本發(fā)明涉及圖像處理，具體涉及一種人像圖像背景虛化的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、背景虛化是一種為了突出圖像主體，而對圖像背景區(qū)域進(jìn)行虛化出的圖像處理技術(shù)。手機(jī)拍照中，受限于手機(jī)鏡頭及傳感器等硬件因素的影響，很難實(shí)現(xiàn)物理上的虛化效果。通過背景虛化的處理方法，能夠更好的模擬大光圈淺景深，大散景的圖像效果，主觀上更具美感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種人像圖像背景虛化的方法及系統(tǒng)

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、獲取人像圖像；

4、對人像圖像進(jìn)行全局虛化處理，得到虛化圖像；

5、對虛化圖像進(jìn)行人像部分去虛化處理，得到背景虛化圖像。

6、優(yōu)選地，獲取人像圖像，具體包括以下步驟：

7、通過手機(jī)鏡頭拍攝，獲取人像圖像。

8、優(yōu)選地，對人像圖像進(jìn)行全局虛化處理，具體包括以下步驟：

9、獲取人像圖像的聚焦框；

10、獲取人像圖像的深度圖；

11、根據(jù)聚焦框?qū)ι疃葓D進(jìn)行虛化處理，得到虛化圖像。

12、優(yōu)選地，獲取人像圖像的深度圖，具體包括以下步驟：

13、判斷手機(jī)鏡頭的模式；所述手機(jī)鏡頭的模式包括單攝鏡頭、雙攝鏡頭和tof鏡頭；

14、對tof鏡頭，判斷為需要計(jì)算深度圖，將人像圖像作為深度圖；

15、對于雙攝鏡頭，判斷是否需要計(jì)算深度圖；當(dāng)判斷為需要計(jì)算深度圖時(shí)，基于雙目圖像的立體匹配算法對人像圖像進(jìn)行立體匹配，得到深度圖；

16、對于單攝像頭，判斷為需要計(jì)算深度圖，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)對人像圖像進(jìn)行處理，得到深度圖。

17、優(yōu)選地，對于雙攝鏡頭，判斷是否需要計(jì)算深度圖；當(dāng)判斷為需要計(jì)算深度圖時(shí)，基于雙目圖像的立體匹配算法對人像圖像進(jìn)行立體匹配，得到深度圖，具體包括以下步驟：

18、通過圖像標(biāo)定獲取到人像圖像的內(nèi)外參數(shù)，得到攝像頭坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系之間的投影關(guān)系；

19、對人像圖像進(jìn)行高斯模糊，通過sobel梯度算子計(jì)算圖像的梯度信息，通過閾值化梯度幅值，提取圖像邊緣，計(jì)算邊緣像素占總像素的比值；

20、當(dāng)邊緣像素占總像素的比值小于預(yù)設(shè)占比閾值時(shí)，判斷人像圖像存在臟污，不計(jì)算深度圖；

21、當(dāng)邊緣像素占總像素的比值大于等于預(yù)設(shè)占比閾值時(shí)，判斷人像圖像不存在臟污，通過兩個(gè)攝像頭的內(nèi)外參數(shù)，對于輸入的兩張rgb的圖像，需要利用兩個(gè)攝像頭的內(nèi)參對圖像進(jìn)行畸變校正，利用外參對圖像進(jìn)行立體矯正；對矯正后的兩張rgb圖像進(jìn)行立體匹配，以確定拍攝對象在兩幀圖像中的位置差異，從而得到深度圖。

22、優(yōu)選地，內(nèi)參的標(biāo)定使用張正友標(biāo)定法，內(nèi)參包括fx,fy,cx,cy，以及畸變系數(shù)[k1,k2,p1,p2,k3]；

23、外參為兩個(gè)攝像頭坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)r和平移t關(guān)系，使用特征點(diǎn)檢測算法在兩幅校正后的圖像中分別提取特征點(diǎn)，再利用特征點(diǎn)匹配算法找出兩幅圖像中的匹配點(diǎn)對，利用匹配點(diǎn)對和相機(jī)內(nèi)參矩陣求解本質(zhì)矩陣。

