具體描述
《圖像視頻濾鏡與人像美顔美妝算法詳解》主要介紹瞭與圖像視頻濾鏡和人像美顔美妝特效相關的算法基礎知識與方法思路。從多年前的Photoshop到今天的手機拍照App，以及功能強大的智能圖像處理軟件的普及程度可以看齣，濾鏡、美顔和美妝已是照片/視頻美化操作不可或缺的部分。本書從傳統方法開始，係統地講述瞭調色、濾波、變形等圖像算法，並以此為基礎講解瞭各種圖像濾鏡、人像美顔美妝特效的算法思路與代碼實現，最後擴展到基於深度學習的AI濾鏡及美顔算法。全書條理清晰，由簡到難，通俗易懂。
本書非常適閤對圖像算法，尤其是圖像特效、人臉美化感興趣的初學者，或者想從事相關工作但又缺少經驗的人員，抑或是圖像美化相關領域的設計師等。
著者簡介
鬍耀武，CSDN博客專傢，2012年碩士畢業於浙江理工大學信號與信息係統專業。先後供職於杭州虹軟科技有限公司、杭州九言科技有限公司、杭州趣維科技有限公司等上市公司和獨角獸互聯網公司，現為杭州趣維科技有限公司（小影App）資深視覺圖像算法工程師。多年來專注於圖像濾鏡、人像美顔美妝、動漫手繪等相關圖像特效算法的研究，曾負責多款億級用戶量App的圖像算法研發工作，擁有數十個算法專利申請，在人像美化特效方麵有著深厚的積纍和經驗。
圖書目錄
第1 章 圖像基礎必備 .............................................................................................................. 1
1.1 Photoshop 功能模塊介紹 ...................................................................................................... 1
1.1.1 顔色模式 .................................................................................................................... 2
1.1.2 RGB 顔色模式基礎調節 ........................................................................................... 3
1.2 圖像顔色空間 ....................................................................................................................... 9
1.2.1 RGB 顔色空間 ........................................................................................................... 9
1.2.2 HSV 顔色空間 ......................................................................................................... 19
1.2.3 YUV 顔色空間 ........................................................................................................ 24
1.2.4 CIELab 顔色空間 .................................................................................................... 27
1.3 圖像處理基礎算法 ............................................................................................................. 33
1.3.1 圖像灰度化 .............................................................................................................. 33
1.3.2 圖像閾值化 .............................................................................................................. 36
1.3.3 圖像直方圖 .............................................................................................................. 38
1.3.4 圖像的亮度/對比度調整 ......................................................................................... 41
1.3.5 圖像的飽和度調整 .................................................................................................. 45
1.4 圖像濾波與銳化算法 ......................................................................................................... 48
1.4.1 圖像均值濾波 .......................................................................................................... 49
1.4.2 圖像高斯濾波 .......................................................................................................... 54
1.4.3 圖像拉普拉斯銳化 .................................................................................................. 60
1.4.4 圖像USM 銳化 ....................................................................................................... 63
1.5 圖像邊緣檢測算法 ............................................................................................................. 67
1.5.1 Sobel 邊緣檢測 ........................................................................................................ 67
1.5.2 經典Canny邊緣檢測 ............................................................................................. 72
1.6 本章小結 ............................................................................................................................. 79
參考資料 ..................................................................................................................................... 79
第2章 照片濾鏡詳解 ............................................................................................................ 81
2.1 初識濾鏡 ............................................................................................................................. 81
2.2 顔色濾鏡 ............................................................................................................................. 85
2.2.1 算法顔色濾鏡 .......................................................................................................... 85
2.2.2 LUT顔色濾鏡 ......................................................................................................... 89
2.3 幾何濾鏡 ............................................................................................................................. 96
2.4 混閤濾鏡 ........................................................................................................................... 100
2.5 智能濾鏡 ........................................................................................................................... 102
2.6 “美圖秀秀”中的阿寶色濾鏡算法與實現 .................................................................... 104
2.7 Instagram 1977濾鏡算法與實現 ...................................................................................... 113
2.8 本章小結 ........................................................................................................................... 118
參考資料 ................................................................................................................................... 119
第3章 人像美顔算法詳解 .................................................................................................. 120
3.1 圖像保邊濾波算法 ........................................................................................................... 120
3.1.1 雙邊濾波算法 ........................................................................................................ 121
3.1.2 Surface Blur濾波算法 ........................................................................................... 128
3.1.3 Guided濾波算法 ................................................................................................... 133
3.1.4 局部均值濾波算法 ................................................................................................ 140
3.1.5 Anisotropic濾波算法 ............................................................................................ 147
3.1.6 Smart Blur濾波算法 ............................................................................................. 153
3.1.7 MeanShift濾波算法 .............................................................................................. 158
3.1.8 BEEPS濾波算法 ................................................................................................... 165
3.1.9 其他濾波算法 ........................................................................................................ 173
3.2 人像皮膚檢測算法 ........................................................................................................... 174
3.2.1 基於顔色空間的皮膚檢測算法 ............................................................................ 175
3.2.2 基於高斯模型的膚色概率計算方法 .................................................................... 182
3.2.3 皮膚檢測在磨皮中的應用 .................................................................................... 185
3.3 人像美膚算法 ................................................................................................................... 188
3.3.1 皮膚美白算法 ........................................................................................................ 189
3.3.2 皮膚調色算法 ........................................................................................................ 196
