Image Warping-Morphing 实现人脸渐变

这学期选修了计算机视觉与模式识别这门课，刚上几周，感觉挺有趣的。

课程上到Image Warping & Morphing的时候老师介绍了一样挺好玩的东西，我用它来做人脸渐变。

先看看效果图：

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简单介绍一下过程（我用的是matlab实现，因为matlab自带的函数还有矩阵运算实在太强大了，让我省掉好多功夫，可能以后还会用c++写一遍）：

1、分别在原图和目的图上面标注特征点，并且把所有点的坐标记录下来，例如：

（说白了做的主要是五官的渐变，把五官用特征点标出来，当然可以用人脸识别的方法代替我手工标记。。。但知识和时间有限没有实现识别的代码，只能手动操作，以后补上）

2、有了所有这些特征点之后做三角剖分：（后面步骤介绍其作用）

就是每三个点画成一个三角形，互不相交的，得到的就是这样子：

（matlab有自带三角剖分的函数，delaunay，用法百度一下一堆）

3、求出当前所要画的中间过程图的每个点的像素值：

其实要画出中间过程图的是怎么做的呢？就是画出每个像素点的像素值！那我怎么知道像素值是多少，那当然是原图和目标图上对应点的像素值的加权平均啊，取系数不同就可以画出不同的中间过程。说白了我要找到原图和目标图上对应像素点读取像素值，首先我就要找到对应像素点的坐标！

所以我们引入三角剖分，目的就是找出对应点的坐标，用一个例子来说明：

假设ABC是原图上的三角形，A'B'C'是我变换过程中图上对应的三角形

我们将左边的点弄成齐次矩阵，即：A的坐标矩阵就是[x; y; 1]（注意这是3*1的），BC同理，ABC就是一个3*3的矩阵[A,B,C]，然后我们定义一个3*3的M矩阵，M*ABC = A‘B'C'；然后就有M = A‘B’C'*inv(ABC)，inv是求逆。

这个矩阵可以推广到所有点，所以我们要找对应点的位置，就可以用该点的坐标，左乘inv(M)，就得到原图上对应点的坐标啦！再读取一下像素值，这样就OK啦！

这里还有一个小技巧，做双线性插值，效果会比较好，但是我的图才几百乘几百差不了多少，所以我没做。

4、将所有点的像素值输出到图像上，matlab的imwrite，大功告成。。。

展示一下我做了几个效果图：

me to Harden：

me to Leon：

matlab代码：

clear all close all%原图~目标图%图片读入到矩阵originG = imread('%图片地址');targetG = imread('');%图片特征点，我是存到txt里面然后读取originT =  load('%txt文件地址');targetT =  load('');num = size(originT, 1);%三角剖分TRI = delaunay(originT(: , 1), originT(: , 2));%中间图的特征点medT = zeros(num, 2);P = 0.1 : 0.1 : 0.9;for j = 1: 9    %求出中间图特征点位置    for i = 1: num        medT(i, 1) = P(j)*(targetT(i, 1) - originT(i, 1)) + originT(i, 1);        medT(i, 2) = P(j)*(targetT(i, 2) - originT(i, 2)) + originT(i, 2);    end    %先弄一个全零矩阵，用来存中间图每个像素点像素值    medG = zeros(300, 200, 3);    for x = 1: 300        for y = 1: 200            for k = 1: size(TRI, 1)                mX = medT(TRI(k, :), 1);  %某个三角形3个定点的x值                mY = medT(TRI(k, :), 2);%判断点是否在三角形内                [IN, ON] = inpolygon(x, y, mX, mY);                if ON == 1 || IN == 1                    m0 = [mX, mY, ones(3, 1)]';                    m1 = [originT(TRI(k, :), 1), originT(TRI(k, :), 2), ones(3, 1)]';  %向原图转换                    tran1 = m1 * m0^-1;                    pos1 = tran1 * [x; y; 1];                    m2 = [targetT(TRI(k, :), 1), targetT(TRI(k, :), 2), ones(3, 1)]';  %向目标图转换                    tran2 = m2 * m0^-1;                    pos2 = tran2 * [x; y; 1];                                        medG(x, y, :) = (1-P(j)) * originG(round(pos1(1,1)), round(pos1(2,1)), :) + P(j) * targetG(round(pos2(1,1)), round(pos2(2,1)), :);                    break;                end            end        end    end        %画图    filename = ['%存放地址', num2str(j), '.jpg'];    imwrite(uint8(medG), filename, 'jpg');end

挺详细了，就这样吧！谢谢阅读！