摘 要

本文借用Eclipse集成开发环境进行APP的开发，首先，此软件调用的是手机的所有摄像头，能够进行前置后置摄像头的切换，拍照后能够存储照片到手机SD卡上，并且能够调用图库，查看图库的照片，然后再进行对照片的人脸识别、美颜处理、图像特效处理。本设计的主要工作要利用数字图像处理的知识，对图像特效处理的算法和美颜处理的算法进行研究，还有利用Android系统来进行调用摄像头和人脸识别。本设计主要利用GPUImage库对拍摄景象和图片进行渲染，能够实现图像的实时渲染，对图像处理且进行美化效果。

本设计分为六大模块，设计界面、camera模块、gallery模快、人脸检测模块、图像特效处理模块和美颜模块。设计通过安卓开发环境，设计出三个界面，分别是主界面、camera界面和gallery界面。Camera模块主要用于调用摄像头，拍摄景象。Gallery模块能够调用图库，选择图片进行处理。人脸检测模块能够进图像中的人脸进行检测。图像特效处理模块是对调用的图片进行图像特效处理。美颜模块进人脸进行美化效果。

本文研究表明：自从智能手机的发展越趋明显，手机的配置也越来越高，手机摄像头质量的提高显而易见。爱美一族对拍照功能要求提高了，喜欢自拍的人更加需求美颜效果了。

本文特色：对各种图像特效处理的算法进行了一定的研究，调用了GPUImage库进行图像特效处理。

关键词：Android sdk；图像处理；滤镜

Abstract

This article use Eclipse integrated development environment to develop an Android application project, first of all, this software can use all the phone's cameras which can be switched the front camera and the rear camera and use the gallery, the phone can store photos on SD card in the phone. And then the photo can be used for face recognition, beauty treatment, image effects processing. The design utilize the knowledge of digital image processing to develop image effects processing algorithm and beauty treatment algorithm, and utilize Android system to call camera in mobile phone and recognize the face. This design mainly uses the GPUImage library to rendering scene shooting and the pictures. The design can realize the image real-time rendering, process picture and beautify all kinds of effect.

The design is divided into six modules which are interface design, camera module, gallery module, face detection module, image effects processing module and beauty module. Through the development environment of Android, I design three interfaces that are respectively, the main interface, camera interface and gallery interface. Camera module is mainly used to call the camera in order to shoot scene. Gallery module can call Gallery to select the picture that is dealt with. The face detection module can detect the face of human in the image. Image special effect processing module can process image which is be used. The beauty module is to beauty face.

This study shows that since the development of smart phones become more and more obvious and the phone's configuration is also getting higher and higher, the quality of mobile phone cameras obviously develop. The beauty improve the requirements of a camera and people who love selfie demand more effect of beauty.

The characteristics of the paper is that research various image processing algorithms and use the GPU Image library for image processing.

Keywords: Android sdk; image processing; Filters

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.3基本目标和意义 2

1.4论文的主要工作 3

第2章 系统需求与设计 4

2.1主界面 4

2.2 camera界面 4

2.3 gallery界面 4

2.4总体设计 4

第3章 开发环境的介绍与搭载 6

3.1 Android简介 6

3.2 Android开发环境的搭载 6

3.3设计思想 6

第4章 界面模块 8

4.1 Android界面的介绍 8

4.2 Android界面设计 8

第5章camera模块和gallery模块 12

5.1 camera模块 12

5.2 gallery模块 14

第6章 人脸检测 18

6.1安卓人脸检测技术 18

6.2人脸检测模块 18

第7章 图像特效处理 20

7.1 GPUImage简介 20

7.2 变形处理算法 20

7.3 黑白处理算法 21

7.4 灰度处理算法 22

7.5 倒影处理算法 22

7.6 水彩处理算法 22

7.7 素描处理算法 23

7.9 设计与实现 24

第8章 美颜算法 25

8.1 磨皮算法 25

8.2 美白算法 26

8.3 去噪算法 26

8.4 瘦脸算法 26

8.5 设计与实现 27

第9章 性能测试 28

9.1 理论分析 28

9.2 实验设计 28

9.3 实验结果与分析 28

第10章 总结 32

参考文献 33

致谢 35

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

自智能手机的快速发展，智能手机的硬件设备也随之更新的步伐向前迈进，手机CPU从单核变成双核再到四核，现在已经有十核的CPU。不仅仅手机CPU快速发展，手机摄像头质量也不断提高。手机摄像头随着像素的提高，所拍到的照片也越来越清晰，容易观察到照片的各处细节。特别是喜欢分享照片的人会很注意这些细节，若照片有瑕疵，人们就喜欢用Photoshop进行图片处理。但是Photoshop是一个非常专业的软件，擅长使用这软件的人很少，令人头疼的事情就出现了，想分享照片，照片却又瑕疵。若是自拍的照片，爱美的人直接删除照片也不是不可能，毕竟不想把丑照存在这世界上。所以，CPU的质量提高了，对图片渲染能力加强了，美颜相机APP这类产品出现在大众面前。CPU的质量变强大了，对图片渲染能力和处理能力加强了。美颜相机这类产品，功能强大，有多种的滤镜，能够对图片进行多种处理，达到人们心中的效果。

现在人们随随便便就能用自己的手机进行拍照，并且手机摄像头的质量提高，图片的质量也提高了，人们对自拍的要求也提高了。多种对图像处理的手机软件由此诞生，例如，开发Photoshop的团队开发了一款可以在安卓系统上使用的应用软件。然而，此软件的操作难度与PC版几乎一样，对不熟悉PS的人们却没多大的用处^[1]。图像处理技术的提高，越来越多的算法不仅能运用到MATLAB上，而且能运用到安卓系统中。美图秀秀、美颜相机等人们熟悉的APP因此而生，通过算法处理，照片能被美化，人们能成为心中男神女神。