3.4 人像磨皮算法 ................................................................................................................... 199
3.4.1 通用磨皮算法 ........................................................................................................ 200
3.4.2 通道磨皮算法 ........................................................................................................ 203
3.4.3 高反差磨皮算法 .................................................................................................... 208
3.4.4 細節疊加磨皮算法 ................................................................................................ 214
3.4.5 其他磨皮算法 ........................................................................................................ 217
3.5 人像美顔算法與實戰 ....................................................................................................... 219
3.5.1 “美顔相機”中的效果分析 ................................................................................ 219
3.5.2 “美顔相機”中的效果實現 ................................................................................ 222
3.6 本章小結 ........................................................................................................................... 233
參考資料 ................................................................................................................................... 233
第4章 人像變形特效算法詳解 ........................................................................................... 236
4.1 基礎圖像變形算法 ........................................................................................................... 236
4.1.1 圖像仿射變換 ........................................................................................................ 237
4.1.2 圖像透視變換 ........................................................................................................ 242
4.1.3 圖像反距離加權（IDW）插值變形算法 ............................................................ 246
4.1.4 圖像特徵綫變形算法 ............................................................................................ 250
4.1.5 圖像MLS變形算法 .............................................................................................. 258
4.1.6 圖像三角剖分變形算法 ........................................................................................ 273
4.2 人像美顔變形算法 ........................................................................................................... 274
4.2.1 人像美顔瘦臉算法之手動瘦臉 ............................................................................ 275
4.2.2 人像美顔瘦臉算法之自動瘦臉 ............................................................................ 279
4.2.3 人像美顔大眼算法 ................................................................................................ 286
4.2.4 其他臉部變形算法 ................................................................................................ 291
4.3 本章小結 ........................................................................................................................... 293
參考資料 ................................................................................................................................... 293
第5章 人像美妝算法詳解 .................................................................................................. 294
5.1 美妝算法簡介 ................................................................................................................... 294
5.2 美妝算法—美瞳 ........................................................................................................... 298
5.2.1 美瞳效果的PS實現 ............................................................................................. 298
5.2.2 美瞳效果的算法實現 ............................................................................................ 300
5.3 美妝算法—腮紅 ........................................................................................................... 307
5.3.1 腮紅效果的PS實現 ............................................................................................. 308
5.3.2 腮紅效果的算法實現 ............................................................................................ 309
5.4 美妝算法—眼妝 ........................................................................................................... 315
5.4.1 眼妝算法—眼影 ................................................................................................ 315
5.4.2 眼妝算法—眼綫/睫毛/雙眼皮 .......................................................................... 325
5.5 美妝算法—眉毛 ........................................................................................................... 332
5.5.1 美眉效果的PS實現 ............................................................................................. 333
5.5.2 美眉效果的算法實現 ............................................................................................ 334
5.6 美妝算法—立體修鼻 ................................................................................................... 338
5.6.1 立體修鼻效果的PS實現 ..................................................................................... 339
5.6.2 立體修鼻效果的算法實現 .................................................................................... 340
5.7 美妝算法—唇妝 ........................................................................................................... 344
5.7.1 唇彩效果的PS實現 ............................................................................................. 345
5.7.2 唇彩效果的算法實現 ............................................................................................ 347
5.7.3 唇彩的其他算法實現 ............................................................................................ 357
5.8 仿“美妝相機”DEMO實戰 ........................................................................................... 361
5.8.1 美妝軟件—DLL算法部分 ............................................................................... 362
5.8.2 美妝軟件—UI交互部分 ................................................................................... 364
5.9 本章小結 ........................................................................................................................... 381
第6章 AI美顔算法基礎必備 .............................................................................................. 382
6.1 AI美顔發展現狀 .............................................................................................................. 382
6.2 經典人臉檢測網絡MTCNN ............................................................................................ 383
6.2.1 IOU和NMS .......................................................................................................... 383
6.2.2 MTCNN網絡剖析 ................................................................................................ 385
6.3 經典圖像分割網絡U-Net................................................................................................. 388
6.4 經典殘差網絡ResNet ....................................................................................................... 392
6.5 阿裏前嚮推理引擎MNN ................................................................................................. 397
6.5.1 MNN推理引擎介紹 .............................................................................................. 398
6.5.2 MNN編譯與模型轉換工具 .................................................................................. 400
6.5.3 MNN的使用 ......................................................................................................... 404
6.5.4 MNN的測試工程.................................................................................................. 407
