一種人臉卡通動漫形象化方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種人臉卡通動漫形象化方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過攝像頭獲取人臉照片；對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??；對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭像；根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形；對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像；輸出所述卡通人臉頭像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)人臉動漫的形象化，解決人臉卡通化的效果生硬，線條僵化，刻板無神韻的問題。并且，通過手機(jī)端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)交換，解決了終端的移動性、實(shí)用性和易用性。
【專利說明】一種人臉卡通動漫形象化方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種人臉卡通動漫形象化方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，終端領(lǐng)域出現(xiàn)了各式各樣的應(yīng)用。其中，對于人臉卡通 化的應(yīng)用就廣受歡迎。目前人臉卡通化技術(shù)的方案主要集中人臉?biāo)孛杌^像方面。通常是 在基于模式識別的人臉特征提取后，計(jì)算出一幅灰度圖像，而后采用在對數(shù)域基于全變分 模型的方法平滑濾除皮膚紋理并保留人臉器官特征，獲得人臉?biāo)孛栊は癞嫵鯓?，然后對?臉?biāo)孛栊は癞嫵鯓舆M(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，獲得最后的人臉?biāo)孛栊は癞嫛?br> [0003] 鑒于目前圖像處理領(lǐng)域?qū)δＪ阶R別技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及當(dāng)前動漫畫領(lǐng)域的蓬勃 發(fā)展，已經(jīng)具備技術(shù)基礎(chǔ)以及大量的素材基礎(chǔ)，能夠基于人臉的特征進(jìn)行進(jìn)一步的動漫化 處理，以便增加娛樂性和互動性。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的人臉卡通化方案存在如下缺點(diǎn)：
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)的人臉卡通化方案中，生成的帶有藝術(shù)風(fēng)格、具有娛樂效果的卡通人臉 動畫，效果生硬，線條僵化，刻板無神韻，在實(shí)用性上和美觀程度上離滿足市場需求還有一 段差距?，F(xiàn)有技術(shù)生成的卡通人臉動畫，在實(shí)用性上與照片和錄像采集相比差距較大。通 過圖像處理的方法，找到定義在人臉上的一組特征點(diǎn)，連接這些特征點(diǎn)能形成比較僵硬的 線條畫，能抓住人物的面部特征，而刻畫出的人物無神韻，無法做到形神兼?zhèn)?。在美觀程度 上與手工繪制的卡通風(fēng)格的肖像畫還有一定的差距。業(yè)界還沒有一種高效可靠的技術(shù)可以 將人臉卡通動漫形象化，以滿足用戶多樣性的應(yīng)用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種道路實(shí)時導(dǎo)航方法及系 統(tǒng)。
[0007] -種人臉卡通動漫形象化方法，所述方法包括：
[0008] 通過攝像頭獲取人臉照片；
[0009] 對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??；
[0010] 對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡 通頭像；
[0011] 根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形；
[0012] 對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像；
[0013] 輸出所述卡通人臉頭像。
[0014] 所述通過攝像頭獲取人臉照片，包括：
[0015] 通過設(shè)置于手機(jī)上的攝像頭拍攝清晰人臉照片；
[0016] 將所述照片發(fā)送給服務(wù)器。
[0017] 所述對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提取，包括：
[0018] 對標(biāo)準(zhǔn)人臉進(jìn)行建模，構(gòu)建符合基本人臉形狀和器官幾何特征的標(biāo)準(zhǔn)三角網(wǎng)格；
[0019] 從所述標(biāo)準(zhǔn)三角網(wǎng)格中選取面部特征點(diǎn)；所述特征點(diǎn)包括：人臉額部以下區(qū)域的 特征點(diǎn)65個；以及額頭上發(fā)髻邊緣特征點(diǎn)5個。
