數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法
2023-06-06 17:05:46
專利名稱：數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法
技術領域：
本發明涉及一種數碼攝影圖像的處理方法，尤其是數碼圖像中人臉區域的識別與人臉區域的圖像處理結合的方法。
背景技術：
隨著通訊事業和數字科技的蓬勃發展，可隨身攜帶或擷取圖像的電子裝置，例如行動電話(Mobile phone)、數位相機(Digital Camera)或相片印表機(Photo Printer)等裝置已經成為新一代的流行商品。新一代的行動電話可運用在無線通訊、網際網絡領域中，加上結合為其主要賣點的影像擷取裝置，帶給了人們生活上的便利性以及行動通訊的趣味性，也成為時下最受歡迎的高科技電子產品。
目前，公知的技術中，數碼攝影設備著重在影像擷取，包括鏡頭的變焦、曝光時間的調整、液晶面板或影像感測組件像素的多寡等等。而對於相片處理功能卻未能提供完善的服務，使得用戶無法針對個人的喜好來處理相片。雖然有些數碼攝影設備有圖像處理的功能以增加用戶的趣味性，但使用上並不方便。比如，對人臉區域的處理，首先要用手動的選定框選定人臉區域，並調整人臉區域選定框的大小和位置，然後才能進行相應的圖像處理，而且在使用上有諸多的限制。
現實中，人們常常要對攝影作品的人臉區域進行圖像處理，比如在用數碼照相手機或數位相機給人拍照時，常常希望拍出來的人物表情多種多樣、膚色及曝光能滿足個人的喜好。但目前的數碼拍照手機或數位相機只能拍出實時的表情，這時，一般要藉助於一些圖像處理軟體，進行人臉區域的圖像處理，首先是把圖片下載到計算機中，然後用選定框選定人臉區域，手動調整人臉區域選定框的大小和位置，然後進行圖像處理，既煩瑣、複雜又不方便。而且，由於人臉區域必須由用戶手動識別，自動化程度不高，對該軟體不熟悉的用戶，根本無法使用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，根據人臉膚色以及模式識別的相關算法，無需用戶手動調整人臉區域選定框的大小和位置，自動識別人臉區域，便於用戶操作。
為解決上述技術問題，本發明數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法是提供、擷取圖像，由用戶決定是否對圖像中的人臉區域進行處理，決定為「否」則直接輸出圖像；決定為「是」，則由用戶設定圖像中人臉的效果選項，得到圖像的拷貝，通過光線補償操作、膚色建模、消噪處理去掉非人臉區域，提取出人臉區域的邊界，根據用戶設定的表情、膚色、明暗度選項，調用內嵌的圖像處理程序，在已確定的人臉區域進行相應的圖像處理，最後將處理過的人臉區域圖片放回到圖像中的原來位置，輸出處理之後的圖像。
本發明採用人臉的自動識別與人臉區域的圖像處理相結合的方法，讓用戶方便地對相片或圖像中的人物的面部進行各種圖像處理，隨意得到自己想要的表情及膚色，由於屏蔽了技術細節，提高了圖像處理的自動化程度，因此簡化、方便了用戶的操作。
本發明適用於計算機上的圖像處理應用程式，可結合行動電話、數位相機、個人化數字助理(PDA)、相片印表機，以及未來可能出現的種種數碼影像設備內嵌的圖像處理程序，提供用戶有關的選項進行相關的處理。
圖1是流程圖，表示本發明數字圖像中人臉的自動識別與人臉區域的圖像處理結合的方法。
圖2是效果示意圖，表示本發明數字圖像中人臉的自動識別與人臉區域的圖像處理前、處理時人臉區域的顯示圖與處理後的效果。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的最佳實施例作進一步詳細的說明。
圖1是本發明的實施流程，包括下列步驟步驟101為提供相片或擷取圖像，例如利用數位相機、攝像機或掃描裝置等數字影像擷取裝置，擷取一幅圖像，此圖像例如為人物照片。此外，亦可從計算機、行動電話或數位相機內建的電子相冊中開啟一張相片或圖片文件，該相片、圖片文件的儲存格式可以是JPG格式、TIF格式或其它格式。步驟102，由用戶決定是否對相片或圖像中的人臉區域進行處理，決定為「否」則直接進入步驟111輸出相片或圖像；決定為「是」，則進入步驟103，由用戶設定相片的效果，用戶可以根據提供的選項，設定例如改變人臉的表情，膚色等。步驟109為得到相片或圖像的拷貝，步驟104為進行光線補償操作；步驟105為膚色建模，膚色建模方法的步驟為掃描該圖像的像素點，將整個圖像中所有像素的亮度經過非線性γ-校正後從高到低進行排列，取前5％的像素，如果這些像素的數目足夠多，就將它們的亮度作為「參考白」，也即將它們色彩的R.GB分量值分別調整為最大值255。整幅圖像的其它像素點的色彩值也都按這一調整尺度隨之進行變換，以此建立膚色模型。屬於同一個人臉區域的膚色像素點應該是相互連通的；反之，一個人臉區域也應該是由一些連通的膚色像素點構成。