6.6 本章小結 ........................................................................................................................... 409
參考資料 .................................................................................................................................. 409
第7章 AI美顔算法詳解 ..................................................................................................... 411
7.1 AI美顔概述 ...................................................................................................................... 412
7.2 AI美顔之人像分割算法 .................................................................................................. 413
7.3 AI美顔之背景虛化 .......................................................................................................... 417
7.4 AI美顔之人像染發 .......................................................................................................... 423
7.4.1 頭發分割模塊 ........................................................................................................ 424
7.4.2 頭發染色模塊 ........................................................................................................ 427
7.5 AI美顔之美甲 .................................................................................................................. 431
7.5.1 指甲分割模塊 ........................................................................................................ 433
7.5.2 指甲染色模塊 ........................................................................................................ 436
7.6 AI美顔之智能磨皮 .......................................................................................................... 446
7.6.1 通用AI美顔磨皮框架 .......................................................................................... 446
7.6.2 AI皮膚分割模塊 ................................................................................................... 447
7.6.3 美顔模塊 ................................................................................................................ 450
7.7 AI美顔之人臉檢測 .......................................................................................................... 455
7.7.1 分析人臉檢測算法 ................................................................................................ 455
7.7.2 實現人臉檢測算法 ................................................................................................ 456
7.8 AI美顔之人臉關鍵點檢測 .............................................................................................. 466
7.8.1 網絡設計 ................................................................................................................ 466
7.8.2 數據準備 ................................................................................................................ 469
7.8.3 訓練與測試 ............................................................................................................ 470
7.9 AI美顔之性彆識彆 .......................................................................................................... 471
7.10 其他AI美顔技術探討 ................................................................................................... 474
7.10.1 AI濾鏡.............................................................................................................. 474
7.10.2 AI美妝.............................................................................................................. 477
7.10.3 AI瘦身.............................................................................................................. 478
7.10.4 AI換臉.............................................................................................................. 479
7.10.5 AI顔值評分 ...................................................................................................... 481
7.11 本章小結 ......................................................................................................................... 481
參考資料 .................................................................................................................................. 482
· · · · · · (收起)
1.1 Photoshop 功能模塊介紹 ...................................................................................................... 1
1.1.1 顔色模式 .................................................................................................................... 2
1.1.2 RGB 顔色模式基礎調節 ........................................................................................... 3
1.2 圖像顔色空間 ....................................................................................................................... 9
1.2.1 RGB 顔色空間 ........................................................................................................... 9
1.2.2 HSV 顔色空間 ......................................................................................................... 19
1.2.3 YUV 顔色空間 ........................................................................................................ 24
1.2.4 CIELab 顔色空間 .................................................................................................... 27
1.3 圖像處理基礎算法 ............................................................................................................. 33
1.3.1 圖像灰度化 .............................................................................................................. 33
1.3.2 圖像閾值化 .............................................................................................................. 36
1.3.3 圖像直方圖 .............................................................................................................. 38
1.3.4 圖像的亮度/對比度調整 ......................................................................................... 41
1.3.5 圖像的飽和度調整 .................................................................................................. 45
1.4 圖像濾波與銳化算法 ......................................................................................................... 48
1.4.1 圖像均值濾波 .......................................................................................................... 49
1.4.2 圖像高斯濾波 .......................................................................................................... 54
1.4.3 圖像拉普拉斯銳化 .................................................................................................. 60
1.4.4 圖像USM 銳化 ....................................................................................................... 63
1.5 圖像邊緣檢測算法 ............................................................................................................. 67
1.5.1 Sobel 邊緣檢測 ........................................................................................................ 67
1.5.2 經典Canny邊緣檢測 ............................................................................................. 72
1.6 本章小結 ............................................................................................................................. 79
參考資料 ..................................................................................................................................... 79
第2章 照片濾鏡詳解 ............................................................................................................ 81
2.1 初識濾鏡 ............................................................................................................................. 81
2.2 顔色濾鏡 ............................................................................................................................. 85
