[发明专利]一种保持脸型不变的图像换脸方法

说明书

一种保持脸型不变的图像换脸方法属于计算机视觉领域。本发明获取模版图像，对模版图像进行预处理。获取用户图像，通过人脸对齐网络，获得对齐用户人脸图像。通过仿射变换将用户人脸轮廓与模版人脸轮廓对齐。然后通过点对点肤色变换，将用户人脸肤色转换为模版人脸肤色，再通过仿射变换将用户人脸轮廓转换为原来的轮廓，得到肤色转换后的用户人脸。然后将肤色转换后的用户人脸与模版肤色图像进行柏松融合，再将模版额头与其柏松融合。最后通过修正后的用户人脸掩膜将融合后的用户人脸抠出，将抠出的用户人脸粘贴到瘦脸后的模版图像，再粘贴上模版头发，对粘贴后的边缘做平滑处理后得到最终结果。本发明使得换脸后的人脸与用户人脸具有高度相似性。

技术领域

本发明属于计算机视觉、图像处理技术与深度学习等交叉领域，涉及一种能够保持人脸脸型的换脸的方法。

背景技术

近年来，图像换脸技术得到了快速的发展，例如天天p图中的疯狂换脸功能，用户选定一张模版图后，可将模版的人脸换为自己自拍照的人脸，其具有很强的娱乐性和传播性，吸引了一大批用户。

现有的换脸技术，首先，通常是提取两张图像中人脸的关键点。然后，通过仿射变换将用户人脸的关键点与模版人脸的关键点对齐，提取关键点圈定的区域，将用户的人脸抠出来。最后，再通过柏松融合的方式，将抠出的用户人脸与模版人脸进行融合。该方法将用户人脸与模板人脸融合后，丧失了用户人脸的轮廓信息，同时还会导致人脸内部的形变，换脸后的人脸与用户人脸的相似度不高。

因此，本发明提出了一种保持人脸脸型的换脸方法。该方法能够将用户人脸与模版人脸融合的同时，又能保持用户人脸的轮廓信息，从而提高换脸后用户人脸的相似度。

本发明首先对用户人脸进行点对点的肤色变换，然后将肤色变换后的用户人脸与模版肤色图像柏松融合，避免了由于用户人脸光照的原因，而导致的柏松融合时出现肤色不均，肤色过亮或者过暗等异常情况。然后再通过用户人脸掩膜将用户人脸直接贴到模版人脸，完全保留了用户人脸轮廓。最后再粘贴模版头发，修复由于粘贴用户人脸时，导致模版头发被遮挡的问题。

发明内容

本发明提供了一种方法，可以在换脸的同时，保留用户人脸的轮廓信息，从而提高换脸后人脸与用户人脸的相似度。

需要说明的是，在本文中，用户人脸姿态指的是人上下转头，左右转头，平面歪头的人脸角度特征。本文中所使用到的图像坐标系，都是平面直角坐标系，以图像的左上角为坐标原点，向右为x轴，向下为y轴。本文中所说的“掩膜中的点”是指掩膜中那些被激活的点，即数值大于零的点。所说的“对齐人脸图像”中的“对齐”含义是指，在图像的大小是固定时，人脸在图像中的位置是固定的，平面歪头的角度为零。

为了达到上述的目的，本发明采取如下的技术方案：

获取模版图像，对模版图像进行预处理。首先通过人脸对齐网络，获得对齐模版人脸图像。然后复制对齐模版人脸图像，通过液化操作得到瘦脸后的对齐模版人脸图像，采样对齐模版人脸的皮肤，制作一张模版肤色图像。然后通过人脸解析网络，获得对齐模版人脸图像的人脸掩膜、头发掩膜、额头掩膜。最后通过人脸关键点检测模型，得到模版人脸的81个关键点。

获取用户图像，通过人脸对齐网络，获得对齐用户人脸图像。计算对齐用户人脸的81个关键点，通过仿射变换将用户人脸轮廓与模版人脸轮廓对齐。然后通过点对点肤色变换，将用户人脸肤色转换为模版人脸肤色，再通过仿射变换将用户人脸轮廓转换为原来的轮廓，得到肤色转换后的用户人脸。然后将肤色转换后的用户人脸与模版肤色图像进行柏松融合，再将模版额头与其柏松融合。最后通过修正后的用户人脸掩膜将融合后的用户人脸抠出，将抠出的用户人脸粘贴到瘦脸后的模版图像，再粘贴上模版头发，对粘贴后的边缘做平滑处理后得到最终结果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：将用户人脸肤色转换为模版人脸肤色时，在一定程度上克服了由于光照不均匀带来的问题，同时没有改变用户人脸轮廓，而是直接将用户人脸粘贴到模版人脸上，使得换脸后的人脸与用户人脸具有高度的相似性。