一种高自然度的实时美颜方法、装置与流程

本发明涉及视频、图案美颜技术领域，特别涉及一种高自然度的实时美颜方法、装置。

背景技术：

现在的移动终端，除了在拍照的时候进行美颜外，在视频录制及视频聊天的时候，也需要美颜技术。由于目前用户对于视频美颜的要求越来越高，用户对美颜效果的要求除了基本的磨皮美白外，还会对美颜的自然度有所要求。所以不仅希望视频中的自己皮肤很好，但还希望能够明显看出被磨皮(通过使用PS软件中的图层、蒙版、通道、滤镜等工具除了可以给图片中的人物消除皮肤部分的斑点、瑕疵或者杂色外，还可以为人物脸部磨皮，能够使得人物脸部更加细腻，轮廓更加清晰)的痕迹。即在皮肤嫩滑的同时又能够保留皮肤自然的纹理。

现有技术中，用于移动设备上的实时美颜算法大多基于空间滤波算法，比如，高斯滤波或者双边滤波。其中高斯滤波是图像降噪的常用方式，算法是通过像素点周围灰度值的加权平均算得新的灰度之，算法快速但对图像细节的保留很差。双边滤波是一种结合图像空间邻近度和像素值相似度的一种滤波方式，由于考虑到周围像素点的灰度相似性，这种滤波方式能够在平滑皮肤的同时保留脸部边缘的细节，但由于保留的细节与滤掉的部分在视觉上的反差导致结果看上去有些不自然，例如在皮肤边界出现不自然的边缘，在皮肤平滑区域也有皮肤被磨过的痕迹。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，在移动智能终端，使人脸皮肤美白光滑的同时让人脸皮肤保持自然，大幅度降低磨皮痕迹，使人脸棱角和阴影出还原度高。

解决上述技术问题，本发明提供了一种高自然度的实时美颜方法，包括如下步骤：

建立图像滤波卷积模板；

输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；

根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；

通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；

对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；

根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；

基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；

基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；

基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。

更进一步，所述图像滤波卷积模板为四层圆环模版。

更进一步，所述四层圆环模版中的四层圆环距离圆心的像素半径从小到大分别为2像素、4像素、8像素、16像素。

更进一步，所述磨皮调整参数S＝1.0+pow(I,a)*0.1，其中a为磨皮调整参数，I为原始图像的灰度。

更进一步，所述磨皮图像混合参数M＝pow(I,m)，其中m为磨皮混合调整参数。

更进一步，所述柔光混合调整参数L，与柔光混合度的变化趋势呈正比。

更进一步，所述原始图像中噪点最少的一个通道为r、g、b三个通道中的绿色通道。

本发明还提供了一种高自然度的实时美颜装置，包括：单通道高反差图像磨皮单元和图层混合叠加单元，

所述单通道高反差图像磨皮单元，用以建立图像滤波卷积模板；输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；

所述图层混合叠加单元，用以对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。

更进一步，所述智能终端包括相机、手机、平板、笔记本、台式电脑的可以摄影的设备

本发明的有益效果：

1)本发明中的高自然度的实时美颜方法，相对于现有的技术方案，具有使人脸皮肤美白光滑的同时让人脸皮肤保持自然，大幅度降低磨皮痕迹，使人脸棱角和阴影出还原度高的美颜效果。本方法能够降低直接对图像进行双边滤波带来的图像不自然程度，在图层混合方式上采用了滤色，柔光，增亮三种方式叠加的方法，在给人脸皮肤磨皮和美白的同时保证了图像的自然度，不会使图片中人脸边缘突变，也不会损失掉皮肤上自然的细节纹理，使得皮肤美观且逼真。

2)由于建立图像滤波卷积模板；输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；在本发明中并不是直接对图像进行空间滤波，而是采用了通过计算出单通道高反差图像，从而通过调整磨皮系数来减弱图像中皮肤粗糙部分。

3)由于对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。在图层混合方式上采用了滤色，柔光，增亮三种方式叠加的方法，在给人脸皮肤磨皮和美白的同时保证了图像的自然度。

