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基于Android平台的照片处理1
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摘要I第一章引言 11.1 本文背景及意义 11.2 照片处理的研究现状 11.3 本文主要研究工作 21.4 本文结构 2第二章构图优化 32.1 构图法则
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本科毕业设计(论文)
题目:基于 Android 平台的照片处理
学 院 电子与信息学院
专 业 信息工程
学生姓名 黄彬
学生学号 200930243373
指导教师 王伟凝
提交日期 2013 年 5 月 27 日
I
摘 要
本文研究了基于 Android 平台的数字照片美化算法,依据构图准则设计了照片的构图
优化算法,实现了对照片构图的优化调整。针对人脸和照片的颜色、亮度等视觉特征,设
计了一些图像特效,使照片具有更好的美感。
本文针对单主体构图和垂直构图的照片类型提出了一种构图优化算法。对于单主体构
图照片,采用显著区域检测和 mean-shift 分割结合的方法提取出主体,利用基于样例的图
像修复算法进行背景修复,根据三分法则原理实现了照片的三分法则优化。对于垂直构图
照片,我们提出了一个水平线检测算法可以提取出照片中水平线所在的位置,然后根据视
觉平衡法则,我们利用图像空间重构算法和图像修复算法实现了照片的视觉平衡优化。我
们建立了一个由 93 张照片构成的照片数据库,在我们的实验中,主体区域提取的成功率是
81%,水平线检测算法的成功率是 91.2%,这两个算法直接影响了构图优化的结果。因此我
们认为我们提出的方法是有效的。本文还针对人脸设计了瘦脸,肖像漫画等特效算法以及
针对照片的视觉特征实现了怀旧,LOMO 等多种风格化滤镜。最后,我们介绍了如何在
Android 平台上进行 NDK 和 OpenCV 的开发,并且实现了本文提出的所有算法,设计出了
一个基于 Android 平台的照片处理工具。
关键词:构图优化;照片特效;图像处理
II
Abstract
In this paper, we studies the digital photo beautification algorithm on Android platform,
propose the composition optimization algorithm based on the Composition rule. Aiming at the
face and the visual features of photo such as color and brightness,we designed some image effects
to make the photo has a better sense of beauty.
Composition optimization algorithm is proposed in this paper, mainly is suitable for two
types of composition,the single-subject composition and vertical composition. For the photos
with single-subject composition, we use saliency detection and segmentation of mean-shift
algorithm to extract the subject, fill region and remove object by Exemplar-Based image
inpainting, and then optimize photo composition based on the rule of thirds. For the photo width
vertical composition, we propose a horizontal line detection algorithm can extract the horizontal
line, then according to the visual balance rule, we use image space reconstruction algorithm and
image inpainting algorithm to optimize photo composition. We construct an experiment image
database of 93 images. in our experiments,the success rate of The main region extraction is
81%, the success rate of the horizontal line detection algorithm is 91.2%, so we think that our
method is effective. This paper also designs some image effects on human face,such as face-lift
and whitening and realize some image filters based on the visual features of photos, such as
LOMO and Nostalgic filter. Finally, we introduce how to develop NDK and OpenCV on the
Android platform, and implements all algorithms proposed in this paper.
Keyword: composition optimization,image effects ,image process
III
目录
摘 要 ......................................................................................................................................... I
Abstract ..................................................................................................................................... II
第一章 引言 .......................................................................................................................... 1
1.1 本文背景及意义 .......................................................................................................... 1
1.2 照片处理的研究现状 .................................................................................................. 1
1.3 本文主要研究工作 ...................................................................................................... 2
1.4 本文结构 ...................................................................................................................... 2
第二章 构图优化 .................................................................................................................. 3
2.1 构图法则 ...................................................................................................................... 3
2.2 主体区域检测和提取 .................................................................................................. 4
2.2.1 交互提取主体区域 ........................................................................................... 4
2.2.2 自动提取主体区域 ........................................................................................... 5
2.3 图像修复 ...................................................................................................................... 7
2.4 水平线检测 ................................................................................................................ 10
2.5 图像空间重构 ............................................................................................................ 11
2.6 优化构图 .................................................................................................................... 13
2.6.1 三分法则优化 ................................................................................................. 14
2.6.2 视觉平衡优化 ................................................................................................. 15
2.7 实验结果及分析 ........................................................................................................ 17
2.7.1 照片数据库的选择 ......................................................................................... 17
2.7.2 主体提取实验结果及分析 ............................................................................. 18
2.7.3 水平线检测实验结果及分析 ......................................................................... 19
2.7.4 构图优化实验结果及分析 ............................................................................. 20
2.8 本章小结 .................................................................................................................... 20
第三章 照片特效 ................................................................................................................ 22
3.1 人脸特效 .................................................................................................................... 22
3.1.1 瘦脸 ................................................................................................................. 22
3.1.2 鱼眼肖像 ......................................................................................................... 23
3.1.3 皮肤检测 ......................................................................................................... 24
3.1.4 去斑去皱 ......................................................................................................... 25
3.1.5 美白 ................................................................................................................. 26
3.2 图像滤镜 .................................................................................................................... 27
3.2.1 运动模糊 ......................................................................................................... 27
3.2.2 扭曲 ................................................................................................................. 28
3.2.3 素描 ................................................................................................................. 29
3.2.4 颜色转换 ......................................................................................................... 30
3.2.5 怀旧 ................................................................................................................. 31
3.2.6 LOMO ................................................................................................................ 32
3.2.7 调色 ................................................................................................................. 33
3.2.8 叠加 ................................................................................................................. 34
3.3 照片编辑 .................................................................................................................... 34
IV
3.4 本章小节 .................................................................................................................... 35
第四章 照片处理软件的设计与实现 ................................................................................ 36
4.1 Android 平台 NDK 开发 ........................................................................................... 36
4.2 Android 平台 OpenCV 的移植和开发 ..................................................................... 37
4.2.1 Android 平台 OpenCV 的移植 ....................................................................... 37
4.3 照片处理软件的框架设计和具体实现 .................................................................... 37
4.4 本章小结 .................................................................................................................... 39
结 论 ...................................................................................................................................... 40
参考文献 .................................................................................................................................. 41
致谢 .................................................................................................................................... 42
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