图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解

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出版者:电子工业出版社
作者:胡耀武
出品人:
页数:496
译者:
出版时间:2020-6
价格:109
装帧:平装
isbn号码:9787121390180
丛书系列:
图书标签:
  • 美妆
  • 滤镜
  • 图像处理
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具体描述

《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》主要介绍了与图像视频滤镜和人像美颜美妆特效相关的算法基础知识与方法思路。从多年前的Photoshop到今天的手机拍照App,以及功能强大的智能图像处理软件的普及程度可以看出,滤镜、美颜和美妆已是照片/视频美化操作不可或缺的部分。本书从传统方法开始,系统地讲述了调色、滤波、变形等图像算法,并以此为基础讲解了各种图像滤镜、人像美颜美妆特效的算法思路与代码实现,最后扩展到基于深度学习的AI滤镜及美颜算法。全书条理清晰,由简到难,通俗易懂。

本书非常适合对图像算法,尤其是图像特效、人脸美化感兴趣的初学者,或者想从事相关工作但又缺少经验的人员,抑或是图像美化相关领域的设计师等。

《数字图像处理与计算机视觉技术精粹》 本书深入探讨数字图像处理与计算机视觉领域的核心技术,为读者呈现一场关于视觉信息解析与智能感知的技术盛宴。从基础的像素运算到复杂的场景理解,本书层层递进,系统性地构建起对现代计算机视觉体系的认知框架。 第一部分:数字图像处理基础与高级技术 本部分将带领读者走进数字图像处理的广阔天地。我们从像素的本质出发,详细讲解灰度变换、对比度增强、直方图均衡化等基础操作,这些是理解后续复杂算法的基石。书中会深入分析各种空间域和频率域的滤波技术,包括高斯滤波、中值滤波、拉普拉斯算子等,并阐述它们在降噪、边缘检测等方面的原理和应用。 我们将重点介绍图像复原技术,如维纳滤波、同态滤波等,探讨如何应对图像模糊、噪声等失真问题,恢复图像的原始清晰度。此外,形态学处理,包括腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等,在图像分割、物体识别中的作用也将被细致剖析。 本书还会涵盖图像增强的多种策略,包括多尺度增强、Retinex理论在图像增强中的应用,以及非线性增强方法,旨在提升图像的视觉质量,使其更适合人眼或机器分析。对于高级图像处理技术,我们还会触及多分辨率分析,如小波变换,及其在图像压缩、特征提取中的重要作用。 第二部分:计算机视觉核心算法与应用 本部分将目光转向计算机视觉的宏大叙事,揭示机器如何“看见”并理解世界。我们从特征提取的基石讲起,详细阐述SIFT、SURF、ORB等经典特征描述子,以及它们在图像匹配、物体识别中的关键作用。 图像分割是理解图像内容的重要步骤,本书将深入介绍边缘检测算法(如Canny、Sobel)、阈值分割(Otsu)、区域生长、图割等多种方法,并讨论它们在不同场景下的适用性。 运动分析与跟踪是计算机视觉的另一重要分支。我们将探讨光流法、卡尔曼滤波、粒子滤波等在视频序列中跟踪物体运动的原理,并分析它们在自动驾驶、安防监控等领域的应用。 目标检测与识别将是本书的重点之一。我们将系统介绍基于传统方法的识别流程,如Haar特征+Adaboost,以及近年来在深度学习浪潮中崛起的目标检测算法,包括R-CNN系列、YOLO系列、SSD等,并深入解析它们的网络结构、训练策略和性能优化。 物体识别的进一步延伸——场景理解,也将得到深入探讨。我们将介绍图像分类、场景识别、语义分割、实例分割等技术,以及它们如何帮助机器理解图像的整体含义和其中各对象的类别与位置。 此外,本书还将触及三维视觉技术,如立体视觉、多视角几何、视觉里程计等,解释机器如何感知深度信息,构建三维场景,并探讨其在机器人导航、增强现实等领域的应用。 第三部分:前沿技术探索与未来展望 在掌握了基础与核心技术后,本部分将带领读者探索计算机视觉领域的最新进展和未来发展趋势。我们将讨论生成式模型在图像合成、风格迁移等方面的创新应用,例如GANs(生成对抗网络)及其变种。 我们将深入分析深度学习在计算机视觉领域带来的革命性变化,包括卷积神经网络(CNN)的演进、Transformer在视觉领域的应用(如Vision Transformer, ViT),以及自监督学习、少样本学习等新兴训练范式。 本书还会探讨特定领域的应用,如医学图像分析、工业视觉检测、遥感图像处理等,展示计算机视觉技术如何在各行各业发挥重要作用。 最后,我们将对计算机视觉的未来发展方向进行展望,包括与人工智能其他领域的融合(如自然语言处理、强化学习)、可解释性AI在视觉系统中的应用、以及边缘计算对视觉应用的影响等,为读者提供一个更广阔的视野。 《数字图像处理与计算机视觉技术精粹》力求为读者提供一个全面、深入且实用的学习平台,帮助您掌握从基础理论到前沿技术的计算机视觉全貌,无论您是初学者还是希望深化研究的专业人士,都能从中受益匪浅。

