圖像處理方法及裝置製造方法
2023-04-24 13:07:21 1
圖像處理方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種圖像處理方法及裝置，該方法包括以下步驟：獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理；達到了採用參數可調的自由變形方式對圖像進行處理的目的，使圖像處理更加靈活和便捷。
【專利說明】圖像處理方法及裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種圖像處理方法及裝置。
【背景技術】
[0002]由於圖片和照片處理效果的需求，很多軟體產品需要對圖片或照片進行局部或全局的變形以達到特殊的處理效果，比如進行人像處理的瘦臉、瘦腿或是搞笑效果。
[0003]常用的圖像變形方法是通過預先固定變形差值的坐標偏移矩陣即通常所說的「行程矩陣」來對圖像進行特定的變形，由於這樣的矩陣大小是相對固定的，無法對變形參數進行相應的控制，因此不能控制圖像變形時的強度和細節。另外一種常用的變形方案是通過參數被控制在合理範圍內的函數來控制圖像變形的具體過程，並通過調整參數生成不同的「行程矩陣」，從而達到對圖像進行可控變形效果的目的。但這種方案的主要問題在於簡單函數往往難以勝任複雜的變形任務，且在變形需求有變化時，需要花費大量的時間和精力進行函數的替換及參數的控制選擇。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的是提供一種圖像處理方法及裝置，旨在達到採用參數可調的自由變形方式進行圖像處理的目的，使圖像處理更加靈活和便捷。
[0005]本發明實施例公開了一種圖像處理方法，包括以下步驟:
[0006]獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；
[0007]根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；
[0008]獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；
[0009]根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
[0010]本發明實施例還公開了一種圖像處理裝置，包括:
[0011]坐標偏移獲取模塊，用於獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；
[0012]處理函數獲取模塊，用於根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；
[0013]圖像處理模塊，用於根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
[0014]本發明通過獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理的方法，達到了採用參數可調的自由變形方式對圖像進行處理的目的，使圖像處理更加靈活和便捷。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明圖像處理方法一實施例流程示意圖；
[0016]圖2是本發明圖像處理裝置一實施例流程示意圖。
[0017]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。【具體實施方式】
[0018]以下結合說明書附圖及具體實施例進一步說明本發明的技術方案。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019]圖1是本發明圖像處理方法一實施例流程示意圖，本發明圖像處理方法包括以下步驟:
[0020]步驟SO1、獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；
[0021]終端獲取用戶端輸入的由多個便於識別的標定點所構成的標定圖像，在用戶端根據圖像的實際處理需要，通過圖像處理軟體，對上述標定圖像進行處理後，終端獲取用戶端處理後的標定圖像，並根據用戶端處理前後上述標定圖像中各標定點對應的坐標偏移，形成圖像處理的坐標偏移矩陣。
[0022]所述標定圖像可以為由一系列特定顏色的標定點按照預設規則構成的具有特定形狀的圖像，比如，由一系列紅色的標定點按照常用的線性模型構成的人臉圖像，該人臉圖像可以為陣狀分布的mark圖等。其具體的應用場景可以為:用戶端通過Photoshop (圖形處理系列軟體之一)處理軟體，對mark圖進行瘦臉處理、瘦腿處理。
