基于照片的可编辑光照效果卡通人脸生成算法

提出一种基于照片的可编辑光照效果卡通人脸图像生成算法。算法首先提取输入人脸照片的边缘轮廓,生成线条画;其次对输入照片进行本征分解,分离出光照图像和材质图像;然后对光照图像进行光照编辑,如量化、非线性增强等;对材质图像进行抽象化处理,并融合线条画得到卡通图像;最后将编辑过的光照图像添加到卡通图像上生成含有光照效果的人脸卡通图像。实验结果表明:该算法生成的人脸卡通图像效果逼真,并且可对光照进行编辑。     

基于MPEG-4的人脸表情图像变形研究

为了实时地生成自然真实的人脸表情,提出了一种基于MPEG-4人脸动画框架的人脸表情图像变形方法。该方法首先采用face alignment工具提取人脸照片中的88个特征点;接着在此基础上,对标准人脸网格进行校准变形,以进一步生成特定人脸的三角网格;然后根据人脸动画参数（FAP）移动相应的面部关键特征点及其附近的关联特征点,并在移动过程中保证在多个FAP的作用下的人脸三角网格拓扑结构不变;最后对发生形变的所有三角网格区域通过仿射变换进行面部纹理填充,生成了由FAP所定义的人脸表情图像。该方法的输入是一张中性人脸照片和一组人脸动画参数,输出是对应的人脸表情图像。为了实现细微表情动作和虚拟说话人的合成,还设计了一种眼神表情动作和口内细节纹理的生成算法。基于5分制（MOS）的主观评测实验表明,利用该人脸图像变形方法生成的表情脸像自然度得分为3.67。虚拟说话人合成的实验表明,该方法具有很好的实时性,在普通PC机上的平均处理速度为66.67 fps,适用于实时的视频处理和人脸动画的生成。     

用卷积曲面生成脸部皱纹的方法

将卷积曲面应用于人脸建模，提出了在个性化人脸模型上生成皱纹的新方法。运用基于图像的建模方法将通用人脸网格变形并计算出纹理图像，变形后的网格再与一个核函数卷积生成卷积曲面，通过轮廓函数调整曲面的形状而产生皱纹。将纹理图像映射到卷积曲面上使皱纹具有真实感。实验结果表明本文的方法可以通过控制轮廓函数的参数生成不同外观的皱纹。     

基于异值区域消除的遮挡人脸识别

针对存在部分遮挡的人脸的识别问题,提出了一种改进的基于异值区域消除的人脸识别方法。首先,由训练人脸图像得到平均脸图像,并将测试图像与平均脸图像作差值运算得到误差人脸图像;然后,对误差人脸图像进行分割得到测试人脸图像存在的遮挡区域,并将测试图像和训练图像的相应区域予以去除以形成新的测试图像和训练图像;最后,采用线性回归分类或稀疏编码分类方法实现人脸识别。与同类方法比较,本方法计算相对简单,展现了较好的识别性能提升。基于Yale B和AR标准人脸数据库的仿真测试结果验证了本方法的有效性。     

从多张非标定图像重建三维人脸

为了在人脸动画中方便地重建真实感强的三维人脸模型,提出一种从多角度、非标定图像重建三维人脸的方法.首先利用一种基于规则网格变形的模型归一化方法建立人脸形变模型;然后分别在5幅人脸图像上手动标注不超过14个关键点,通过拟合图像上的关键点重建个性化的人脸几何形状;最后从每个角度渲染出一幅形状无关纹理,并将5幅形状无关纹理融合成一幅平滑的纹理图像.重建结果显示,该方法能在较少的手动交互的情况下重建出具有真实感的个性化人脸模型.     

真实感人脸模型的细分曲面重建

提出一种利用2张正交照片和细分曲面进行真实感三维人脸建模的方法,并实现了不同模型间的三维变形.为了构造个性化的人脸几何模型,将网格简化、自由曲面变形和细分结合起来,得到多个层次细节下的人脸模型;再经过纹理融合和映射,完成个性化的真实感三维人脸建模;同时利用线性插值实现了同拓扑真实感模型间的光滑变形.实验结果表明：该方法不仅可以进行有效的真实感三维人脸建模,而且变形简单流畅,具有广阔的应用前景.     