作者简介

胡耀武,CSDN博客专家,2012年硕士毕业于浙江理工大学信号与信息系统专业。先后供职于杭州虹软科技有限公司、杭州九言科技有限公司、杭州趣维科技有限公司等上市公司和独角兽互联网公司,现为杭州趣维科技有限公司(小影App)资深视觉图像算法工程师。多年来专注于图像滤镜、人像美颜美妆、动漫手绘等相关图像特效算法的研究,曾负责多款亿级用户量App的图像算法研发工作,拥有数十个算法专利申请,在人像美化特效方面有着深厚的积累和经验。

目录信息

第1 章 图像基础必备 .............................................................................................................. 1
1.1 Photoshop 功能模块介绍 ...................................................................................................... 1
1.1.1 颜色模式 .................................................................................................................... 2
1.1.2 RGB 颜色模式基础调节 ........................................................................................... 3
1.2 图像颜色空间 ....................................................................................................................... 9
1.2.1 RGB 颜色空间 ........................................................................................................... 9
1.2.2 HSV 颜色空间 ......................................................................................................... 19
1.2.3 YUV 颜色空间 ........................................................................................................ 24
1.2.4 CIELab 颜色空间 .................................................................................................... 27
1.3 图像处理基础算法 ............................................................................................................. 33
1.3.1 图像灰度化 .............................................................................................................. 33
1.3.2 图像阈值化 .............................................................................................................. 36
1.3.3 图像直方图 .............................................................................................................. 38
1.3.4 图像的亮度/对比度调整 ......................................................................................... 41
1.3.5 图像的饱和度调整 .................................................................................................. 45
1.4 图像滤波与锐化算法 ......................................................................................................... 48
1.4.1 图像均值滤波 .......................................................................................................... 49
1.4.2 图像高斯滤波 .......................................................................................................... 54
1.4.3 图像拉普拉斯锐化 .................................................................................................. 60
1.4.4 图像USM 锐化 ....................................................................................................... 63
1.5 图像边缘检测算法 ............................................................................................................. 67
1.5.1 Sobel 边缘检测 ........................................................................................................ 67
1.5.2 经典Canny边缘检测 ............................................................................................. 72
1.6 本章小结 ............................................................................................................................. 79
参考资料 ..................................................................................................................................... 79
第2章 照片滤镜详解 ............................................................................................................ 81
2.1 初识滤镜 ............................................................................................................................. 81
2.2 颜色滤镜 ............................................................................................................................. 85
2.2.1 算法颜色滤镜 .......................................................................................................... 85
2.2.2 LUT颜色滤镜 ......................................................................................................... 89
2.3 几何滤镜 ............................................................................................................................. 96
2.4 混合滤镜 ........................................................................................................................... 100
2.5 智能滤镜 ........................................................................................................................... 102
2.6 “美图秀秀”中的阿宝色滤镜算法与实现 .................................................................... 104
2.7 Instagram 1977滤镜算法与实现 ...................................................................................... 113
2.8 本章小结 ........................................................................................................................... 118
参考资料 ................................................................................................................................... 119
第3章 人像美颜算法详解 .................................................................................................. 120
3.1 图像保边滤波算法 ........................................................................................................... 120
3.1.1 双边滤波算法 ........................................................................................................ 121
3.1.2 Surface Blur滤波算法 ........................................................................................... 128
3.1.3 Guided滤波算法 ................................................................................................... 133
3.1.4 局部均值滤波算法 ................................................................................................ 140
3.1.5 Anisotropic滤波算法 ............................................................................................ 147
3.1.6 Smart Blur滤波算法 ............................................................................................. 153
3.1.7 MeanShift滤波算法 .............................................................................................. 158
3.1.8 BEEPS滤波算法 ................................................................................................... 165
3.1.9 其他滤波算法 ........................................................................................................ 173
