朋友圈里的小姐姐自拍为何如此美腻，自己的自拍为何惨不忍睹，加滤镜前后的对比为何如此惊人，是设备的魔法还是技巧的无奈？今日带你走进自拍的真相，变脸滤镜背后的科学原理。

现在市面上带滤镜的软件很多，下载量较高的自拍软件有Faceu激萌、天天P图、美颜相机、B612咔叽、AirBrush等。下面我们拿B612来举个栗子。

B612应用程序的主要功能一般包括基本的拍照、录影，以及相片后制的动态滤镜、变脸特效及相片拼贴等，总共内建200多种可根据脸部表情而产生不同特效的动态贴图、100多种滤镜、拼贴。

这些能让人看起来萌(sha)萌(hu)哒(hu)的滤镜贴图，但其背后的工程学却一点都不含糊。实现这些的是称为增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术来实现的。

[滤镜+计算机视觉]的概念诞生了~这种技术是利用摄像头的像素数据对物体进行辨识并且诠释3D空间；可以运用于识别照片中人脸（尤其是在自拍中，你还能给自己加个猪鼻子，做一个精致的猪猪女孩。）

那么这种滤镜（贴图）到底是如何工作的呢？

下面就带你走进科学。

Step 1：检测

计算机怎么知道图形中哪一部分是人脸？虽然这对于人脑是非常擅长识别的，但对计算机来说就只是一张照片。现在假设你有每个像素的色值数据，该如何找到人脸呢？

这就需要用到人脸检测算法。我们可以将人脸检测理解为通用模式下的人脸定位。其实关键在于寻找图片亮暗部分的对比部分。目前比较常用的人脸检测算法是Viola-Jones算法。

它的原理是重复扫描图像数据，计算白框和黑框下灰度像素值之间的差异，比如鼻梁通常比两边的区域要稍亮，眼窝比额头要暗，额头中部要比其他区域亮，这些都是脸部特征的粗糙试验，但只要计算机在图像中找到了充分匹配的区域，它就能判断这里有脸部。它们识别正脸的准确率非常高，这也是数码相机多年以来人脸对准框的操作原理。但如果你位置倾斜或显示侧脸，这种算法将无法识别脸部。

但素，这些人脸检测算法主要专注于正面人脸，现在的算法则尝试更为通用也更困难的多角度的人脸检测。也就是说，要检测的人脸可能沿着人脸与观察者的轴线存在旋转（平面内旋转），也可能在垂直方向或左右方向(out-of-plane rotation)存在旋转。更新的算法还需要考虑人脸外观、光照和姿态等影响因素。

当然如果我们想要将一个猪鼻子贴到我们脸上，这些应用软件需要的不仅仅是脸部检测,于是，我们来到了下一步。

Step 2：确定面部特征位置

这一步利用了“人脸特征点定位”—— 一种面部形状的数据模型，要人工手动对着上百上千张样本图片进行面部特征描边，对模型进行培训操作。

这种算法从培训数据中选取一张普通面孔，再将它和你手机相册中的照片匹配，根据它已有的面部特征位置数据，对照片进行建模和旋转，不过这并不是完美的契合匹配，所以该模型会分析每个点周围的像素数据，通过亮暗度搜索边缘。

举个栗子，该模型的培训图像中有一个嘴唇底部样子的模板，然后据此在你的图像中搜索该模板，调整各个点与照片匹配。

有些单独的预测点可能会有错误（比如脸部定位点定到了脖子上），该模型会纠正并平滑这些错误的点，一旦它确定了面部特征位置，那些点会协调形成一个网格，即一个3D面具，就可以和你的脸一起移动、旋转、变化（所以大脸盘子也不用担心哦~也是可以识别的呢~）

因为每个视频画面都会有数据产生，一旦算法受到了数据，就能利用数据继续进程。它可以使面具变形从而改变你的面部形状，可以改变眼睛颜色、增加配饰，张嘴或动眉毛的时候触发动画。

还有一些应用程序如Face Swap Live， Snapchat还可以实现朋友换脸，这就需要更多大量的数据了，这种技术的核心要素并不是新提出的，新颖之处在于这些要素在移动设备实时运行，这种程度的运行速度是最近才开发实现的。

比如：大家还记得超哥和娘娘么？

所以折腾了半天，这些应用程序就只是为了给猪猪女孩们贴个猪鼻子换个脸吗？（当然不止啦！）企业家看到了这其中的商业利润，在这个广告横飞的时代，品牌商们想要我们看到他们的广告，而利用这种贴图软件，他们已经可以把广告贴在我们的脸上了 ╮(￣▽￣)╭ 。

当然这一技术也有令人担忧的一面，尤其是当有人将它用于通过面部识别叫出你的名字。像Google、Facebook、B612咔叽这些服务提供商拥有大规模的脸部数据库，并且目前没有法律约束管制这些企业使用这些脸部数据。所以你可能会随时随地被计算机辨认出来，这对个人的隐私有时会造成极大的侵犯。

今日份的悄悄话：说到这里，不知道大家对最近的Facebook数据泄露的事情有什么看法呢？Facebook应该为第三方的行为负责么？由此不禁想到，在现在的信息化的时代，我们自身的信息通过大大小小的方式途径上传，使用商使用用户的数据（包括所谓智能化推荐）的话应该付钱给用户么？（为什么这么淡呢？因为是悄悄话呀~要是喜欢的话。说不定下次能变浓一点~）

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子询研究院|自拍真相：你知道变脸滤镜的原理吗？