4)本发明中高自然度的实时美颜装置，在智能终端上设置有单通道高反差图像磨皮单元，在该单元中采用的单通道高反差图像磨皮法：该方法采用r、g、b三个通道中干扰噪点最少的通道，在减少计算量的同时也有效减少了其他通道的噪声干扰；通过计算单通道高反差增强图像来先获取皮肤粗糙信息，这样能够避免直接对图像滤波造成的皮肤失真，提升了皮肤的自然度。

5)本发明中高自然度的实时美颜装置，在智能终端上设置有图层混合叠加单元图，在该单元中采用的层混合叠加方法：计算得到磨皮图层后，本发明采用了滤色、柔光、增亮三种混合模式叠加的方法，达到肤色磨皮美白的效果，并且保持了图片的自然度。

附图说明

图1是本发明一实施例中的高自然度的实时美颜方法流程示意图。

图2是本发明一实施例中的高自然度的实时美颜装置结构示意图。

图3是本发明另一实施例中的高自然度的实时美颜装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示是本发明一实施例中的高自然度的实时美颜方法流程示意图。

本发明一实施例中的一种高自然度的实时美颜方法，包括如下步骤：

步骤S100建立图像滤波卷积模板；在一些实施例中，所述图像滤波卷积模板为四层圆环模版，所述四层圆环模版中的四层圆环距离圆心的像素半径从小到大分别为2像素、4像素、8像素、16像素。

步骤S101输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；将原始图片记为Image0，找出原始图像噪点最少的一个通道，对该通道进行高斯滤波，得到一幅单通道的灰度图像，记为Image1

步骤S102根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；计算单通道高反差图像Image2＝Image0-Image1+0.5，进一步，计算高反差增强图像Image3，

如果Image3<0.5,Image3＝2.0*Image2*Image2；

如果Image3>0.5,Image3＝1.0-(2.0*(1.0-Image2)*(1.0-Image2))；

步骤S103通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；在一些实施例中，计算原始图像Image0的灰度I，设定磨皮系数S＝1.0+pow(I,a)*0.1，其中a为磨皮调整参数，取值越小磨皮光滑度越高；计算得到所述磨皮图像Image4：Image4＝Image0*S-Image3*(S-1.0)。

步骤S104对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；对所述磨皮图像进行处理包括但不限于，计算磨皮增亮图像Image6：Image6＝max(Image0,Image4)；

计算所述磨皮滤色图像Image5：Image5＝1.0-(1.0-Image0)*(1.0-Image4)；

计算所述磨皮柔光图像Image7：Image7＝2.0*Image0*Image4+Image0*Image0-2.0*Image0*Image0*Image4；

步骤S105根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；磨皮图像混合参数M＝pow(I,m)，其中m为磨皮混合调整参数，取值越小磨皮混合度越高；

步骤S106基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；计算滤色混合图像Image8：Image8＝M*Image5+(1.0-M)*Image0；

步骤S107基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；计算增亮混合图像Image9：Image9＝M*Image6+(1.0-M)*Image8；

步骤S108基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。得到最终结果图像ImageR：设定柔光混合调整参数L，L越大柔光混合度越高，ImageR＝L*Image7+(1.0-L)*Image9。

作为本实施例中的优选，所述磨皮调整参数S＝1.0+pow(I,a)*0.1，其中a为磨皮调整参数，I为原始图像的灰度。

作为本实施例中的优选，所述磨皮图像混合参数M＝pow(I,m)，其中m为磨皮混合调整参数。

作为本实施例中的优选，所述柔光混合调整参数L，与柔光混合度的变化趋势呈正比。

作为本实施例中的优选，所述原始图像中噪点最少的一个通道为r、g、b三个通道中的绿色通道。

本实施例中的高自然度的实时美颜方法，相对于现有的技术方案，具有使人脸皮肤美白光滑的同时让人脸皮肤保持自然，大幅度降低磨皮痕迹，使人脸棱角和阴影出还原度高的美颜效果。本方法能够降低直接对图像进行双边滤波带来的图像不自然程度，在图层混合方式上采用了滤色，柔光，增亮三种方式叠加的方法，在给人脸皮肤磨皮和美白的同时保证了图像的自然度，不会使图片中人脸边缘突变，也不会损失掉皮肤上自然的细节纹理，使得皮肤美观且逼真。