24、優(yōu)選地，根據(jù)聚焦框?qū)ι疃葓D進(jìn)行虛化處理，得到虛化圖像，具體包括以下步驟：

25、當(dāng)不計(jì)算深度圖時(shí)，對人像圖像i進(jìn)行虛化處理得到f(i)，計(jì)算公式為：

26、iblur＝k*f(i)

27、式中：iblur表示全局虛化圖像，k∈[0,1]為預(yù)設(shè)的虛化強(qiáng)度，f表示虛化方法；

28、當(dāng)計(jì)算深度圖時(shí)，根據(jù)聚焦框，得到深度圖中對應(yīng)聚焦框位置的平均深度值df，遍歷人像圖像中該位置的圖像像素點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)像素點(diǎn)的深度值計(jì)算其虛化強(qiáng)度，第i個(gè)像素的虛化強(qiáng)度值ki可以表示為：

29、ki＝abs(di-df)*k

30、式中：di∈[0,1]表示當(dāng)前像素點(diǎn)的深度值，abs表示數(shù)學(xué)計(jì)算中的絕對值；

31、在當(dāng)前像素點(diǎn)的虛化強(qiáng)度值小于預(yù)設(shè)的強(qiáng)度閾值時(shí)，不對其進(jìn)行虛化處理；在當(dāng)前像素點(diǎn)的虛化強(qiáng)度值大于等于預(yù)設(shè)的強(qiáng)度閾值時(shí)，對其進(jìn)行虛化處理。

32、優(yōu)選地，對虛化圖像進(jìn)行人像部分去虛化處理，得到背景虛化圖像，具體包括以下步驟：

33、對人像圖像進(jìn)行摳圖處理，得到matting圖像；

34、根據(jù)matting圖像，對虛化圖像中的相應(yīng)的部分進(jìn)行去虛化處理，得到背景虛化圖像。優(yōu)選地，所述背景虛化圖像iblur的計(jì)算公式為：

35、iout＝iα·iblur+(j-iα)·i

36、式中：j表示全1矩陣，·表示矩陣乘法，iblur表示全局虛化圖像，i表示輸入圖像，iα表示matting圖像，值域?yàn)閇0,1]。

37、本發(fā)明還提供一種人像圖像背景虛化的系統(tǒng)，包括：

38、獲取模塊，用于獲取人像圖像；

39、虛化處理模塊，用于對人像圖像進(jìn)行全局虛化處理，得到虛化圖像；

40、去虛化處理模塊，用于對虛化圖像進(jìn)行人像部分去虛化處理，得到背景虛化圖像。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

42、本發(fā)明提供了一種手機(jī)拍照中圖像的背景虛化的全鏈路解決方案，主要包括兩個(gè)部分，一個(gè)部分是對全局圖像進(jìn)行整體虛化處理，一個(gè)部分是通過圖像摳圖(matting)獲取圖像的主體部分，并對其進(jìn)行去虛化處理，保證主體部分的清晰度。

技術(shù)特征：

1.一種人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，獲取人像圖像，具體包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，對人像圖像進(jìn)行全局虛化處理，具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，獲取人像圖像的深度圖，具體包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，對于雙攝鏡頭，判斷是否需要計(jì)算深度圖；當(dāng)判斷為需要計(jì)算深度圖時(shí)，基于雙目圖像的立體匹配算法對人像圖像進(jìn)行立體匹配，得到深度圖，具體包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，根據(jù)聚焦框?qū)ι疃葓D進(jìn)行虛化處理，得到虛化圖像，具體包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，對虛化圖像進(jìn)行人像部分去虛化處理，得到背景虛化圖像，具體包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于：

10.一種人像圖像背景虛化的系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一所述的人像圖像背景虛化的方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種人像圖像背景虛化的方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域；該方法包括：獲取人像圖像；對人像圖像進(jìn)行全局虛化處理，得到虛化圖像；對虛化圖像進(jìn)行人像部分去虛化處理，得到背景虛化圖像。本發(fā)明提供了一種手機(jī)拍照中圖像的背景虛化的全鏈路解決方案，主要包括兩個(gè)部分，一個(gè)部分是對全局圖像進(jìn)行整體虛化處理，一個(gè)部分是通過圖像摳圖獲取圖像的主體部分，并對其進(jìn)行去虛化處理，保證主體部分的清晰度。

技術(shù)研發(fā)人員：李冬平,孫恬恬,周彬彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州相芯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15