[发明专利]一种基于图像处理的人脸卡通形象设计方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的人脸卡通形象设计方法，包括：设计卡通画背景、灰度模板、人脸背景；使用ASM算法获取输入图像中的人脸特征点；根据人脸特征点获取输入图像中的人脸区域；对人脸区域图像进行归一化操作，将其大小变成和人脸背景同样的大小；对彩色人脸区域图像进行灰度变换，将其变换为灰度图像；将人脸区域图像和灰度模板进行图像变换，得到人脸图像；结合背景图像得到生成卡通图像。当要输出彩色卡通图像时，还要将人脸区域图像和彩色模板进行图像变换，得到人脸图像后，将各图像融合得到生成图像Y。本发明方法基于输入的单张图像、背景、模板即可生成生动逼真的人脸卡通形象，无需采用大量图像进行训练，大幅降低计算开销。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于图像处理的人脸卡通形象设计方法。

背景技术

卡通动画制作是一项应用广泛的技术，在广播电视、网络等领域有着普遍化的应用。传统的制作方法是：将具有各个表情和动作的每一帧人脸都绘制出来，通过连续播放实现连贯的动画效果。而今，随着图像处理技术的日益发展，常采用计算机绘制卡通形象，效率大大提高。在实际应用中，常有将图像处理成卡通形象的需求，也有一些相关技术。

例如，“A nonlinear approach for face sketch synthesis and recognition，Qingshan Liu,Xiaoou Tang,Hongliang Jin,Hanqing Lu,Songde Ma，2005CVPR”论文中即是采用基于画像合成与画像识别实现人脸形象设计。其基于locall linear embedding(LLE)方法，用photo-sketch pair训练集训练出来的模型(P)自动生成pseudo-sketch。由于画家画的素描难免有偏差，以及pseudo-sketch会有模糊，因此画像识别采用KNDA方法。但该方法需要用到大量的现有图像，文章中用了600幅图像训练，如果数据少则无法达到文中所称的技术效果，而且生成的人脸形象效果不够理想，真实度无法令人满意。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于图像处理的人脸卡通形象设计方法，能够将人脸图像结合已有模板处理成卡通形象。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于图像处理的人脸卡通形象设计方法，包括如下步骤：

步骤1，预先设计卡通画背景U、灰度模板T、人脸背景M；

步骤2，输入图像X，使用ASM算法获取输入图像X中的人脸特征点；

步骤3，根据步骤2获得的人脸特征点获取输入图像中的人脸区域；

步骤4，对步骤3获得的人脸区域图像进行归一化操作，将其大小变成和人脸背景M同样的大小；

步骤5，当步骤4获得的人脸区域图像是彩色图像时，则将其灰度变换，将其变换为灰度图像A；当步骤4获得的人脸区域图像是灰度图像，则将其作为灰度图像A；

步骤6，将步骤5获得的人脸区域图像A和灰度模板T进行图像变换，得到人脸图像C；

具体包括以下步骤：

(1)对人脸区域图像A的直方图进行均衡化处理，得到图像灰度级为a；

(2)计算模板T图像的概率密度函数P(T)，求解图像T进行均衡化处理的变换函数Q(T)；

(3)将图像A均衡化中得到的灰度级a代入步骤(2)，求解逆变换c＝Q^-1(a)，c即为变换后的图像，也就是人脸图像C的像素值；

步骤7，将卡通画背景图像U做反色，再和步骤6获得的人脸图像C的灰度值逐点相加，再做反色处理，即得生成图像Y。

进一步的，所述步骤5中，灰度变换过程如下：