本发明的原理：

1.制作图像滤波卷积模版：本方法采用的卷机模版为四层圆环模版，四层圆环距离圆心的像素半径从小到大分别为2像素、4像素、8像素、16像素；

2.单通道高斯滤波：将原始图片记为Image0，找出原始图像噪点最少的一个通道(比如iphone相机上一般是绿色通道噪点最少)，对该通道进行高斯滤波，得到一幅单通道的灰度图像，记为Image1；

3.计算单通道高反差图像Image2：Image2＝Image0-Image1+0.5；

4.计算高反差增强图像Image3：

如果Image3<0.5,Image3＝2.0*Image2*Image2；

如果Image3>0.5,Image3＝1.0-(2.0*(1.0-Image2)*(1.0-Image2))；

5.计算磨皮调整参数S:计算原始图像Image0的灰度I，设定磨皮系数S＝1.0+pow(I,a)*0.1，其中a为磨皮调整参数，取值越小磨皮光滑度越高；

6.计算磨皮图像Image4：Image4＝Image0*S-Image3*(S-1.0)；

7.计算磨皮滤色图像Image5：Image5＝1.0-(1.0-Image0)*(1.0-Image4)；

8.计算磨皮增亮图像Image6：Image6＝max(Image0,Image4)；

9.计算磨皮柔光图像Image7：Image7＝2.0*Image0*Image4+Image0*Image0-2.0*Image0*Image0*Image4；

10.设定磨皮图像混合参数M:M＝pow(I,m)，其中m为磨皮混合调整参数，取值越小磨皮混合度越高；

11.计算滤色混合图像Image8：Image8＝M*Image5+(1.0-M)*Image0；

12.计算增亮混合图像Image9：Image9＝M*Image6+(1.0-M)*Image8；

13.得到最终结果图像ImageR：设定柔光混合调整参数L，L越大柔光混合度越高，ImageR＝L*Image7+(1.0-L)*Image9。

如图2所示是本发明一实施例中的高自然度的实时美颜装置结构示意图。

本实施例中的一种高自然度的实时美颜装置20，设置于智能终端，包括：单通道高反差图像磨皮单元200和图层混合叠加单元201，

所述单通道高反差图像磨皮单元200，用以建立图像滤波卷积模板；输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；

通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；

所述图层混合叠加单元201，用以对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。

本实施例中的中高自然度的实时美颜装置，在智能终端上设置有单通道高反差图像磨皮单元200，在该单元中采用的单通道高反差图像磨皮法：该方法采用r、g、b三个通道中干扰噪点最少的通道，在减少计算量的同时也有效减少了其他通道的噪声干扰；通过计算单通道高反差增强图像来先获取皮肤粗糙信息，这样能够避免直接对图像滤波造成的皮肤失真，提升了皮肤的自然度。

本实施例中的高自然度的实时美颜装置，在智能终端上设置有图层混合叠加单元图201，在该单元中采用的层混合叠加方法：计算得到磨皮图层后，本发明采用了滤色、柔光、增亮三种混合模式叠加的方法，达到肤色磨皮美白的效果，并且保持了图片的自然度。

如图3所示是本发明另一实施例中的高自然度的实时美颜装置结构示意图。

本实施例中的一种高自然度的实时美颜装置20，设置于智能终端，包括：单通道高反差图像磨皮单元200和图层混合叠加单元201，

所述单通道高反差图像磨皮单元200，用以建立图像滤波卷积模板；输入原始图像，找出所述原始图像中噪点最少的一个通道进行高斯滤波，得到灰度图像；根据灰度图像得到单通道高反差图像，并计算得到高反差增强图像；通过所述原始图像计算磨皮调整参数，再结合所述磨皮调整参数、高反差增强图像和原始图像，得到磨皮图像；

所述图层混合叠加单元201，用以对所述磨皮图像进行处理，得到磨皮滤色图像和磨皮柔光图像；根据所述磨皮滤色图像和磨皮柔光图像，进行磨皮图像混合参数的设定；基于所述原始图像，通过磨皮图像混合参数和磨皮滤色图像，得到滤色混合图像；基于磨皮增亮图像，通过磨皮图像混合参数和所述滤色混合图像，得到增亮混合图像；基于设定的柔光混合调整参数，通过所述磨皮柔光图像和所述增亮混合图像，得到处理后图像。优选地，所述智能终端包括相机(未示出)、手机40、平板30、笔记本60、台式电脑30的可以摄影的设备。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上，所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。