[发明专利]一种基于梯度方向的头发分向判断方法

说明书

本发明涉及一种基于梯度方向的头发分向判断方法，包括以下步骤：(1)使用Dlib人脸特征点检测算法，检测出人脸头像图片中人脸的68个特征点；(2)依据人脸的68个特征点，旋转图像使得人脸处于图像的水平位置，然后截取出包含头发的人脸整体照片区域；(3)针对变换后的完整人脸区域，截取出头发区域的图像，然后计算出该区域图像每个像素点的梯度方向；(4)遍历整个头发区域的每个像素点的梯度方向，根据梯度方向的变化情况，判断头发的分向。本发明可以处理任何角度拍摄的照片，判断正确率高，而且，计算梯度方向、遍历处理梯度信息则只需要在头发区域进行，能够有效减少算法的整体计算量，提升处理速度。

技术领域

本发明涉及一种应用于人脸识别技术领域，具体涉及一种基于梯度方向的头发分向判断方法。

背景技术

人脸头像处理是图像处理领域的重要研究方向。近年来基于人脸头像处理的各种手机APP软件提供的各种人脸美颜美化功能，非常受用户特别是女性用户的欢迎。

基于人脸头像的头发处理，可以为人脸美颜美化提供极为丰富的功能。比如，人脸美颜中与头发相关的染发、换发型等功能，以及人脸卡通画中的发型选择与头发线条生成，人脸头像的头发处理很大程度上会影响人脸美化处理的整体效果，为用户提供丰富全面的人脸美化体验。

头发分向判断是人脸头像中头发处理的基础，它可以指导后续的换发型、染发、发型选择等于头发相关的处理。现有的头发分向判断方法，主要通过二值化脸部和头发区域图像，然后提取眉毛之上图像区域的边缘线条，通过头发边缘线条的分叉变化，来判断头发分向。此类方法受光照环境的影响较大，且对很多复杂的边缘线条分叉情况无法判断，正确率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于梯度方向的头发分向判断方法，能够处理任何角度拍摄的图像，而且准确率高，处理速度快。

为实现上述技术目的，本发明提供一种基于梯度方向的头发分向判断方法，具体包括以下步骤：

(1)使用Dlib人脸特征点检测算法，检测出人脸头像图片中人脸的68个特征点(分别标记为B1-B68)；

(2)依据人脸的68个特征点，旋转图像使得人脸处于图像的水平位置，然后截取出包含头发的人脸整体照片区域；

(3)针对变换后的完整人脸区域，截取出头发区域的图像，然后计算出该区域图像每个像素点的梯度方向；

(4)遍历整个头发区域的每个像素点的梯度方向，根据梯度方向的变化情况，判断头发的分向。

具体地说，步骤(2)包括以下步骤：

(2.1)计算人脸轮廓B1和B17点组成的直线与水平线的夹角α；

(2.2)将图像顺时针旋转α，得到水平人脸的图像，同时修正68个人脸特征点坐标；

(2.3)确定人脸中心点C的坐标(X_c，Y_c)；

(2.4)基于C点坐以及B1和B17点坐标，计算矩形人脸区域的左上角和右下角的X坐标；

(2.5)基于C点坐以及B1和B17点坐标，计算矩形人脸区域的左上角和右下角的Y坐标；

(2.6)基于所述左上角和右下角的坐标，确定并截取人脸和头发区域图像。

具体地说，步骤(3)包含以下步骤：

(3.1)确定人脸图像中头发区域；

(3.2)计算头发区域中每个像素点的梯度角θ；

(3.3)得到头发区域像素点的梯度角矩阵。

具体地说，步骤(4)包含以下步骤：