[0020] 所述對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配 的卡通頭像，包括：
[0021] 預(yù)先建立包含動漫頭像素材網(wǎng)格的動漫數(shù)據(jù)庫；
[0022] 將所述網(wǎng)格化后的人臉照片的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)與動漫數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，提取 特征點(diǎn)組合相似度超過75%的動漫頭像作為匹配的卡通頭像。
[0023] 所述根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形，包括：
[0024] 將人臉圖像的眼、鼻、嘴、眉以及臉輪廓的特征點(diǎn)分別建立徑向基函數(shù)映射函數(shù)；
[0025] 所述卡通頭像的變形由所述徑向基函數(shù)映射函數(shù)分別完成。
[0026] 所述對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，包括：
[0027] 將所述卡通頭像作為紋理映射到所述人臉的網(wǎng)格中，生成卡通人臉頭像；
[0028] 根據(jù)所述人臉照片中的顏色值計(jì)算所述卡通人臉頭像的顏色值，具體包括：
[0029] 設(shè)定（Yi，Cbi，Cri)、（Yt，Cbt，Crt)和（Yr，Cbr，Crr)分別表示所述人臉照片上 的點(diǎn)、卡通頭像對應(yīng)像素和卡通人臉頭像像素的YCbCr顏色的各分量；根據(jù)如下公式計(jì)算：
[0030] Cbr = Cbt ；
[0031] Crr = Crt ；
[0032] Yr = (1-m) *Yt+m*Yi ；
[0033] 其中，所述m為權(quán)系數(shù)，m的值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
[0034] 所述方法還包括：
[0035] 當(dāng)所述動漫數(shù)據(jù)庫中無法檢索到相匹配的卡通頭像時，對所述人臉照片面部區(qū)域 進(jìn)行紋理映射、渲染和動漫化著色，隨機(jī)選用動漫素材中的動漫化的耳朵、頭發(fā)、頭飾、耳 環(huán)、背景等進(jìn)行圖片裝飾，得到卡通人臉頭像。
[0036] 一種人臉卡通動漫形象化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括終端和服務(wù)器，其中，
[0037] 所述終端，用于通過攝像頭獲取人臉照片并發(fā)送給所述服務(wù)器；接收所述服務(wù)器 生成的卡通人臉頭像，并呈現(xiàn)；
[0038] 所述服務(wù)器，用于對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提?。会槍λ鼍W(wǎng)格化后 的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭像；根據(jù)所述特征點(diǎn) 對所述卡通頭像進(jìn)行變形；對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉 頭像并發(fā)送給所述終端。
[0039] 所述服務(wù)器進(jìn)一步包括特征點(diǎn)提取單元、檢索單元、變形單元和渲染單元，其中：
[0040] 所述特征點(diǎn)提取單元，用于對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??；
[0041] 所述檢索單元，用于對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù) 庫中檢索相匹配的卡通頭像；
[0042] 所述變形單元，用于根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形；
[0043] 所述渲染單元，用于對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人 臉頭像。
[0044] 所述服務(wù)器進(jìn)一步包括動漫數(shù)據(jù)庫單元，用于預(yù)先建立包含動漫頭像素材網(wǎng)格的 動漫數(shù)據(jù)庫，存儲動漫頭像素材。
[0045] 本發(fā)明通過攝像頭拍照，獲取清晰的人臉照片，通過圖像識別獲取面部輪廓以及 面部五官特征，將面部特征參數(shù)化。而后通過服務(wù)器端的繪制引擎，根據(jù)面部輪廓特征，在 動漫頭像庫中搜尋匹配合適的動漫形象的卡通頭像，而后再根據(jù)原始五官特征進(jìn)行相應(yīng)比 例映射，自動生成給定人臉的對應(yīng)動漫形象的動漫卡通人臉頭像，以期達(dá)到最高相似度。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)人臉動漫的形象化，解決人臉卡通化的效果生硬，線條僵化，刻 板無神韻的問題。并且，通過手機(jī)端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)交換，解決了終端的移動性、實(shí)用性和 易用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的人臉卡通動漫形象化方法原理流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的人臉卡通動漫形象化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3提供的人臉卡通動漫形象化系統(tǒng)中服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例的原理在于通過攝像頭拍照，獲取清晰的人臉照片，通過圖像識別 獲取面部輪廓以及面部五官特征，將面部特征參數(shù)化。而后通過服務(wù)器端的繪制引擎，根據(jù) 面部輪廓特征，在動漫頭像庫中搜尋匹配合適的動漫形象的卡通頭像，而后再根據(jù)原始五 官特征進(jìn)行相應(yīng)比例映射，自動生成給定人臉的對應(yīng)動漫形象的動漫卡通人臉頭像，以期 達(dá)到最高相似度。
