色区域的掩膜，从而得到肤色区域，对该肤色区域图像求梯度；

将面部轮廓的特征点分为三段，第一段为左边脸部轮廓，第二段为下巴轮廓，第三段为右边脸部轮廓；将第一、第三段的特征点在左右邻域内整体移动，对第二段的特征点在上下邻域内整体移动，找梯度最大的位置作为该特征点的新的位置；

最后利用曲线拟合的方法进行对新确定的特征点进行轮廓线的平滑。