2.2.1 算法顔色濾鏡 .......................................................................................................... 85
2.2.2 LUT顔色濾鏡 ......................................................................................................... 89
2.3 幾何濾鏡 ............................................................................................................................. 96
2.4 混閤濾鏡 ........................................................................................................................... 100
2.5 智能濾鏡 ........................................................................................................................... 102
2.6 “美圖秀秀”中的阿寶色濾鏡算法與實現 .................................................................... 104
2.7 Instagram 1977濾鏡算法與實現 ...................................................................................... 113
2.8 本章小結 ........................................................................................................................... 118
參考資料 ................................................................................................................................... 119
第3章 人像美顔算法詳解 .................................................................................................. 120
3.1 圖像保邊濾波算法 ........................................................................................................... 120
3.1.1 雙邊濾波算法 ........................................................................................................ 121
3.1.2 Surface Blur濾波算法 ........................................................................................... 128
3.1.3 Guided濾波算法 ................................................................................................... 133
3.1.4 局部均值濾波算法 ................................................................................................ 140
3.1.5 Anisotropic濾波算法 ............................................................................................ 147
3.1.6 Smart Blur濾波算法 ............................................................................................. 153
3.1.7 MeanShift濾波算法 .............................................................................................. 158
3.1.8 BEEPS濾波算法 ................................................................................................... 165
3.1.9 其他濾波算法 ........................................................................................................ 173
3.2 人像皮膚檢測算法 ........................................................................................................... 174
3.2.1 基於顔色空間的皮膚檢測算法 ............................................................................ 175
3.2.2 基於高斯模型的膚色概率計算方法 .................................................................... 182
3.2.3 皮膚檢測在磨皮中的應用 .................................................................................... 185
3.3 人像美膚算法 ................................................................................................................... 188
3.3.1 皮膚美白算法 ........................................................................................................ 189
3.3.2 皮膚調色算法 ........................................................................................................ 196
3.4 人像磨皮算法 ................................................................................................................... 199
3.4.1 通用磨皮算法 ........................................................................................................ 200
3.4.2 通道磨皮算法 ........................................................................................................ 203
3.4.3 高反差磨皮算法 .................................................................................................... 208
3.4.4 細節疊加磨皮算法 ................................................................................................ 214
3.4.5 其他磨皮算法 ........................................................................................................ 217
3.5 人像美顔算法與實戰 ....................................................................................................... 219
3.5.1 “美顔相機”中的效果分析 ................................................................................ 219
3.5.2 “美顔相機”中的效果實現 ................................................................................ 222
3.6 本章小結 ........................................................................................................................... 233
參考資料 ................................................................................................................................... 233
第4章 人像變形特效算法詳解 ........................................................................................... 236
4.1 基礎圖像變形算法 ........................................................................................................... 236
4.1.1 圖像仿射變換 ........................................................................................................ 237
4.1.2 圖像透視變換 ........................................................................................................ 242
4.1.3 圖像反距離加權（IDW）插值變形算法 ............................................................ 246
4.1.4 圖像特徵綫變形算法 ............................................................................................ 250
4.1.5 圖像MLS變形算法 .............................................................................................. 258
4.1.6 圖像三角剖分變形算法 ........................................................................................ 273
4.2 人像美顔變形算法 ........................................................................................................... 274
4.2.1 人像美顔瘦臉算法之手動瘦臉 ............................................................................ 275
4.2.2 人像美顔瘦臉算法之自動瘦臉 ............................................................................ 279
4.2.3 人像美顔大眼算法 ................................................................................................ 286
4.2.4 其他臉部變形算法 ................................................................................................ 291
4.3 本章小結 ........................................................................................................................... 293
參考資料 ................................................................................................................................... 293
第5章 人像美妝算法詳解 .................................................................................................. 294
5.1 美妝算法簡介 ................................................................................................................... 294
5.2 美妝算法—美瞳 ........................................................................................................... 298
5.2.1 美瞳效果的PS實現 ............................................................................................. 298
5.2.2 美瞳效果的算法實現 ............................................................................................ 300
5.3 美妝算法—腮紅 ........................................................................................................... 307
5.3.1 腮紅效果的PS實現 ............................................................................................. 308
5.3.2 腮紅效果的算法實現 ............................................................................................ 309
5.4 美妝算法—眼妝 ........................................................................................................... 315