[0051] 本發(fā)明實(shí)施例涉及手機(jī)應(yīng)用客戶端以及服務(wù)端，手機(jī)客戶端為人臉信息獲取與生 成結(jié)果展示平臺，服務(wù)端為人臉動漫形象化的繪制引擎，用來繪制生成卡通動漫頭像。但本 發(fā)明的應(yīng)用范圍并不局限于手機(jī)客戶端，凡是可以拍照并能夠?qū)⒄掌瑐鬟f給服務(wù)器端的終 端設(shè)備都落入本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)，包括但不限于平板電腦、MP3播放器等電子設(shè)備。
[0052] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例1提供的人臉卡通動漫形象化方法原理流程圖，具體 如下：
[0053] 步驟10,通過攝像頭獲取人臉照片。
[0054] 這里，通常是通過手機(jī)應(yīng)用獲取人臉標(biāo)準(zhǔn)圖像，通常是利用手機(jī)端的攝像頭來進(jìn) 行拍照獲取人臉照片。對于人臉標(biāo)準(zhǔn)圖像有一定的要求，就是必須要清晰可辨識，以方便后 續(xù)對于人臉照片的處理。通常手機(jī)端拍攝的人臉照片唄發(fā)送到服務(wù)器端進(jìn)行處理。
[0055] 步驟20,對人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提取。
[0056] 本步驟中，首先對標(biāo)準(zhǔn)人臉進(jìn)行建模，構(gòu)建符合基本人臉形狀和器官等幾何特征 的標(biāo)準(zhǔn)三角網(wǎng)格。例如，目前標(biāo)準(zhǔn)面部網(wǎng)格包含123個交點(diǎn)以及188個三角形，構(gòu)成網(wǎng)格體 系。
[0057] 從以上標(biāo)準(zhǔn)面部網(wǎng)格中，選取面部特征點(diǎn)。面部特征點(diǎn)的準(zhǔn)確選取是控制臉部幾 何外形、實(shí)現(xiàn)人臉圖像變形的基礎(chǔ)。通常的MPEG4采用面向?qū)ο蟮木幋a方式，使用兩個參數(shù) 集合來定義人面部：FDP(臉部定義參數(shù)）和FAP(臉部動畫參數(shù)）。前者定義了 11個組， 在這些組內(nèi)有序地定義了 84個特征點(diǎn)，它們能體現(xiàn)人臉的基本幾何信息。我們以此作為參 考，定義自己的特征點(diǎn)，定義了如下70個基本面部特征點(diǎn)。本實(shí)施例采用ASM (Active Shape Model，主動形狀模型）人臉檢測算法加上人工提取相結(jié)合的方法，對人臉和卡通圖像的特 征點(diǎn)進(jìn)行提取。人臉額部以下區(qū)域的特征點(diǎn)相對固定（共65個）由ASM算法提取，額頭上 發(fā)髻邊緣由于頭發(fā)的影響，ASM算法失效，此處特征點(diǎn)通過手工標(biāo)定（共5個）。
[0058] 本步驟將針對人臉原始圖片，進(jìn)行網(wǎng)格化以及特征點(diǎn)抽樣，并將人臉抽樣數(shù)據(jù)傳 遞給下一步驟。
[0059] 步驟30,對網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配 的卡通頭像。
[0060] 本實(shí)施例在標(biāo)準(zhǔn)面部網(wǎng)格的基礎(chǔ)上，對于人臉圖片使用構(gòu)建RBF(Radial Basis Function，徑向基函數(shù)）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格變形，與人臉匹配校準(zhǔn)生成個性化網(wǎng)格。
[0061] 在此之前，使用相同方法事先建立包含大量的動漫頭像素材網(wǎng)格數(shù)據(jù)的動漫數(shù)據(jù) 庫，將原始人臉的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)與動漫頭像素材網(wǎng)格數(shù)據(jù)動漫數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，并 提取特征點(diǎn)組合相似度超過75%的動漫頭像作為備選圖片，也就是匹配的卡通頭像。
[0062] 步驟40,根據(jù)特征點(diǎn)對卡通頭像進(jìn)行變形。
