基于轮廓线的图像变形技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于轮廓线的图像变形方法，可对 图像进行变形操作。
【背景技术】
[0002] 图像变形技术在动画制作、影像特效处理、医学影像处理等方面都有重要应用。用 户通过对一副图像进行变形操作，不仅可以修饰图像上不满意的区域，还可以通过夸张某 些特征达到愉悦身心的目的。此外，可用多张渐变的图片来生成动画，图像变形的算法还可 用来生成特效影像。在医学整容方面，医生可以在手术之前通过图像变形生成目标图像，根 据目标图像实施手术过程，降低手术风险。
[0003] 现有的图像变形算法都没有进行图像分割，因此用户的变形操作都是对整张图片 进行变形，目标变形区域以外的区域都不可避免受到影响而出现扭曲。FFD技术是最早应 用于图像变形领域的算法，请参见RonM.，KennethI. :Free-formdeformationswith latticesofarbitrarytopology[C].SIGGRAPH'96Proceedingsofthe23rdannual conferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques, 1996,pp. 181-188?它 被广泛地使用在各软件中，该算法将变形网格嵌入到整张图片中，用户通过对网格的拖动 来改变网格的形状，再由拖动前后两张网格的映射关系约束图像上所有点的移动达到变形 图像的目的，这种方法无法控制具体的变形区域，如果变形区域较大，整张图片都会产生严 重扭曲。MLS图像变形算法通过设置权值的方式试图减小变形操作对变形区域以外区域的 影响，请参见ScottS. ,TravisM. ,Joeff. :Imagedeformationusingmovingleast squares[J].ProceedingsofACMSIGGRAPH'06, 2006, 25(3) :pp. 533-540,但是这种方法 对距离变形区域较近的区域仍然会产生明显的影响。
[0004] 现有的对特定区域的变形方法在区域确定后便可以达到对图像的分割目的，且产 生较好的变形效果，《一种三维人脸重建方法》(中国专利号CN101751689B，公开日期：2012 年2月22日)就是对人脸变形的实际应用。但是这种对特定区域变形的方法无法应用于图 片中的其它区域。再则，对特定区域的变形也是对该区域的整体进行变形，无法做到对区域 中细节的修整。
[0005] 另外，最能反映图片上的物体形态特征的就是物体的轮廓线，而现有方法都无法 准确调节轮廓线的形状来产生用户想要的变形效果，所以用户的变形体验会大打折扣。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明提出一种基于轮廓线的图像变形方法。由于图像的边缘曲 线可以根据图像上的灰度信息将图像进行分割，所以可近似看做轮廓线。由于对图像变形 的过程是和用户互动的过程，所以用户也可以添加或修复轮廓线。通过轮廓线对图像进行 分割，可有效地消除变形操作对变形区域以外的区域产生的影响。同时，用户的变形操作是 直接对轮廓线的变形操作，所以可以准确地得到用户想要的形状。
[0007] 本发明的技术方案是提供一种基于轮廓线的图像变形方法，下面将阐述各实施步 骤。
[0008] 步骤1:将图像的颜色空间由RGB转为Lab。
[0009] 步骤2:对图像在Lab颜色空间中使用双边滤波器进行双边滤波。
[0010] 步骤3 :将滤波后的图像颜色空间由Lab转换为RGB。
[0011] 步骤4 :将该RGB图像转换为灰度图像后使用Canny边缘检测算子进行边缘检测 得到一幅边缘图像，将该边缘图像上的边缘曲线作为轮廓线，同时用户可以添加或擦除轮 廓线。
[0012] 步骤5 :用户选取边缘图片上的某两点作为锚点确定要拖动的轮廓线。