3.2 人像皮肤检测算法 ........................................................................................................... 174
3.2.1 基于颜色空间的皮肤检测算法 ............................................................................ 175
3.2.2 基于高斯模型的肤色概率计算方法 .................................................................... 182
3.2.3 皮肤检测在磨皮中的应用 .................................................................................... 185
3.3 人像美肤算法 ................................................................................................................... 188
3.3.1 皮肤美白算法 ........................................................................................................ 189
3.3.2 皮肤调色算法 ........................................................................................................ 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 细节叠加磨皮算法 ................................................................................................ 214
3.4.5 其他磨皮算法 ........................................................................................................ 217
3.5 人像美颜算法与实战 ....................................................................................................... 219
3.5.1 “美颜相机”中的效果分析 ................................................................................ 219
3.5.2 “美颜相机”中的效果实现 ................................................................................ 222
3.6 本章小结 ........................................................................................................................... 233
参考资料 ................................................................................................................................... 233
第4章 人像变形特效算法详解 ........................................................................................... 236
4.1 基础图像变形算法 ........................................................................................................... 236
4.1.1 图像仿射变换 ........................................................................................................ 237
4.1.2 图像透视变换 ........................................................................................................ 242
4.1.3 图像反距离加权(IDW)插值变形算法 ............................................................ 246
4.1.4 图像特征线变形算法 ............................................................................................ 250
4.1.5 图像MLS变形算法 .............................................................................................. 258
4.1.6 图像三角剖分变形算法 ........................................................................................ 273
4.2 人像美颜变形算法 ........................................................................................................... 274
4.2.1 人像美颜瘦脸算法之手动瘦脸 ............................................................................ 275
4.2.2 人像美颜瘦脸算法之自动瘦脸 ............................................................................ 279
4.2.3 人像美颜大眼算法 ................................................................................................ 286
4.2.4 其他脸部变形算法 ................................................................................................ 291
4.3 本章小结 ........................................................................................................................... 293
参考资料 ................................................................................................................................... 293
第5章 人像美妆算法详解 .................................................................................................. 294
5.1 美妆算法简介 ................................................................................................................... 294
5.2 美妆算法—美瞳 ........................................................................................................... 298
5.2.1 美瞳效果的PS实现 ............................................................................................. 298
5.2.2 美瞳效果的算法实现 ............................................................................................ 300
5.3 美妆算法—腮红 ........................................................................................................... 307
5.3.1 腮红效果的PS实现 ............................................................................................. 308
5.3.2 腮红效果的算法实现 ............................................................................................ 309
5.4 美妆算法—眼妆 ........................................................................................................... 315
5.4.1 眼妆算法—眼影 ................................................................................................ 315
5.4.2 眼妆算法—眼线/睫毛/双眼皮 .......................................................................... 325
5.5 美妆算法—眉毛 ........................................................................................................... 332
5.5.1 美眉效果的PS实现 ............................................................................................. 333
5.5.2 美眉效果的算法实现 ............................................................................................ 334
5.6 美妆算法—立体修鼻 ................................................................................................... 338
5.6.1 立体修鼻效果的PS实现 ..................................................................................... 339
5.6.2 立体修鼻效果的算法实现 .................................................................................... 340
5.7 美妆算法—唇妆 ........................................................................................................... 344
5.7.1 唇彩效果的PS实现 ............................................................................................. 345
5.7.2 唇彩效果的算法实现 ............................................................................................ 347
5.7.3 唇彩的其他算法实现 ............................................................................................ 357
5.8 仿“美妆相机”DEMO实战 ........................................................................................... 361
5.8.1 美妆软件—DLL算法部分 ............................................................................... 362