[0023]由於組成所述標定圖像的標定點具有特定的顏色標識，因此終端可以識別用戶端處理該標定圖像後，各標定點對應的新的位置坐標。終端根據上述各標定點在標定圖像處理前後的位置坐標計算出各標定點對應的坐標偏移，並根據計算的各標定點對應的坐標偏移形成對應的坐標偏移矩陣。所述坐標偏移包括各標定點對應的坐標偏移量及坐標偏移方向。
[0024]步驟S02、根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；
[0025]終端根據所述坐標偏移矩陣，得出用戶端進行圖像處理的實際需要，利用該坐標偏移矩陣所包含的標定圖像中各標定點的坐標偏移，擬合出能夠反應圖像處理過程的圖像理論處理函數；所述擬合的圖像理論處理函數可以為多參數的複合函數。本實施例中，可以通過多項式函數採用最小二乘法擬合得出該圖像理論處理函數。
[0026]終端擬合圖像處理的圖像理論處理函數的過程可以採用如下方式:
[0027]根據坐標偏移矩陣中各標定點的坐標，在方格坐標紙上繪製各標定點所對應的散點圖，根據該散點圖中散點的分布，擬合出接近的、合適的曲線類型；比如可以採用如下擬合模型:y=f (X，c)來表示擬合的圖像理論處理函數；擬合模型y=f (X，c)中，變量y為各標定點坐標偏移所對應的圖像理論處理函數的函數值，X即為圖像理論處理函數中各標定點所對應的變量，c為圖像理論處理函數中各項的係數，圖像理論處理函數y=f(x，c)反映了變量即散點的位置坐標X與函數值y之間的依賴關係，即擬合出的圖像理論處理函數在一定意義下最佳地反映了散點圖中各散點的分布情況。圖像理論處理函數的擬合模型f (X，C)中，C=(Cl，C2，一Cn)為變量X各項的待定係數。當係數C在f中線性出現時，稱為線性模型，否則稱為非線性模型。本發明圖像處理方法實施例中，擬合的圖像理論處理函數為非線性函數，能夠適應對圖像進行任何自由的變形；當然，該圖像理論處理函數也可以為線性函數。
[0028]在一優選的實施例中，通常採用加權最小二乘法來衡量擬合的圖像理論處理函數的擬合優度，即選擇參數C使得擬合出的圖像理論處理函數與實際觀測值在各散點的殘差(或離差)ek=yk — f(xk，c)的加權平方和達到最小，即可得到在加權最小二乘意義下對數據的擬合曲線即圖像理論處理函數曲線。若擬合的圖像理論處理函數y=f(x，c)為線性模型，則通常採用建立和求解方程組來確定參數C，從而求得該圖像理論處理函數所對應的曲線；若擬合的圖像理論處理函數y=f(x，c)為非線性模型，則通常採用求解非線性方程組或用最優化方法求得所需的各變量項所對應的係數，得到非線性最小二乘擬合曲線即圖像理論處理函數曲線。
[0029]在一優選的實施例中，擬合得到圖像理論處理函數後，分析並記錄所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍，這能夠為後續用戶端輸入對應的強度係數提供一定的依據。比如，擬合出的圖像理論處理函數為二次函數:f (x)=ax2+bx+c,由於變量X的二次項係數a代表了該二次函數曲線的開口方向，a為正值時，該二次曲線開口向上，a為負值時，該二次曲線開口向下；因此，與二次項係數a所對應的處理參數的合理範圍必須保證該二次函數的開口方向一致；又比如，對於正弦函數，保持該函數曲線的基本波形走向不變，只允許在設定範圍內改變波峰和波谷的高低。
[0030]步驟S03、獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；
[0031]獲取用戶輸入的強度係數，將獲取的強度係數代入步驟S02擬合出的圖像理論處理函數，獲取該強度係數下的圖像實際處理函數。獲取用戶輸入的強度係數時，需要識別獲取的該強度係數是否在所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍內。
[0032]比如，步驟S02中擬合的圖像理論處理函數為二次函數:f (x)=ax2+bx+c，若用戶輸入的強度係數將導致該二次函數曲線的開口與擬合的圖像理論處理函數即上述f(x)=ax2+bx+c的曲線的開口方向不一致，則用戶輸入的強度係數不在該函數處理參數設定的合理範圍內，終端將根據預置程序進行相應處理，比如發出重新輸入強度係數的提示信息，或者發出輸入的強度係數不合法的提示信息。
[0033]步驟S04、根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