[0013] 步骤6:用户点选廓线上的某点为拖动点，两两连接锚点和拖动点得 到一组向量，每个向量和其各自的正交向量一起构建一个二维平面的基，记为 巧,其中，&为单位向量，< 为&的正交单位向量。
[0014] 步骤7:用户对该拖动点进行拉伸或者压缩得到目的拖动点，用和步骤6同样的方 法可得到另外一组基，第立个基记为(4,<>,和步骤6中对应。
[0015] 步骤8:轮廓线上任意点在变形前第i个基中坐标为变形 后的对应点罗在第:i个基中的坐标为其中p和均为二维列向量，要 求>以拖动比例放缩后最大限度地等于％>,即求
【主权项】
1. 一种基于轮廓线的图像变形方法，可改变图像中目标的形状，其特征在于以下步 骤： 步骤1:对待变形的图片滤波后进行边缘检测得到一幅边缘图像，将该边缘图像上的 边缘曲线作为轮廓线，同时用户可以在该边缘图像上添加或擦除轮廓线； 步骤2:用户点选两个锚点和一个拖动点，由锚点确定待拖动的轮廓线，两两连接各锚 点和拖动点确定一组向量，每个向量和其正交向量建立二维平面上的一个基； 步骤3:用户拖动拖动点得到目的拖动点，由目的拖动点和锚点用和步骤2中同样的方 法建立另一组基，和步骤2中的各基一一对应； 步骤4:根据变形前轮廓线上任意一点在拖动前各基中的坐标以拖动比例放缩后最大 限度地逼近其在拖动后各基中的坐标这一要求，求得变形后的轮廓线，同时，用户可以调节 变形参数来得到想要的轮廓线的形状，得到变形后的轮廓线后由其确定变形区域； 步骤5:根据变形区域中任意一点在拖动后各基中的坐标以拖动比例放缩后最大限度 地逼近其在拖动前对应基中的坐标这一要求，求得其对应于变形前图像上的位置，并将该 位置上的像素插入到变形区域中，所有点都填充完后得到最终的变形图像。
2.根据权利要求1所述的基于轮廓线的图像变形方法，其特征在于：所述步骤4中，轮 廓线上的任意点_p在变形前第i个基中坐标为> ,变形后对应点y在第I个基(Jj, >中的坐标为>，要求^以拖动比例放缩后最大限度地等
%为拖动前各基的权值为第,个向量的拖动比例，#为第f个向量垂直方向上 的拖动比例，'为各基的原点，0￡为用户调节垂直于拖动方向上的放缩比例的变形参数， 求得P后将其作为拖动后轮廓线上的点，求得所有的点后按顺序连接各点，平滑处理后得 到变形后轮廓线，用户通过改变上式中设置的参数来调节变形后轮廓线的形状，最后由变 形后轮廓线确定出变形区域。
3.根据权利要求1所述的基于轮廓线的图像变形方法，其特征在于：所述步骤5中，变 形区域中任意?在变形后第±个基中坐标为％,&》，该点对应于变形前图片 上的点_p，p点在拖动前第i个基中的坐标为\ ,同样要求\ >以 拖动比例放缩后最大限度地等于即求
为拖动后各基的权值，其余各变量意义不变，将求得的点p上的像素插入位置 变形区域中所有点的像素插值完成后即生成了变形后图像。
【专利摘要】本发明公开一种基于轮廓线的图像变形方法，包括以下步骤：首先将待变形的图像进行边缘检测得到边缘图像，将该边缘图像上的边缘曲线作为轮廓线；用户选取要变形的轮廓线并进行拖动，在拖动前后分别在该二维平面上建立一组一一对应的基；轮廓线上的点和变形区域中的点在用户拖动轮廓线前后的对应基中有各自的坐标，根据变形前轮廓线上点的坐标以拖动比例放缩后最大限度地逼近其移动后在拖动后对应基中的坐标的原则，可求得变形后的轮廓线并由此确定变形区域，根据变形区域中的点的坐标以拖动比例放缩后最大限度地逼近其未移动时在变形前对应基中的坐标的原则求得变形区域中各点对应于变形前图片中的点，用这些点填充变形区域得到变形后图片。
【IPC分类】G06T3-00, G06T7-00
【公开号】CN104574266
【申请号】CN201410451363
【发明人】陈鹏飞
【申请人】陈鹏飞
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年9月7日