5.8.2 美妆软件—UI交互部分 ................................................................................... 364
5.9 本章小结 ........................................................................................................................... 381
第6章 AI美颜算法基础必备 .............................................................................................. 382
6.1 AI美颜发展现状 .............................................................................................................. 382
6.2 经典人脸检测网络MTCNN ............................................................................................ 383
6.2.1 IOU和NMS .......................................................................................................... 383
6.2.2 MTCNN网络剖析 ................................................................................................ 385
6.3 经典图像分割网络U-Net................................................................................................. 388
6.4 经典残差网络ResNet ....................................................................................................... 392
6.5 阿里前向推理引擎MNN ................................................................................................. 397
6.5.1 MNN推理引擎介绍 .............................................................................................. 398
6.5.2 MNN编译与模型转换工具 .................................................................................. 400
6.5.3 MNN的使用 ......................................................................................................... 404
6.5.4 MNN的测试工程.................................................................................................. 407
6.6 本章小结 ........................................................................................................................... 409
参考资料 .................................................................................................................................. 409
第7章 AI美颜算法详解 ..................................................................................................... 411
7.1 AI美颜概述 ...................................................................................................................... 412
7.2 AI美颜之人像分割算法 .................................................................................................. 413
7.3 AI美颜之背景虚化 .......................................................................................................... 417
7.4 AI美颜之人像染发 .......................................................................................................... 423
7.4.1 头发分割模块 ........................................................................................................ 424
7.4.2 头发染色模块 ........................................................................................................ 427
7.5 AI美颜之美甲 .................................................................................................................. 431
7.5.1 指甲分割模块 ........................................................................................................ 433
7.5.2 指甲染色模块 ........................................................................................................ 436
7.6 AI美颜之智能磨皮 .......................................................................................................... 446
7.6.1 通用AI美颜磨皮框架 .......................................................................................... 446
7.6.2 AI皮肤分割模块 ................................................................................................... 447
7.6.3 美颜模块 ................................................................................................................ 450
7.7 AI美颜之人脸检测 .......................................................................................................... 455
7.7.1 分析人脸检测算法 ................................................................................................ 455
7.7.2 实现人脸检测算法 ................................................................................................ 456
7.8 AI美颜之人脸关键点检测 .............................................................................................. 466
7.8.1 网络设计 ................................................................................................................ 466
7.8.2 数据准备 ................................................................................................................ 469
7.8.3 训练与测试 ............................................................................................................ 470
7.9 AI美颜之性别识别 .......................................................................................................... 471
7.10 其他AI美颜技术探讨 ................................................................................................... 474
7.10.1 AI滤镜.............................................................................................................. 474
7.10.2 AI美妆.............................................................................................................. 477
7.10.3 AI瘦身.............................................................................................................. 478
7.10.4 AI换脸.............................................................................................................. 479
7.10.5 AI颜值评分 ...................................................................................................... 481
7.11 本章小结 ......................................................................................................................... 481
参考资料 .................................................................................................................................. 482
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作为一名对图像处理抱有初步学习热情的设计爱好者,我一直苦于找不到一本能够系统性地讲解“图像视频滤镜”和“人像美颜美妆算法”的优质书籍。《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》这个书名,仿佛一道曙光,点亮了我前进的方向。我更看重的是“详解”二字,这预示着这本书不会停留在表面,而是会深入剖析背后的技术原理。我期待着它能从基础的图像处理概念讲起,逐步过渡到更复杂的算法模型。例如,在滤镜部分,是否会涉及卷积神经网络(CNN)在风格迁移或图像风格化中的应用?对于视频滤镜,是否会有关于实时处理和性能优化的考量?而在人像美颜美妆算法方面,我尤其好奇“美妆”部分的实现。它是否会涉及到对唇妆、眼影、腮红等彩妆效果的模拟,以及如何实现自然的色彩叠加和纹理融合?我希望这本书能够提供清晰的数学模型和算法流程,最好能辅以一些伪代码或实际的编程案例,让我能够更好地理解和实践。