[0034]根據擬合得出的圖像理論處理函數以及從用戶端獲取到圖像變形的強度係數，將獲取的強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲得圖像實際處理函數；利用該圖像實際處理函數，對待處理的圖像進行處理。由於用戶端可以隨意輸入合法的強度係數，因此，對待處理圖像的處理將變得更加靈活和便捷。
[0035]比如，若圖像理論處理函數為二次函數f (x)=ax2+bx+c，對圖像進行微調(即細微的圖像變形)時，可以輸入一個合法的較小的強度係數d，則對應得到的圖像實際處理函數f』(X)為:f』(X) =adx2+bdx+cd,利用所述圖像實際處理函數f 』(x) =adx2+bdx+cd,對待處理圖像進行微調處理；若需要對待處理圖像進行大幅度調整，則對應輸入合法的較大的強度係數d，終端根據獲取的圖像實際處理函數對圖像作相應的變形處理即可。[0036]本發明圖像處理方法的實施例中，用戶端可以根據擬合後的圖像理論處理函數的具體類型和對應的函數性質，選取合適的強度係數；本實施例對強度係數的具體選取方式不作限定，只要該強度係數在所述圖像理論處理函數中處理參數的合理範圍內即可。
[0037]在一優選的實施例中，可以直接對待處理圖像中的R0I(Region Of Interest,感興趣區域)進行單獨處理；比如，只對照片中某一特定人物的眼睛做特殊處理，而對該照片的其他部分不作任何處理。
[0038]在一優選的實施例中，利用所述圖像實際處理函數，對待處理圖像進行處理可以採用下述方式進行:
[0039]終端識別待處理圖像中預設範圍內的需進行處理的圖像部分即ROI ;若ROI指整張圖像，則對整張圖像進行處理。終端使用圖像實際處理函數如該圖像實際處理函數的曲線，在指定的ROI中生成對應的實際坐標偏移矩陣；對該實際坐標偏移矩陣進行離散化處理，得到離散結果即對應的散點坐標和各散點對應的坐標偏移，根據該散點坐標和對應的坐標偏移，對圖像的ROI進行變形處理；處理完成後，即可得到針對圖像ROI的圖像變形結果O
[0040]本實施例通過獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理的方法，達到了採用參數可調的自由變形方式對圖像進行處理的目的，使圖像處理更加靈活和便捷。
[0041]圖2是本發明圖像處理裝置一實施例流程示意圖，本發明圖像處理裝置包括:坐標偏移獲取模塊01、處理函數獲取模塊02和圖像處理模塊03。
[0042]坐標偏移獲取模塊01，用於獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；
[0043]坐標偏移獲取模塊01獲取用戶端輸入的由多個便於識別的標定點所構成的標定圖像，在用戶端根據圖像的實際處理需要，通過圖像處理軟體，對上述標定圖像進行處理後，坐標偏移獲取模塊01獲取用戶端處理後的標定圖像，並根據用戶端處理前後上述標定圖像中各標定點對應的坐標偏移，形成圖像處理的坐標偏移矩陣。
[0044]所述標定圖像可以為由一系列特定顏色的標定點按照預設規則構成的具有特定形狀的圖像，比如，由一系列紅色的標定點按照常用的線性模型構成的人臉圖像，該人臉圖像可以為陣狀分布的mark圖等。其具體的應用場景可以為:用戶端通過Photoshop處理軟體，對mark圖進行瘦臉處理、瘦腿處理。
[0045]由於組成所述標定圖像的標定點具有特定的顏色標識，因此坐標偏移獲取模塊01可以識別用戶端處理該標定圖像後，各標定點對應的新的位置坐標。坐標偏移獲取模塊01根據上述各標定點在標定圖像處理前後的位置坐標計算出各標定點對應的坐標偏移，再根據計算的各標定點對應的坐標偏移形成對應的坐標偏移矩陣。所述坐標偏移包括各標定點對應的坐標偏移量及坐標偏移方向。
[0046]處理函數獲取模塊02，用於根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數。[0047]處理函數獲取模塊02根據坐標偏移獲取模塊01獲取的坐標偏移矩陣，得出用戶端進行圖像處理的實際需要，利用該坐標偏移矩陣所包含的標定圖像中各標定點的坐標偏移，擬合出能夠反應圖像處理過程的圖像理論處理函數；所述擬合的圖像理論處理函數可以為多參數的複合函數。本實施例中，處理函數獲取模塊02可以通過多項式函數採用最小二乘法擬合得出該圖像理論處理函數。
[0048]處理函數獲取模塊02擬合圖像處理的圖像理論處理函數的過程可以採用如下方式:
