[发明专利]一种基于仿射变换的人脸贴图方法和系统

权利要求书

1.一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.获取标准人脸图，并对标准人脸图进行标准特征点定位和标准特征点提取；

20.利用拉格朗日插值法对提取的标准人脸图的标准特征点进行曲线拟合，得到标准纹理坐标；

30.获取待处理人脸图，并对待处理人脸图进行实际特征点定位；

40.根据所述待处理人脸图的实际特征点，利用仿射变换将所述的标准纹理坐标与所述的待处理人脸图的对应的实际特征点进行自适应匹配，得到变换纹理坐标；

50.利用所述的变换纹理坐标将贴图素材绘制在待处理人脸图的对应的实际特征点位置，得到效果人脸图。

2.根据权利要求1所述的一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于：所述的步骤10和步骤30中，对标准人脸图或待处理人脸图进行标准特征点或实际特征点的定位，该标准特征点或实际特征点是指人脸的关键位置的离散的特征点，所述的步骤20中对标准人脸图的标准特征点进行曲线拟合，是利用拉格朗日插值法将各个离散的标准特征点根据所属人脸部位进行曲线拟合，得到该部位的轮廓形状。

3.根据权利要求2所述的一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于：所述的步骤20中，通过曲线拟合得到标准纹理坐标，是对人脸轮廓特征点进行补充，得到标准纹理坐标。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于：所述的人脸部位是指人脸轮廓、眉毛、眼睛、鼻子、嘴唇，所述的标准特征点或实际特征点的定位，是指人脸轮廓的高度位置、宽度位置、倾斜位置；眉毛最内侧位置、最外侧位置、中部最上方位置、中部最下方位置；眼睛的内侧眼角位置、外侧眼角位置、中部最上方位置、中部最下方位置、眼珠中心位置；鼻子的鼻尖最高点位置、鼻尖最低点位置、鼻翼最左侧位置、鼻翼最右侧位置；嘴唇的左侧嘴角位置、右侧嘴角位置、上嘴唇中部最上方位置、上嘴唇中部最下方位置、下嘴唇中部最上方位置、下嘴唇中部最下方位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于：所述的步骤40中，利用仿射变换将所述的标准纹理坐标与所述的待处理人脸图的实际特征点进行自适应匹配，得到变换纹理坐标，进一步包括以下步骤：

41.预设标准人脸图中提取的标准特征点至少包括a,b,c三个点及对应的插值点d，待处理人脸图中对应部位的实际特征点至少包括a',b',c'三个点；

42.通过三角形△abc和△a'b'c'计算出仿射变换矩阵M；

43.将所述的标准人脸图中的插值点d乘以所述的仿射变换矩阵M，得到待处理人脸图中的对应插值点d'，从而得到待处理人脸图的对应部位的实际轮廓形状；

44.将所述的标准纹理坐标根据所述的实际轮廓形状进行自适应匹配，得到变换纹理坐标。

6.根据权利要求5所述的一种基于仿射变换的人脸贴图方法，其特征在于：所述的步骤50中，利用所述的变换纹理坐标将贴图素材绘制在待处理人脸图的实际特征点位置，是通过OpenGL绘制待处理人脸图的对应部位的三角形，从而利用所述的变换纹理坐标将贴图素材绘制到该部位对应位置，得到效果人脸图。

7.一种基于仿射变换的人脸贴图系统，其特征在于，其包括：

标准人脸特征定位模块，用于获取标准人脸图，并对标准人脸图进行标准定位和标准特征点提取；

标准纹理坐标生成模块，其利用拉格朗日插值法对提取的标准人脸图的标准特征点进行曲线拟合，得到标准纹理坐标；

待处理人脸特征定位模块，用于获取待处理人脸图，并对待处理人脸图进行实际特征点定位；

变换纹理坐标生成模块，其根据所述待处理人脸图的实际特征点，利用仿射变换将所述的标准纹理坐标与所述的待处理人脸图的对应的实际特征点进行自适应匹配，得到变换纹理坐标；

效果合成模块，其利用所述的变换纹理坐标将贴图素材绘制在待处理人脸图的对应的实际特征点位置，得到效果人脸图。

8.根据权利要求7所述的一种基于仿射变换的人脸贴图系统，其特征在于：所述的变换纹理坐标生成模块进一步包括：

特征点提取单元，用于提取标准人脸图和待处理人脸图的对应部位的标准特征点或实际特征点，其中，标准人脸图中提取的标准特征点至少包括a,b,c三个点及对应的插值点d，待处理人脸图中对应部位的实际特征点至少包括a',b',c'三个点；

仿射变换矩阵计算单元，其通过三角形△abc和△a'b'c'计算出仿射变换矩阵M；

实际轮廓形状计算单元，其将所述的标准人脸图中的插值点d乘以所述的仿射变换矩阵M，得到待处理人脸图中的对应插值点d'，从而得到待处理人脸图的对应部位的实际轮廓形状；

纹理坐标匹配单元，其将所述的标准纹理坐标根据所述的实际轮廓形状进行自适应匹配，得到变换纹理坐标。