[发明专利]一种人脸图像重光照的方法

说明书

本发明公开一种人脸图像重光照的方法，包括：对二维人脸图像进行人脸识别，获取二维特征点；根据二维特征点和三维脸部模型数据进行面部三维重建，生成三维人脸图像的三维网格；根据光照渲染参数和预建的光照模型对三维网格进行局部光照渲染，生成第一二维面部光照映射图；对二维人脸图像进行肤色检测，获取二维人脸图像肤色概率值；根据肤色概率值对第一二维面部光照映射图进行非肤色区域保护，获取第二二维面部光照映射图；对第二二维面部光照映射图的脸部轮廓进行边缘扩展，获取第三二维面部光照映射图；将第三二维面部光照映射图与二维人脸图像进行重光融合，生成打光结果图。本发明提供的技术方案简单易行，快速高效，且用户可操控性强。

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，尤其涉及一种人脸图像重光照的方法。

背景技术

近年来，人像美颜美妆类应用深受年轻用户喜爱，为了得到好的拍摄效果，通常需要使用者处于良好的光线环境和光照条件下。由于光照条件和光源位置因素很容易造成面部立体等细节丢失，造成美妆后面部成片效果平整，缺乏真实感。作为对上述这类应用成片效果的改善，提出了一种后期对拍摄人像照片进行面部二次光照(Relighting)方法，即人脸图像重光照的方法。该方法是根据光照或外部环境的变化情况，对目标人物的人脸图像进行调整，并生成与指定的目标光照环境相一致的人脸图像。人脸图像重光照操作在人脸识别、基于图像的渲染、以及电影后期制作等领域都有着非常广泛的应用。

现有的人脸图像重光照的方法较多，比较主流的方法有：(1)搜集各种姿态下的人脸光照图像及相应的光照数据建立模型数据库，对当前人脸图像进行预处理和模型匹配得到光源位置和重光照相关数据，并进行重光照处理。(2)建立一个标准3D人脸模型，使用球面谐波等三维分析技术得到当前人脸图像的三维姿态信息。根据三维姿态信息对标准三维人脸模型进行几何变换，得到当前人脸图像的3D模型，根据3D模型和数据库预估光源位置，并进行后续的重光照处理。

从上述方法可以看出，现有的人脸图像重光照技术需要提前准备大量的处于不同人脸姿态下的样本数据。同时，考虑到不同种族和肤色具有不同的面部结构(脸型)以及不同的光照反射率，这使得需要的准备的样本数量大大提升。基于这些环境因素干扰以及其采用的技术方案，上述的方法很难准确进行面部的3D结构的重建和还原。同时由于肤色以及不同的面部结构问题也很难找出光源准确位置、以及材质相关系数。总之，现有的技术方案较复杂、不易掌握，且实施起来效率较低。

发明内容

本发明旨在提供一种人脸图像重光照的方法，简单易行，快速高效，且用户可操控性强、重光照效果逼真。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种人脸图像重光照的方法，包括：

对获取的二维人脸图像进行人脸识别与五官定位，获取人脸预定部位的二维特征点；

根据所述二维特征点和预设的三维脸部模型数据进行面部三维重建，获取三维人脸图像，并获取所述二维特征点的深度信息和所述三维人脸图像的网格顶点数据；

根据所述网格顶点数据和Delaunay三角剖分算法生成所述三维人脸图像的三维网格；

配置光照渲染参数；根据所述光照渲染参数和预先建立的光照模型对所述三维网格进行局部光照渲染，生成第一二维面部光照映射图；

对所述二维人脸图像进行肤色检测，获取所述二维人脸图像的肤色概率值；根据所述肤色概率值对所述第一二维面部光照映射图进行非肤色区域的保护，获取第二二维面部光照映射图；

对所述第二二维面部光照映射图的脸部轮廓和额头部位进行边缘扩展，获取第三二维面部光照映射图，包括：对所述第二二维面部光照映射图的脸部轮廓和额头部位进行预定范围的膨胀，使光照区域能够完全覆盖所述第二二维面部光照映射图；对膨胀后的第二二维面部光照映射图进行高斯滤波处理，获取第三二维面部光照映射图；