[发明专利]一种结合皮肤粗糙度的快速人脸图像美化方法

权利要求书

1.一种结合皮肤粗糙度的快速人脸图像美化方法，其特征在于，包括：

步骤1)对输入的彩色人脸图像I(x,y)利用自适应色度分量椭圆模型和肤色相似性估计肤色软阈值图像I_skin(x,y)；其中，(x,y)表示人脸图像的像素坐标；

步骤2)利用肤色粗糙特性自适应肤质保留平滑人脸图像得到平滑图I_smooth(x,y)；

步骤3)利用肤色软阈值图像I_skin(x,y)将人脸图像I(x,y)和平滑图I_smooth(x,y)进行融合得到融合图I_blend(x,y)，再将融合图像I_blend(x,y)进行美白处理得到美化图像I_en(x,y)；

所述步骤1)包括:

1.1)从RGB色彩空间转换为YCbCr色度空间的转化公式：

将人脸图像I(x,y)从RGB色彩空间转化为YCbCr色度空间，得到人脸图像I(x,y)的亮度分量I_Y(x,y)、蓝色色度分量I_Cb(x,y)和红色色度分量I_Cr(x,y)；

1.2)肤色椭圆模型公式：其中(ec_b,ec_r)是椭圆心坐标，a和b分别是椭圆长半轴和短半轴，θ是肤色椭圆模型坐标的旋转角，其值为经验值,I'_Cb和I'_Cr是经过旋转后的蓝色色度分量和红色色度分量，I_Cb和I_Cr是蓝色色度分量和红色色度分量,Cx,Cy,k₁和k₂为预设定的控制参数；

1.3)分别计算蓝色色度分量I_Cb(x,y)和红色色度分量I_Cr(x,y)的直方图H_Cb(x)和H_Cr(x)，根据直方图H_Cb(x)和H_Cr(x)的重心计算椭圆心坐标(ec_b,ec_r)和椭圆长短半轴a和b,结合肤色相似性，经指数函数映射到[0，1]区间得肤色软阈值图I_skin(x,y),公式为:其中σ是预设定的调节肤色相似性参数，I_skin(x,y)值的范围为[0，1]；

所述步骤2)包括：

2.1)对人脸图像I(x,y)的亮度分量I_Y(x,y)进行局部方差计算得局部肤色方差图I_Yvar(x,y)，公式为：其中是局部均值，N是局部方差滤波的窗口大小，由肤色软阈值图计算得到，公式：其中floor()为向下取整数的操作，sum()为像素值求和操作，k₃为预设定的控制参数；

2.2)预先定义高斯滤波器为gaussfilter(r,σ_G),则：其中是预设的高斯滤波器方差,r是预设的高斯滤波半径；

2.3)预先定义快速全局平滑滤波器为FGS(σ_c,λ),能量函数其中p和q是空间位置点，N(p)为p的四邻域，λ为预置平滑控制参数，f是输入图像，g是引导图像，f_p是在p位置点的输入图像的像素值，为权重函数,g_p和g_q分别是在p和q位置点的引导图像的像素值，σ_c＝mean(I_skin(x,y)*I_Yvar(x,y))为预置边缘保留控制参数，其中mean()是求均值的操作，用最小加权二乘法求使能量函数最小的解则得到输出图像u，u_p和u_q分别是在p和q位置点的输出图像的像素值；

2.4)对图像做快速全局平滑滤波FGS(σ_c,λ)，用原图减去快速全局平滑滤波 后的图，再通过高斯滤波和线性混合，得到肤色纹理保留的平滑图像I_smooth(x,y)，则肤色纹理保留的平滑计算公式：其中I_Y是亮度分量图像，是卷积运算符，α是融合比例参数，其取值范围[0，2]；

所述步骤3)包括：

3.1)利用肤色软阈值图像I_skin(x,y)将人脸图像I(x,y)和平滑图I_smooth(x,y)进行融合，得到融合图I_blend(x,y)：I_blend(x,y)＝(1-I_skin(x,y))*I(x,y)+I_skin(x,y)*I_smooth(x,y)；

3.2)将融合图像I_blend(x,y)进行log曲线美白处理,得到美化图像I_Yen(x,y)，则公式为其中log()是对数操作运算符，β是美白调节参数，则β＝1-mean(I_skin(x,y)*I(x,y))/256,其中mean()是求均值的操作；

3.3)从YCbCr色度空间换为RGB色彩空间的转化公式：

3.4)将美化图像I_Yen(x,y),蓝色色度分量I_Cb(x,y)和红色色度分量I_Cr(x,y)由YCbCr空间转换成RGB空间，得到最终RGB空间的人脸美化图像I_en(x,y)。