步驟106為消噪處理，由於數字圖像中普遍存在有噪點，造成膚色模型的分割結果存在判斷失誤的情況，從而在連通的人臉區域中產生非膚色的噪點，所以進行人臉區域分割之前要進行去噪點，即濾波處理。其步驟是採用一種基於像素「密度」的濾波方法。這是一種類似「卷積」的濾波方法。直觀的講，就是在以每一個膚色像素為中心的3*3鄰域內統計非膚色像素點的個數，超過半數時中心點保留為膚色，否則認為是非膚色作為噪點處理。步驟107為去掉非人臉區域，即去掉由步驟106得到的非膚色，在得到了是否是膚色的相當於二值化的圖像後進入步驟108，提取出人臉區域的矩形框邊界，把矩形區域的參數傳送圖像處理步驟110，根據矩形區域的參數和用戶設定的表情、膚色、明暗度效果參數選項，調用內嵌的圖像處理程序，在已確定的人臉的區域進行相應的圖像處理，人臉區域的圖像處理按照嚴格的優先級順序進行；步驟111為輸出處理之後的圖像或相片，即為用戶所要的圖片。處理之後的圖像或相片可經由傳輸接口傳送至顯示器或印表機，或是儲存在計算機、行動電話或數位相機等數碼攝影設備的電子相冊中。
圖2為本發明的效果示意圖，圖2A為未經處理的圖像；圖2B為步驟108得到的人臉邊界的矩形框位置；圖2C為步驟111輸出的經過處理之後的圖像，即為用戶所要的相片。
本發明針對目前數碼攝影設備只能拍攝出人臉實時的一種表情或一種膚色和目前一些圖像處理軟體既煩瑣、複雜又不方便等不足，提供一種數字圖像人臉區域的自動識別與人臉區域的圖像處理結合的方法，進行人臉區域的效果處理。根據人臉膚色以及模式識別的相關算法，無需用戶手動調整人臉區域選定框的大小和位置，自動識別人臉區域。通過預先給用戶提供的例如膚色類型、明暗度、人物的表情等選項，由用戶選擇自己想要的效果，自動進行圖像處理。
權利要求
1.一種數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於採用以下步驟提供、擷取圖像，由用戶決定是否對圖像中的人臉區域進行處理，決定為「否」則直接輸出圖像；決定為「是」，則由用戶設定圖像中人臉的效果選項，得到圖像的拷貝，通過光線補償操作、膚色建模、消噪處理去掉非人臉區域，提取出人臉區域的邊界，根據用戶設定的表情、膚色、明暗度選項，調用內嵌的圖像處理程序，在已確定的人臉區域進行相應的圖像處理，最後將處理過的人臉區域圖片放回到圖像中的原來位置，輸出處理之後的圖像。
2.根據權利要求1所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於，所述的提取出人臉區域邊界的方法包括以下步驟掃描該圖像的像素點，將整個圖像中所有像素的亮度經過非線性γ-校正後從高到低進行排列，取前5％的像素，如果這些像素的數目足夠多，就i將它們的亮度作為「參考白」，然後建立膚色模型，根據膚色模型區分非膚色像素點和膚色像素點，經過消噪處理後，得到人臉區域。
3.根據權利要求1所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於，所述的消噪處理方法採用以下步驟以每一個膚色像素為中心的3*3鄰域內統計非膚色像素點的個數，超過半數時中心點保留為膚色，否則認為是非膚色作為噪點處理。
4.根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於，所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法還可以應用到行動電話、數位相機、個人數字助理和計算機圖像處理軟體中，所述的圖像還可以從這些設備的電子相冊中獲得。
5.根據權利要求1所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於，所述的圖像為一全彩人物圖案。
6.根據權利要求1所述的數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，其特徵在於，所述的人臉區域的邊界係為一矩形。
全文摘要
本發明公開了一種數碼攝影圖像中人臉區域的識別與處理結合的方法，針對目前數碼拍照手機或數位相機等設備只能拍攝出人臉實時的一種表情或一種膚色以及目前一些圖像處理軟體既煩瑣、複雜又不方便等不足，提供一種數字圖像人臉區域的自動識別與人臉區域的圖像處理結合的方法，進行人臉區域的圖像處理。根據人臉膚色以及模式識別的相關算法，通過光線補償操作、膚色建模、消噪處理去掉非人臉區域，提取出人臉區域的邊界，按照用戶選取的膚色類型、明暗度、人物的表情等選項，自動進行圖像處理，簡化、方便了用戶的操作。
文檔編號G06K9/00GK1885307SQ200510026918
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月20日 優先權日2005年6月20日
發明者譚永華, 蔡世光, 何代水 申請人:英華達(上海)電子有限公司