[0063] 根據(jù)原始人臉的五官實(shí)際特征點(diǎn)，對選出的動漫頭像五官進(jìn)行變形處理。圖像變 形是在影視動畫中常用的一種有效技術(shù)，其中RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的變形算法結(jié)構(gòu)簡單、 訓(xùn)練簡潔，能模擬（逼近）任何有關(guān)值的非線性數(shù)學(xué)模型，被廣泛用于模式識別、圖像處理 等領(lǐng)域。由于人臉變形是高度非線性的過程，且以圖像形式表現(xiàn)，像素點(diǎn)眾多，RBF的特性 使其最適合用于控制二維人臉網(wǎng)格變形。
[0064] 以往的基于RBF的方法都是在整幅圖像中定義特征點(diǎn)構(gòu)建徑向基函數(shù)，對整幅圖 像構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)圖像需要的變形幅度大且變形范圍廣時，全局的RBF網(wǎng)絡(luò)效果并不好。 本文針對人臉圖像的特點(diǎn)，提出分區(qū)域的多RBF方法：將人臉圖像的眼、鼻、嘴、眉以及臉輪 廓分別建立一個RBF映射函數(shù)，整幅圖像的變形由多個RBF網(wǎng)絡(luò)完成。
[0065] 經(jīng)過此步驟處理后，對應(yīng)原始人臉的動漫頭像，在輪廓和五官方面進(jìn)行了一定的 變形處理，使其更加相似原始頭像。
[0066] 原始人臉個性化頭像以及經(jīng)過加工后的動漫頭像，將以網(wǎng)格數(shù)據(jù)形式傳遞給下一 步驟。
[0067] 步驟50,對變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像。
[0068] 對生成后的圖片進(jìn)行對應(yīng)原人臉圖像的紋理映射和渲染，并將原有顏色值由RGB 空間轉(zhuǎn)化到Y(jié)CbCr空間。
[0069] 具體做法基于得到了具有特定人臉幾何特性的個性化人臉網(wǎng)格和與卡通臉相匹 配的卡通臉網(wǎng)格，這兩個臉部網(wǎng)格具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，二者的三角形面片一一對應(yīng)。接下 來即可通過紋理映射，該工作是通過在每對三角形面片中進(jìn)行仿射變換實(shí)現(xiàn)的。
[0070] 在顏色空間YCbCr中，Y通道主要包含顏色的亮度信息，而CbCr主要包括顏色和色 調(diào)。定義（Yi，Cbi，Cri)、（Yt，Cbt，Crt)和（Yr，Cbr，Crr)分別表示原人臉圖像上的點(diǎn)、原 卡通圖像對應(yīng)像素和最后個性化卡通圖像像素的YCbCr顏色的各分量，按如下公式計(jì)算：
[0071] Cbr = Cbt ；
[0072] Crr = Crt ；
[0073] Yr = (l_m) *Yt+m*Yi ;
[0074] 這里，m為權(quán)系數(shù)，m越大，映射后的卡通紋理的光照、陰影效果越接近原始真實(shí)人 臉。本文中，m取值為0.1?0.3,效果較好。
[0075] 原始人臉圖像的光照對于表現(xiàn)人臉深度信息有重要意義。假設(shè)原始人臉圖像的深 度值與其亮度值成正比，提取其亮度值，在紋理映射時部分傳遞給卡通圖像，與卡通圖像的 色調(diào)信息相融合，從而在一定程度上保持了原始人臉的深度信息。
[0076] 步驟60,輸出卡通人臉頭像。
[0077] 通常服務(wù)器完成的卡通人臉頭像輸出給手機(jī)端，呈現(xiàn)給用戶。
[0078] 進(jìn)一步的，針對無動漫形象匹配的人臉圖片，系統(tǒng)將使用動漫頭像裝飾元素對原 圖片進(jìn)行修飾。
[0079] 所采用的方法是，針對第一步驟的特征點(diǎn)抽取，直接針對原有圖片面部區(qū)域進(jìn)行 第三步驟所述的圖片渲染方法進(jìn)行動漫化著色，并隨機(jī)選用動漫素材庫中的動漫畫的耳 朵、頭發(fā)、頭飾、耳環(huán)、背景等進(jìn)行圖片裝飾，并直接呈獻(xiàn)給用戶。
[0080] 同時，允許用戶通過人機(jī)界面，對此步驟生成的圖片進(jìn)行其他個性化內(nèi)容的調(diào)整， 例如耳朵更換，面部顏色更換，頭飾更換，背景更換等。
[0081] 至此，完成了人臉卡通動漫形象化的過程。
[0082] 本實(shí)施例的重點(diǎn)在于基于ASM特征點(diǎn)提取技術(shù)而建立的動漫形象特征點(diǎn)數(shù)據(jù)庫， 容納數(shù)百個動漫形象頭像，以及1000套以上動漫衍生面部部件圖形。該特征點(diǎn)數(shù)據(jù)庫可以 用于本技術(shù)方案的人臉頭像特征識別匹配方法，實(shí)現(xiàn)人臉卡通頭像化的技術(shù)。對人臉面部 信息進(jìn)行特征點(diǎn)選取，并與目標(biāo)特性庫進(jìn)行識別比對的技術(shù)。基于網(wǎng)格分析技術(shù)的動漫頭 像變形技術(shù)，能夠根據(jù)人臉實(shí)際特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，對動漫形象頭像原有面部元素進(jìn)行符合比例 的變形，以便和原有人臉頭像達(dá)到最大相似度。
[0083] 本實(shí)施例的方案中，實(shí)際上包括以下四部分內(nèi)容：
[0084] 1.人臉的真實(shí)圖像的獲取和特征點(diǎn)提取。
[0085] a)通過手機(jī)應(yīng)用獲取人臉標(biāo)準(zhǔn)圖像，并傳遞到服務(wù)器端；
[0086] b)服務(wù)器端能夠?qū)θ四槇D像進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提取。
[0087] 2.面部特征分析與動漫形象庫比對，面部圖像再生。