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说实话,我是一名对技术细节充满好奇的软件开发者,我对图像处理领域一直保持着高度的关注。《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》这个书名,听起来就充满了硬核的技术含量。我尤其对“算法详解”这几个字非常感兴趣,这意味着这本书很可能不会止步于表面应用,而是会深入到算法的原理和实现层面。我期待这本书能够涵盖各种主流的滤镜算法,比如基于LUT(查找表)的色彩映射,或者基于深度学习的风格迁移。而在人像美颜美妆算法方面,我希望它能详细阐述诸如人脸检测、关键点定位、特征提取等预处理步骤,以及后续的皮肤去瑕疵、磨皮、瘦脸、大眼、瘦鼻等算法的实现细节。我对于如何通过数学模型和编程实现这些功能特别好奇,是否会涉及图像金字塔、多尺度分析、或者一些先进的生成对抗网络(GAN)模型?我希望能在这本书中找到关于提高算法鲁棒性、计算效率以及实现效果逼真度的方法论。

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最近,我一直致力于研究一些关于计算机视觉的项目,其中一个方向就与图像的后处理和人像的增强有关。《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》的出现,恰好契合了我当前的学习需求。我感兴趣的是,这本书如何将抽象的算法理论与实际的应用场景联系起来。例如,在滤镜方面,它是否会探讨不同滤镜在不同场景下的适用性,以及如何根据内容自适应地调整滤镜参数?对于视频滤镜,它是否会涉及运动估计、光流分析等技术,以实现更流畅和自然的动态效果?而人像美颜美妆算法,我特别关注其中的“美颜”和“美妆”是如何通过算法实现的。是否会涉及到人脸关键点检测、肤色校正、瑕疵去除,甚至是三维人脸重建等技术?我对书中可能提及的“人像美颜美妆”的“算法”部分充满期待,希望它能提供关于如何平衡真实感与美化效果的深度见解,并能给出一些关于鲁棒性、计算效率和用户体验的考量。

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我是一名对科技和美学都有浓厚兴趣的读者,《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》这个书名一下子就抓住了我的眼球。我一直对那些能够让普通图像焕发光彩的“魔法”充满好奇,尤其是那些出现在手机App里的精美滤镜和美颜效果。我期待这本书能从一个全新的视角,揭示这些视觉奇迹背后的科学原理。我希望它能不仅仅是罗列各种滤镜名称,而是能够深入剖析每一种滤镜是如何工作的,例如,通过色彩空间的转换,或者通过特定的图像增强算法来实现某种视觉风格。更让我兴奋的是“人像美颜美妆算法详解”这个部分,我希望这本书能够详细介绍那些能够智能识别面部特征,然后进行局部优化的算法。它是否会讲解如何进行皮肤的平滑处理,如何调整面部的光影,以及如何模拟出逼真的化妆效果?我渴望了解这些算法是如何做到既自然又有效的,并且希望能从中学习到一些能够应用于自己创作的技巧。

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这本书的标题——《图像视频滤镜与人像美颜美妆算法详解》——无疑激起了我对视觉处理领域探索的浓厚兴趣。我一直对那些能够瞬间将平凡照片变得生动迷人的滤镜效果,以及如何通过算法赋予人像更精致美感的“魔法”感到好奇。想象一下,能够深入了解那些潜藏在手机App背后,将模糊光影转化为清晰轮廓,将黯淡肤色转化为细腻光泽的神秘代码,这本身就是一件令人兴奋的事情。我尤其期待能够理解不同滤镜的原理,例如为什么有些滤镜能营造出复古的怀旧感,有些则能让画面瞬间充满艺术气息。同时,人像美颜美妆算法的“详解”更是吸引我,我希望这本书能带我走出“傻瓜式”操作的迷宫,去领略那些能够智能识别面部特征、进行局部优化,甚至模拟专业化妆师技巧的深度学习算法。是否会有关于色彩理论在滤镜设计中的应用?磨皮、瘦脸、大眼等常见美颜功能背后,又隐藏着怎样的几何变换和纹理修复技术?这些都是我迫切想从书中找到答案的问题,相信这本书能够为我揭开这些谜团。

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