作者 | Trent
责编 | 郭 芮
自从每天P图出了猖獗变脸的殊效之后，到现在为止已经两年韶光了。这两年韶光，每天P图多次凭借换脸殊效登上APP Store排行榜首，从小学生证件照到前世青年照、圣诞节梦幻妆再到后来的各种影视游戏殊效，以及后来的军装照等等等等，每天P图时时时地传遍朋友圈，火遍排行榜。
本文将剖析换脸这个模块，由于这个技能用深度学习来搞，个人认为潜力更大。下面大略将换脸分为深度学习方法和传统方法来讲。
深度学习方法
2016年的一篇论文Fast Face-swap Using Convolutional Neural Networks，通过卷积神经网络实现了换脸效果，如下图所示：
详细算法思路是：
人脸对齐（根据特色点将目标图像与模板图像中的人脸对齐）；通过CNN进行换脸，网络构造如下：定义内容丢失/风格丢失/光照丢失/平滑丢失代价函数，加入演习过程，来办理肤色光照不均，不平滑，内容不折衷的问题。丢失函数如下：该方法已经达到了一定的效果：
人脸领悟自然；侧脸效果要优于传统方法的效果；但是仍旧具有以下弊端：
每个模版照片须要单独演习网络，造成模型数据弘大，演习耗时，模型变动麻烦等诸多问题；每个模型须要一个模板对应的多张不同姿态与光照条件的图像——单单这一点就很不利于产品化，在大多数情形下，我们是无法供应多张不同姿态与光照下的模板图像的；速率慢，本人的换脸算法是可以达到实时处理的。个人认为，基于深度学习的方法在多角度侧脸的情形下，具有很强的上风，在肤色领悟方面与传统算法持平，在速率方面，未来将不是问题！
传统方法
本人紧张研究基于传统图像算法的换脸，本人预测每天P图基本上也是基于传统算法做的。
我们以每天P图效果举例来讲：
白百合的照片与右边的模板图比较，在脸型和五官位置上都发生了变革，也便是变的好看了很多，总结变革如下：
肤色变成了模板图的肤色；脸型变成了模板图的脸型；五官大小形状等发生了一定的变革.据此推测，每天P图做了如下操作：
将白百合的肤色做了转换，换成了模板图的肤色；将白百合的脸型包括五官做了变形，变成了靠近模板图的形状。把稳，这里是靠近模板图的形状，而并非是跟模板图完备一样的形状，网上很多做换脸的都是直接将人脸对齐到了模板中的形状，这是弗成的，脸型差异过大时，会造成畸变，效果很差。
本人算法步骤：
1、根据人脸特色点（本人利用的是101个人脸特色点），将模板和白百合的人脸同时变形到第三目标形状，变形算法利用MLS变形即可。
这一步骤可以分为如下两步：
直接将白百合人脸点位对齐到模板点位；将对齐后的白百合人脸五官与脸型进行美化或称美型；这一步可以参考论文《Data-Driven Face Cartoon Stylization》，当然这一步也可以利用深度学习来做，个人认为效果要比这篇论文效果更好，随后本人会另写博客专门先容基于CNN的人脸美型。
MLS变形代码链接：
https://blog.csdn.net/hjimce/article/details/46550001
当然本人也有更好的变形：
https://download.csdn.net/download/trent1985/10318459
本人美型算法效果图如下：
2、基于LAB颜色空间对白百合和模板人脸肤色进行换色+领悟；
3、添加风格滤镜+美颜美妆。
对付美妆可以直策应用妆容迁移来做，效果很好，详细可参考：
https://blog.csdn.net/trent1985/article/details/70226779
https://blog.csdn.net/trent1985/article/details/79761444
本人妆容迁移效果如下：
上面便是本人传统换脸算法的过程，本人只管即便用最大略的算法去表现最好的效果，给出一个完全的算法过程效果图：
对付效果，大家可以利用白百合的测试图到本人的DEMO和每天P图中测试。这里测试图在本人所给的DEMO中，大家可以自行测试。
下面给出本人算法与每天P图效果比拟图，这里仅以一组图为例：
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末了，指出每天P图肤色领悟的一些问题，对付某些照片，肤色领悟之后会涌现颜色偏绿问题，可能是某个颜色空间中颜色溢出导致，举例如下（左图为本人算法，右图为每天效果）：
末了，本人给出本人猖獗变脸效果的DEMO，以免大家耳听为虚，DEMO运行平台为WINDOWS 8以上，DEMO中给有TestPicture为测试图，FS为每天P图的模板，仅供测试，切勿商业用场，以免侵权。下载链接：https://download.csdn.net/download/trent1985/10410917。
PS：DEMO中无人脸识别，因此仅限本人所给测试图有效！
共勉！
作者：Trent1985，CSDN博客专家，本文来源于作者CSDN博客，原文链接https://blog.csdn.net/trent1985/article/details/80295532，CSDN "大众年夜众号经授权发布。欢迎更多开拓者朋友通过下方联系投稿。