5.4.1 眼妝算法—眼影 ................................................................................................ 315
5.4.2 眼妝算法—眼綫/睫毛/雙眼皮 .......................................................................... 325
5.5 美妝算法—眉毛 ........................................................................................................... 332
5.5.1 美眉效果的PS實現 ............................................................................................. 333
5.5.2 美眉效果的算法實現 ............................................................................................ 334
5.6 美妝算法—立體修鼻 ................................................................................................... 338
5.6.1 立體修鼻效果的PS實現 ..................................................................................... 339
5.6.2 立體修鼻效果的算法實現 .................................................................................... 340
5.7 美妝算法—唇妝 ........................................................................................................... 344
5.7.1 唇彩效果的PS實現 ............................................................................................. 345
5.7.2 唇彩效果的算法實現 ............................................................................................ 347
5.7.3 唇彩的其他算法實現 ............................................................................................ 357
5.8 仿“美妝相機”DEMO實戰 ........................................................................................... 361
5.8.1 美妝軟件—DLL算法部分 ............................................................................... 362
5.8.2 美妝軟件—UI交互部分 ................................................................................... 364
5.9 本章小結 ........................................................................................................................... 381
第6章 AI美顔算法基礎必備 .............................................................................................. 382
6.1 AI美顔發展現狀 .............................................................................................................. 382
6.2 經典人臉檢測網絡MTCNN ............................................................................................ 383
6.2.1 IOU和NMS .......................................................................................................... 383
6.2.2 MTCNN網絡剖析 ................................................................................................ 385
6.3 經典圖像分割網絡U-Net................................................................................................. 388
6.4 經典殘差網絡ResNet ....................................................................................................... 392
6.5 阿裏前嚮推理引擎MNN ................................................................................................. 397
6.5.1 MNN推理引擎介紹 .............................................................................................. 398
6.5.2 MNN編譯與模型轉換工具 .................................................................................. 400
6.5.3 MNN的使用 ......................................................................................................... 404
6.5.4 MNN的測試工程.................................................................................................. 407
6.6 本章小結 ........................................................................................................................... 409
參考資料 .................................................................................................................................. 409
第7章 AI美顔算法詳解 ..................................................................................................... 411
7.1 AI美顔概述 ...................................................................................................................... 412
7.2 AI美顔之人像分割算法 .................................................................................................. 413
7.3 AI美顔之背景虛化 .......................................................................................................... 417
7.4 AI美顔之人像染發 .......................................................................................................... 423
7.4.1 頭發分割模塊 ........................................................................................................ 424
7.4.2 頭發染色模塊 ........................................................................................................ 427
7.5 AI美顔之美甲 .................................................................................................................. 431
7.5.1 指甲分割模塊 ........................................................................................................ 433
7.5.2 指甲染色模塊 ........................................................................................................ 436
7.6 AI美顔之智能磨皮 .......................................................................................................... 446
7.6.1 通用AI美顔磨皮框架 .......................................................................................... 446
7.6.2 AI皮膚分割模塊 ................................................................................................... 447
7.6.3 美顔模塊 ................................................................................................................ 450
7.7 AI美顔之人臉檢測 .......................................................................................................... 455
7.7.1 分析人臉檢測算法 ................................................................................................ 455
7.7.2 實現人臉檢測算法 ................................................................................................ 456
7.8 AI美顔之人臉關鍵點檢測 .............................................................................................. 466
7.8.1 網絡設計 ................................................................................................................ 466
7.8.2 數據準備 ................................................................................................................ 469
7.8.3 訓練與測試 ............................................................................................................ 470
7.9 AI美顔之性彆識彆 .......................................................................................................... 471
7.10 其他AI美顔技術探討 ................................................................................................... 474
7.10.1 AI濾鏡.............................................................................................................. 474
7.10.2 AI美妝.............................................................................................................. 477
7.10.3 AI瘦身.............................................................................................................. 478
7.10.4 AI換臉.............................................................................................................. 479
7.10.5 AI顔值評分 ...................................................................................................... 481
7.11 本章小結 ......................................................................................................................... 481
參考資料 .................................................................................................................................. 482
· · · · · · (收起)
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