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业界大佬揭秘美颜技术的算法原理
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了业界大佬揭秘美颜技术的算法原理，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含4048字，纯文字阅读大概需要6分钟。
内容图文
业界大佬揭秘美颜技术的算法原理
美颜技术发展现状和应用场景
??随着视频类APP的流行，美颜技术也变得越来越广泛，我们特此跟工业界从事美颜算法岗位的大佬进行了交流，并且打算围绕“美颜”技术展开撰写一系列文章。本篇文章将从两个方面展开：先介绍“美颜”技术在主流APP中的应用；然后讲述“美颜”所设计到的一些技术。
??“美颜美颜”，顾名思义，对图片里的人脸进行美化。在图片类、短视频类和直播类的APP中，都存在“美颜”的影子：图片类的APP中，最具代表性的是美图秀秀，美图的人像美容，便用到了“美颜”技术；短视频类的APP中，突出的是抖音和快手，这类APP在录制短视频的时候，有美颜、美妆等选项；直播类的APP中，像映客、YY等都在主播进行直播时加入了“美颜”技术。
??“美颜”是一个深度学习+图像处理+图形学的技术。“美颜”牵涉到这些技术包括：人脸检测、人脸关键点定位、瘦脸、磨皮、美白等。其中，人脸检测、人脸关键点定位是用深度学习技术来做的；而瘦脸、磨皮和美白就牵涉到计算机图形学里的技术，使用OpenGL，Metal来对检测到的人脸进行渲染。接下来，我们分别介绍“美颜“当中涉及技术的概念、难点和当前的发展情况。
1. 人脸检测
??人脸检测技术指的是对图片中的人脸进行检测，并定位到图片中人脸的位置。人脸检测主要的技术难点在于，人脸在一张图片中可能存在人脸区域光照条件，人脸姿态变化、人脸表情变化、遮挡等问题。准确的检测出人脸相对来说是一件困难的事情。
??人脸检测也可分为两个时期：一个是深度学习之前的时期，另一个是深度学习时期。在深度学习之前，人们做人脸检测，主要使用人工设计好的特征，根据人工特征来训练检测器检测人脸。当深度学习在计算机视觉领域占据绝对主导地位之后，人们开始尝试用深度神经网络来做人脸检测，目前，主流的人脸检测方法大概有这么两种：一种是使用通用的目标检测网络来训练人脸检测模型，如faster-rcnn、ssd、yolo等；另一种是使用专门的人脸检测网络，如级联结构的卷积神经网络cascadeCNN、MTCNN等。
2. 人脸关键点
??人脸关键点定位技术是对人脸中眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴以及脸部的轮廓进行定位，人脸关键点定位是紧接在人脸检测后：首先在一张图片中检测到人脸，然后才对检测到的人脸做关键点定位。
??人脸关键点定位技术同人脸检测技术一样，在实际应用中，也存在人脸的尺度、光照、表情、姿态、遮挡等问题。要对绝大多数图片获得准确的人脸关键点，也是一个比较难的任务。
??人脸关键点定位技术也可分为深度学习前的时期和深度学习时期：传统的人脸关键点技术，有ASM，AAM，CPR等；2013年，香港中文大学首次将卷积神经网络应用到人脸关键点定位上来。目前，落地到产品上的人脸关键点定位，基本都是基于深度学习技术。
??下图展示了人脸检测技术和人脸关键点定位技术的应用。
??有了关键点以后，便可以对图片中人脸区域做瘦脸、磨皮、美白等“美颜”操作。这些算法一般应用在移动设备上：在Android上可以使用OpenGL ES，在iOS上可以使用Metal根据人脸关键点的位置，对人脸进行瘦脸、磨皮、美白之类的渲染。
3. 瘦脸
??在OpenGL或Metal环境下，在shader中通过对像素位置进行偏移来实现对脸部区域的放大缩小：由变形前坐标，根据变形映射关系，得到变形后坐标。这其中变形映射关系是最关键的，不同的映射关系，将得到不同的变形效果。平移、缩放、旋转，对应的是不同的映射关系，即不同的变换公式。当然实际在计算过程中，用的是逆变换，即由变形后坐标，根据逆变换公式反算变形前坐标，然后插值得到该坐标rgb像素值，将该rgb值作为变形后坐标对应的像素值。这样才能保证变形后的图像是连续、完整的。
4. 磨皮
??所谓”磨皮“，是使皮肤变得更加光滑，其技术原理是：在图片的人脸框部分再进行一次肤色检测。只对人脸区域做磨皮，磨皮一般使用图像处理的一些滤波算法。
??肤色检测可分两大类，一类是用颜色空间统计信息，来计算出皮肤所在的区域，另一类是基于机器学习的方法。
??滤波算法一般可以使用高斯滤波或者双边滤波等。
5. 美白
??图片的美白，是操作这个图片上的所有像素点，获得像素点的R、G、B、A的值然后获取到的值进行一定数目的增量。在图像处理领域中，一张图片会使用三原色 red、green、blue来保存图片的颜色信息，三个值的取值范围是0-255：越靠近0，图像就越黑，等于0的时候就是纯黑色；越靠近255，图像就越白，等于255的时候就是白色。图片的美白就是利用的这个原理。
??以上简要讲解了一下与“美颜”有关的技术点。这个系列在接下来的文章中，将分别详细讲述人脸检测、人脸关键点、瘦脸、磨皮、美白等“美颜”所用到的技术原理和技术细节，敬请关注更新哦！
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内容总结
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