[0049]根據坐標偏移矩陣中各標定點的坐標，在方格坐標紙上繪製各標定點所對應的散點圖，根據該散點圖中散點的分布，擬合出接近的、合適的曲線類型；比如可以採用如下擬合模型:y=f (X，c)來表示擬合的圖像理論處理函數；擬合模型y=f (X，c)中，變量y為各標定點坐標偏移所對應的圖像理論處理函數的函數值，X即為圖像理論處理函數中各標定點所對應的變量，c為圖像理論處理函數中各項的係數，圖像理論處理函數y=f(x，c)反映了變量即散點的位置坐標X與函數值I之間的依賴關係，即擬合出的圖像理論處理函數在一定意義下最佳地反映了散點圖中各散點的分布情況。圖像理論處理函數的擬合模型f (X，c)中，C=(Cl，C2，一Cn)為變量X各項的待定係數。當係數c在f中線性出現時，稱為線性模型，否則稱為非線性模型。本發明圖像處理裝置實施例中，處理函數獲取模塊02擬合的圖像理論處理函數為非線性函數，能夠適應對圖像進行任何自由的變形；當然，該圖像理論處理函數也可以為線性函數。
[0050]在一優選的實施例中，處理函數獲取模塊02通常採用加權最小二乘法來衡量擬合的圖像理論處理函數的擬合優度，即選擇參數c使得擬合出的圖像理論處理函數與實際觀測值在各散點的殘差(或離差)ek=yk — f(xk，c)的加權平方和達到最小，即可得到在加權最小二乘意義下對數據的擬合曲線即圖像理論處理函數曲線。若處理函數獲取模塊02擬合出的圖像理論處理函數y=f(x，c)為線性模型，則通常採用建立和求解方程組來確定參數c，從而求得該圖像理論處理函數所對應的曲線；若處理函數獲取模塊02擬合出的圖像理論處理函數y=f(x，c)為非線性模型，則通常採用求解非線性方程組或用最優化方法求得所需的各變量項所對應的係數，得到非線性最小二乘擬合曲線即圖像理論處理函數曲線。
[0051]在一優選的實施例中，處理函數獲取模塊02擬合得到圖像理論處理函數後，分析並記錄所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍，這能夠為後續用戶端輸入對應的強度係數提供一定的依據。比如，處理函數獲取模塊02擬合出的圖像理論處理函數為二次函數:f (x) =ax2+bx+c,由於變量X的二次項係數a代表了該二次函數曲線的開口方向，a為正值時，該二次曲線開口向上，a為負值時，該二次曲線開口向下；因此，與二次項係數a所對應的處理參數的合理範圍必須保證該二次函數的開口方向一致；又比如，對於正弦函數，保持該函數曲線的基本波形走向不變，只允許在設定範圍內改變波峰和波谷的高低。
[0052]所述處理函數獲取模塊02還用於:
[0053]識別獲取的所述強度係數是否在所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍內；在所述強度係數不在所述處理參數的設定範圍內時，發出對應的提示信息。
[0054]處理函數獲取模塊02獲取用戶輸入的強度係數後，識別該強度係數是否在所述圖像理論處理函數中處理參數設定的合理範圍內；比如，處理函數獲取模塊02擬合的圖像理論處理函數為二次函數:f(x)=ax2+bx+c，若處理函數獲取模塊02獲取到的用戶輸入的強度係數將導致該二次函數曲線的開口與擬合的圖像理論處理函數比如上述f(x)=ax2+bx+c的曲線的開口方向不一致，則處理函數獲取模塊02識別獲取到的用戶輸入的強度係數不在該函數處理參數的合理範圍內，則處理函數獲取模塊02將根據預置程序進行相應處理，比如發出重新輸入強度係數的提示信息，或者發出輸入的強度係數不合法的提不?目息。
[0055]根據擬合得出的圖像理論處理函數以及從用戶端獲取到圖像變形的強度係數，處理函數獲取模塊02將獲取的強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲得圖像實際處理函數。
[0056]圖像處理模塊03，用於根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
[0057]根據處理函數獲取模塊02擬合得出的圖像理論處理函數，圖像處理模塊03利用該圖像實際處理函數，對待處理的圖像進行處理。由於用戶端可以隨意輸入合法的強度係數，因此，對待處理圖像的處理將變得更加靈活和便捷。
[0058]比如，若處理函數獲取模塊O 2擬合得出的圖像理論處理函數為二次函數f(x)=ax2+bx+c，對圖像進行微調(即細微的圖像變形)時，用戶端可以輸入一個合法的較小的強度係數d，則處理函數獲取模塊02對應得到的圖像實際處理函數f』 (x)為:f』(X) =adx2+bdx+cd,圖像處理模塊03利用所述圖像實際處理函數f』(x) =adx2+bdx+cd,對待處理圖像進行微調處理；若需要對待處理圖像進行大幅度調整，則用戶端對應輸入合法的較大的強度係數d，圖像處理模塊03根據獲取的圖像實際處理函數對待處理圖像進行大幅度變形處理。
[0059]本發明圖像處理裝置的實施例中，用戶端可以根據擬合後的圖像理論處理函數的具體類型和對應的函數性質，選取合適的強度係數；本實施例對強度係數的具體選取方式不作限定，只要該強度係數在所述圖像理論處理函數中處理參數的合理範圍內即可。