[0088] 針對網(wǎng)格化后的人臉圖像以及抽取的特征點(diǎn)進(jìn)行建模，并在已有動漫形象庫中檢 索相似度高的對應(yīng)動漫形象頭像。并根據(jù)五官特征數(shù)據(jù)，對動漫圖像五官進(jìn)行相應(yīng)的變形。 [0089] 3.圖像生成和渲染。
[0090] 對生成后的圖片進(jìn)行對應(yīng)原人臉圖像的紋理映射和渲染。
[0091] 4.例外流程處理，以及用戶個性化修正。
[0092] 針對無動漫形象匹配的人臉圖片，系統(tǒng)將使用動漫頭像裝飾元素對原圖片進(jìn)行修 飾，并允許用戶進(jìn)行其他個性化內(nèi)容修飾合成。
[0093] 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例2還提供一種人臉卡通動漫形象化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多 個終端和服務(wù)器，具體如下：
[0094] 終端，用于通過攝像頭獲取人臉照片并發(fā)送給服務(wù)器；接收服務(wù)器生成的卡通人 臉頭像，并呈現(xiàn)；
[0095] 服務(wù)器，用于對人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??；針對網(wǎng)格化后的人臉照片和 特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭像；根據(jù)特征點(diǎn)對卡通頭像進(jìn)行變 形；對變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像并發(fā)送給終端。
[0096] 進(jìn)一步的，如圖3所示，為上述實(shí)施例2中服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖，具體包括特征點(diǎn) 提取單元201、檢索單元202、變形單元203和渲染單元204,具體如下：
[0097] 特征點(diǎn)提取單元201，用于對人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提?。?br> [0098] 檢索單元202,用于對網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢 索相匹配的卡通頭像；
[0099] 變形單元203,用于根據(jù)特征點(diǎn)對卡通頭像進(jìn)行變形；
[0100] 渲染單元204,用于對變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭 像。
[0101] 進(jìn)一步的，上述服務(wù)器進(jìn)一步包括動漫數(shù)據(jù)庫單元205，用于預(yù)先建立包含動漫頭 像素材網(wǎng)格的動漫數(shù)據(jù)庫，存儲動漫頭像素材。
[0102] 本實(shí)施例的方案可以由手機(jī)客戶端和服務(wù)器端組成?？蛻舳搜b置為具備有拍照 功能的智能手機(jī)，可支持WIFI或無線數(shù)據(jù)連接，安裝本實(shí)施例的應(yīng)用程序后，可發(fā)送與接 收與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)信息，客戶端的主要功能是人臉信息采集與反饋。服務(wù)端裝置為PC SERVER集群，將實(shí)現(xiàn)人臉卡通動漫形象化的繪制與生成，服務(wù)端獲取客戶端提交的相關(guān)人 臉肖像素材，經(jīng)過人臉面部識別，人臉輪廓以及特征參數(shù)化，動漫風(fēng)格化變形（包括人臉輪 廓的動漫人物形象化變形、人臉器官動漫形象化），最終生成人臉卡通動漫形象化的結(jié)果， 反饋至客戶端。
[0103] 綜上，本發(fā)明通過攝像頭拍照，獲取清晰的人臉照片，通過圖像識別獲取面部輪廓 以及面部五官特征，將面部特征參數(shù)化。而后通過服務(wù)器端的繪制引擎，根據(jù)面部輪廓特 征，在動漫頭像庫中搜尋匹配合適的動漫形象的卡通頭像，而后再根據(jù)原始五官特征進(jìn)行 相應(yīng)比例映射，自動生成給定人臉的對應(yīng)動漫形象的動漫卡通人臉頭像，以期達(dá)到最高相 似度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)人臉動漫的形象化，解決人臉卡通化的效果生硬，線條 僵化，刻板無神韻的問題。并且，通過手機(jī)端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)交換，解決了終端的移動性、實(shí) 用性和易用性。
