聚焦信息技术领域 为产业发声
导读
说起美颜类应用，从最早的光影到美图、天天P图、美颜，再到美妆、IN、美咖、潮自拍等，无一不受到年轻人的热捧。今年愚人节，小米手机幽了一默，推出了“偏心美颜”模式，号称可以“微笑驾驭闺蜜政治”，虽然这样的功能只是一个愚人节的梗，但是在现实中，“偏心美颜”的人其实还真不少……研究机构发现，36%的自拍者承认他们会在拍完照的第一时间美化照片，而13%的人修图时几乎不放过任何一张自拍。你知道美颜相机是如何为你“整容”的呢？
图为小米的“偏心美颜”模式效果图
偏心美颜模式即：当群用户自拍时，比如闺蜜间的合影，该模式智能识别机主和其他人，并进行“着重美化”和“撩草美化”，让你在合影中脱颖而出，轻松驾驭闺蜜政治。
美颜1.0到2.0的技术支撑
如果说美颜1.0只是化妆（磨皮、祛痘、肤色调整）的话，那目前最新的美颜技术已经发展到了2.0阶段，达到整容级的效果——把眼睛变大，把圆脸变成瓜子脸，甚至可以做到直播实时美颜。而实现这些效果的技术支撑就是人脸识别。
那什么是人脸识别呢？人脸识别主要包括人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别四个部分。而美颜模块则利用这项技术来定位出人脸，通过人脸检测( Face Detection )和关键点检测( Landmark )来识别五官、脸型的多个特征点，并利用这些特征点作为脸部美化工作的基础。
美颜相机如何为你磨皮祛痘？
每一张图像可以看作是一个二维的数据集合，其中每个元素都是一个像素点。如果将这些数据用几何的方式来呈现出来，“痘”就是和周围点差异较大的点。在图像处理领域，这个差异是通过灰度值来衡量的灰度，也叫“亮度”。灰度图，也就是黑白图。将彩色图转换为灰度图，图像的关键特征不会丢失。磨皮祛痘，就是要平滑点与点之间的灰度差异，同时还要保持皮肤原有的一些细节。所以，美颜一般选择边界保持类平滑滤波算法。
美颜相机如何做到直播美颜，甚至实时整容？
直播美颜要求实时处理，很短的时间内，完成一系列任务。所以直播中的美颜，对性能有很高的要求，在动态视频中实现实时人脸跟踪定位和三维重构。
在直播中一般选择双边滤波算法。这个算法性能高，效果也比较好，非常适合直播场景。除了磨皮算法外，调整皮肤肤色也是美颜的一个关键环节。关于调整肤色：一方面实现美白、红润的效果；另一方面则通过控制肤色，可以弱化“痘”和“斑”等，因为磨皮算法只能在一定程度上消除噪点。
如何实现脸部贴图，突破次元壁？
我们知道，目前人脸识别领域可分为机器学习与深度学习两类方案：
机器学习识别物体是基于像素特征的我们会搜集大量的图像素材，再选择一个算法，使用这个算法来解析数据、从中学习，然后对真实世界中的事件做出决策和预测；深度学习是机器学习中的一类方法，模拟人类自己去识别人脸的思路，人类看物体的时候永远都是先观察到边缘。深度学习就模拟了我们人类去观测物体这样一种方式，首先拿到海量数据，拿到以后才有海量样本做训练，通过网络抓取核心特征建立一个网络，从而判断这个图像可能是张人脸。
而直播中的给人脸实时贴图，应用的就是深度学习技术，检测并识别出人脸的关键点再进行图像处理即可。此外，美颜相机突破次元壁，让机主“化身二次元少女”，则运用了运用了人脸识别和AR技术对五官进行了自然的变形和美化，达到二次元感的效果，让用户参与到漫画中，创造出属于自己风格的漫画作品。
本文由南京船舶雷达研究所高级工程师程旭提供技术指导
黄河连线原创文章
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