[0060]在一優選的實施例中，圖像處理模塊03可以直接對待處理圖像中的ROI進行單獨處理；比如，只對照片中某一特定人物的眼睛做特殊處理，而對該照片的其他部分不作任何處理。
[0061]在一優選的實施例中，圖像處理模塊03利用所述圖像實際處理函數，對待處理圖像進行處理可以採用下述方式進行:
[0062]圖像處理模塊03識別待處理圖像中預設範圍內的需進行處理的圖像部分即ROI ；若ROI指整張圖像，則對整張圖像進行處理。圖像處理模塊03使用圖像實際處理函數，在指定的ROI中生成對應的實際坐標偏移矩陣；對該實際坐標偏移矩陣進行離散化處理，得到尚散結果即對應的散點坐標和各散點對應的坐標偏移，根據該散點坐標和對應的坐標偏移，對圖像的ROI進行變形處理；處理完成後，即可得到針對圖像ROI的圖像變形結果。
[0063] 本實施例通過獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣；根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理，達到了採用參數可調的自由變形方式對圖像進行處理的目的，使圖像處理更加靈活和便捷。[0064]以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制其專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種圖像處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: 獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣； 根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數； 獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數； 根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理包括: 根據所述圖像實際處理函數，對所述待處理圖像預設範圍內的部分進行處理。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數包括: 分析並記錄所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取圖像處理的強度係數包括: 識別所述強度係數是否在所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍內。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述強度係數不在所述處理參數的設定範圍內時，發出對應的提示信息。
6.一種圖像處理裝置，其特徵在於，包括: 坐標偏移獲取模塊，用於獲取標定圖像處理前後各標定點的坐標偏移，根據所述坐標偏移形成圖像處理的坐標偏移矩陣； 處理函數獲取模塊，用於根據所述坐標偏移矩陣擬合出圖像理論處理函數；獲取圖像處理的強度係數，將所述強度係數代入所述圖像理論處理函數以獲取圖像實際處理函數；圖像處理模塊，用於根據獲取的所述圖像實際處理函數對待處理圖像進行處理。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述圖像處理模塊還用於: 根據所述圖像實際處理函數，對所述待處理圖像預設範圍內的部分進行處理。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述處理函數獲取模塊還用於: 分析並記錄所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍。
9.如權利要求6或8所述的裝置，其特徵在於，所述處理函數獲取模塊還用於: 識別所述強度係數是否在所述圖像理論處理函數中處理參數的設定範圍內。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述處理函數獲取模塊還用於: 在所述強度係數不在所述處理參數的設定範圍內時，發出對應的提示信息。
【文檔編號】G06T11/00GK104008559SQ201310062020
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優先權日:2013年2月27日
【發明者】餘三思 申請人:騰訊科技（深圳）有限公司