[0104] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種人臉卡通動漫形象化方法，其特征在于，所述方法包括： 通過攝像頭獲取人臉照片； 對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??； 對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭 像； 根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形； 對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像； 輸出所述卡通人臉頭像。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過攝像頭獲取人臉照片，包括： 通過設(shè)置于手機(jī)上的攝像頭拍攝清晰人臉照片； 將所述照片發(fā)送給服務(wù)器。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn) 提取，包括： 對標(biāo)準(zhǔn)人臉進(jìn)行建模，構(gòu)建符合基本人臉形狀和器官幾何特征的標(biāo)準(zhǔn)三角網(wǎng)格； 從所述標(biāo)準(zhǔn)三角網(wǎng)格中選取面部特征點(diǎn)；所述特征點(diǎn)包括：人臉額部以下區(qū)域的特征 點(diǎn)65個；以及額頭上發(fā)髻邊緣特征點(diǎn)5個。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn) 進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭像，包括： 預(yù)先建立包含動漫頭像素材網(wǎng)格的動漫數(shù)據(jù)庫； 將所述網(wǎng)格化后的人臉照片的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)與動漫數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，提取特征 點(diǎn)組合相似度超過75%的動漫頭像作為匹配的卡通頭像。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行 變形，包括： 將人臉圖像的眼、鼻、嘴、眉以及臉輪廓的特征點(diǎn)分別建立徑向基函數(shù)映射函數(shù)； 所述卡通頭像的變形由所述徑向基函數(shù)映射函數(shù)分別完成。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映 射和渲染，包括： 將所述卡通頭像作為紋理映射到所述人臉的網(wǎng)格中，生成卡通人臉頭像； 根據(jù)所述人臉照片中的顏色值計(jì)算所述卡通人臉頭像的顏色值，具體包括： 設(shè)定（Yi，Cbi，Cri)、（Yt，Cbt，Crt)和（Yr，Cbr，Crr)分別表示所述人臉照片上的點(diǎn)、 卡通頭像對應(yīng)像素和卡通人臉頭像像素的YCbCr顏色的各分量；根據(jù)如下公式計(jì)算： Cbr = Cbt ； Crr = Crt ； Yr = (1-m) ^Yt； 其中，所述m為權(quán)系數(shù)，m的值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
7. 如權(quán)利要求1?6任一所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 當(dāng)所述動漫數(shù)據(jù)庫中無法檢索到相匹配的卡通頭像時，對所述人臉照片面部區(qū)域進(jìn)行 紋理映射、渲染和動漫化著色，隨機(jī)選用動漫素材中的動漫化的耳朵、頭發(fā)、頭飾、耳環(huán)、背 景等進(jìn)行圖片裝飾，得到卡通人臉頭像。
8. -種人臉卡通動漫形象化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括終端和服務(wù)器，其中， 所述終端，用于通過攝像頭獲取人臉照片并發(fā)送給所述服務(wù)器；接收所述服務(wù)器生成 的卡通人臉頭像，并呈現(xiàn)； 所述服務(wù)器，用于對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提?。会槍λ鼍W(wǎng)格化后的人 臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中檢索相匹配的卡通頭像；根據(jù)所述特征點(diǎn)對所 述卡通頭像進(jìn)行變形；對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭像 并發(fā)送給所述終端。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括特征點(diǎn)提取單元、檢 索單元、變形單元和渲染單元，其中： 所述特征點(diǎn)提取單元，用于對所述人臉照片進(jìn)行網(wǎng)格化和特征點(diǎn)提??； 所述檢索單元，用于對所述網(wǎng)格化后的人臉照片和特征點(diǎn)進(jìn)行建模，在動漫數(shù)據(jù)庫中 檢索相匹配的卡通頭像； 所述變形單元，用于根據(jù)所述特征點(diǎn)對所述卡通頭像進(jìn)行變形； 所述渲染單元，用于對所述變形后的卡通頭像進(jìn)行紋理映射和渲染，得到卡通人臉頭 像。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器進(jìn)一步包括動漫數(shù)據(jù)庫單 元，用于預(yù)先建立包含動漫頭像素材網(wǎng)格的動漫數(shù)據(jù)庫，存儲動漫頭像素材。
【文檔編號】G06T13/00GK104063890SQ201310094810
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】裴崢, 洪琨 申請人:中國移動通信集團(tuán)福建有限公司