【图像处理】人脸检测--皱纹---变老特效

怼烎@ 2021-12-09 20:05 499阅读 0赞

变老特效是如何实现的呢？下面简单讲讲我做变老特效时的思路。

1. 面部皱纹纹理。变老后的皱纹并不是实时绘制，而是需要先准备一系列皱纹纹理，然后通过纹理转移算法将皱纹纹理转移至正常面部纹理上。

2. 由于照片尺寸不同，即使相同照片尺寸，检测的人脸尺寸也不会相同，而皱纹纹理尺寸是固定的，所以需要对皱纹纹理做合适的缩放才可以，这个简单，正常的图片缩放算法即可。

3. 由于检测的人脸姿态多变，有的头正颈直，有的歪头，有的仰头，而皱纹纹理都是头正颈直的，所以还需要对皱纹纹理做合适的变形，而非旋转，旋转的话匹配精度不够。本文采用的是移动最小二乘法图像变形（mls）算法。

4. 由于涉及到mls变形算法，所以需要控制点。本文采用的是提取人脸68个特征点，由于标准68个特征点主要分布在脸颊、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴，为了保证变形更精准，所以又计算增补了部分额头控制点，共计78个特征点作为变形控制点。

5. 由于照片亮度与皱纹纹理亮度会有一些差异，所以还需要修正皱纹纹理亮度，本文采用的方法比较简单，先计算检测到的人脸亮度均值，然后采用gamma校正皱纹纹理亮度。其他一些细节，可以参考代码。

下面是算法主流程代码：

void FacialAging(BMPINFO *pSrcBitmap, BMPINFO *pTexBitmap, MLS_Point *src_points, MLS_Point *mls_points, MLS_Point *tex_points, int pt_count, float strength)
    {
        // 缩放纹理
        float ratio = 0.0f;
        ScaleTexture(pTexBitmap, src_points, tex_points, &ratio);
     
        // 变换控制点及变形点
        memcpy(mls_points, src_points, pt_count*sizeof(MLS_Point));
        TransformPQ(mls_points, tex_points, pTexBitmap->lWidth, pTexBitmap->lHeight, ratio, pt_count);
     
        // 计算源/纹理图像脸部区域
        Face_Rect src_face_rect, tex_face_rect;
        CompFaceRect(&src_face_rect, src_points);
        CompFaceRect(&tex_face_rect, mls_points);
        if (!CheckFaceRect(pSrcBitmap, &src_face_rect))
        {
            return;
        }
     
        // 图像变形
        ImageWarp_MLS(pTexBitmap, tex_points, mls_points, pt_count);
     
        // 提取脸部区域
        BMPINFO src_facebmp = { 0 }, tex_facebmp = { 0 }, dst_facebmp = { 0 };
        src_facebmp.dwPixelFormat = BMPFORMAT_RGB32_R8G8B8A8;
        src_facebmp.lWidth = src_face_rect.width;
        src_facebmp.lHeight = src_face_rect.height;
        src_facebmp.lPitch[0] = src_facebmp.lWidth * 4;
        src_facebmp.pPlane[0] = (uchar*)malloc(src_facebmp.lPitch[0] * src_facebmp.lHeight);
     
        dst_facebmp.dwPixelFormat = BMPFORMAT_RGB32_R8G8B8A8;
        dst_facebmp.lWidth = src_face_rect.width;
        dst_facebmp.lHeight = src_face_rect.height;
        dst_facebmp.lPitch[0] = dst_facebmp.lWidth * 4;
        dst_facebmp.pPlane[0] = (uchar*)malloc(dst_facebmp.lPitch[0] * dst_facebmp.lHeight);
     
        tex_facebmp.dwPixelFormat = BMPFORMAT_RGB32_R8G8B8A8;
        tex_facebmp.lWidth = tex_face_rect.width;
        tex_facebmp.lHeight = tex_face_rect.height;
        tex_facebmp.lPitch[0] = tex_facebmp.lWidth * 4;
        tex_facebmp.pPlane[0] = (uchar*)malloc(tex_facebmp.lPitch[0] * tex_facebmp.lHeight);
     
        ExtractFaceRect(pSrcBitmap, &src_facebmp, &src_face_rect);
        ExtractFaceRect(pTexBitmap, &tex_facebmp, &tex_face_rect);
     
        float posx = 0.0f, posy = 0.0f;
        uchar red = 0, green = 0, blue = 0;
        uchar *pSrcData = dst_facebmp.pPlane[0];
        for (int i = 0; i < dst_facebmp.lHeight; i++)
        {
            posy = ((float)i / dst_facebmp.lHeight)*tex_facebmp.lHeight;
            for (int j = 0; j < dst_facebmp.lWidth; j++, pSrcData += 4)
            {
                posx = ((float)j / dst_facebmp.lWidth)*tex_facebmp.lWidth;
                BilinearInterRGB(tex_facebmp.pPlane[0], posx, posy, tex_facebmp.lWidth, tex_facebmp.lHeight, &blue, &green, &red);
                pSrcData[AXJ_BLUE]  = blue;
                pSrcData[AXJ_GREEN] = green;
                pSrcData[AXJ_RED]   = red;
            }
        }
     
        // 修正皱纹纹理亮度
        float sum = 0.0f, mean = 0.0f;
        int size = src_facebmp.lWidth*src_facebmp.lHeight;
        uchar luminance = 0;
        pSrcData = src_facebmp.pPlane[0];
        for (int i = 0; i < size; i++, pSrcData += 4)
        {
            luminance = (pSrcData[0] + pSrcData[1] + pSrcData[2]) / 3;
            sum += luminance;
        }
        mean = sum / size;
     
        // 
     
        free(src_facebmp.pPlane[0]);
        free(tex_facebmp.pPlane[0]);
        free(dst_facebmp.pPlane[0]);
    }

下面是一些效果图，由于用的皱纹纹理都是同一张，所以变老效果基本一样。算法效果还可以继续改进，不过现在也懒得弄了。

![SouthEast][]![SouthEast 1][]

[https://blog.csdn.net/grafx/article/details/70473685][https_blog.csdn.net_grafx_article_details_70473685]

[SouthEast]: https://img-blog.csdn.net/20170422183313864?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvZ3JhZng=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast
[SouthEast 1]: /images/20211209/53f1696fc5ac420ba2f51caeec1cbee2.png
[https_blog.csdn.net_grafx_article_details_70473685]: https://blog.csdn.net/grafx/article/details/70473685