面向网上人际交流的便捷人脸动画

面向网上人际交流的实际需求,提出一种基于图像的便捷人脸动画方法．基于同一人脸的正面和半侧面图像,引入三维通用人脸模型估计其初始朝向,分别建立两图像的二维网格模型;然后采用图像插值和变形技术合成不同朝向人脸,并合理地解决遮挡问题,面部的唇动和表情则可将MPEG4三维模型的形变参数投影到相应的二维网格上,该方法无需重构对象人脸的三维模型和对摄像机进行标定,可同时合成面部表情与小范围朝向变化．实验结果证明了文中方法的便捷性、跨平台通用性,合成效果良好．     

基于标准肤色的人脸图像纹理合成与三维重建应用

本文提出一种基于单幅人脸图像并结合标准肤色的人脸图像纹理合成和三维重建算法.首先,利用ASM算法提取人脸特征点,并通过基于局部线性嵌入算法的编辑传播实现颜色转换,使图像人脸色调与三维人脸模型标准肤色一致.接着,将人脸图像五官区域与标准肤色图进行泊松融合,并考虑眉毛遮挡情况,利用人脸对称性或眉毛模板还原眉毛.尤其对于半遮挡眉毛,采用Li模型和角点检测相结合的方法重建眉毛轮廓,得到最终人脸纹理图.最后通过纹理映射将人脸纹理图映射到三维人脸模型上,得到较好的个性化三维人脸重建效果.实验表明,本文算法能够适用于不同复杂背景和光照条件下拍摄的人脸图像,具有较快的处理速度,能够应用于人脸实时重建产品中.     

二阶分块PCA的人脸特征提取方法研究

为了提取更为有效的鉴别特征,在已有的二阶特征脸方法和分块主成分分析(PCA)方法上,提出了二阶分块PCA人脸特征提取方法.该方法对原始人脸图像和经重建得到的剩余图像分别运用分块PCA,将提取的一阶和二阶特征线性组合为一个特征矩阵,再进行分类识别.此特征能更充分反映人脸图像的低频和高频特性.采用ORL人脸库和FERET人脸库的实验结果表明该二阶分块PCA正确识别率优于普通分块PCA算法,具有较强的特征提取能力.     

基于三角剖分的人脸纹理映射

采用通用的三维人脸模型和任意的人脸纹理图像,基于Delaunay三角剖分,提出了一种灵活的3D人脸的纹理映射方法。该方法对人脸特征点集做三角剖分,在纹理图像和三维网格之间建立了一个准确的拓扑同构映射关系,从而得到高真实度的纹理映射。该算法不受网格调整精度的影响,同时适用于不同的纹理映射到同一三维人脸模型上。     

Three-dimensional cartoon facial animation based on art rules

Three-dimensional (3D) cartoon facial animation is one step further than the challenging 3D caricaturing which generates 3D still caricatures only. In this paper, a 3D cartoon facial animation system is developed for a subject given only a single frontal face image of a neutral expression. The system is composed of three steps consisting of 3D cartoon face exaggeration, texture processing, and 3D cartoon facial animation. By following caricaturing rules of artists, instead of mathematical formulations, 3D cartoon face exaggeration is accomplished at both global and local levels. As a result, the final exaggeration is capable of depicting the characteristics of an input face while achieving artistic deformations. In the texture processing step, texture coordinates of the vertices of the cartoon face model are obtained by mapping the parameterized grid of the standard face model to a cartoon face template and aligning the input face to the face template. Finally, 3D cartoon facial animation is implemented in the MPEG-4 animation framework. In order to avoid time-consuming construction of a face animation table, we propose to utilize the tables of existing models through model mapping. Experimental results demonstrate the effectiveness and efficiency of our proposed system.     

漫画风格的人脸肖像生成算法

为模拟艺术家画出的具有夸张效果的肖像漫画,由用户输入正面人脸照片,通过交互获取关键特征点,根据特征点计算面部特征值来判断需要夸张的部分和各自的夸张方式;然后根据特征点自动生成不同层级的网格并分层实施夸张变形;最后进行图像处理以获得不同艺术风格的图像.该算法从研究漫画家的作画风格入手,总结了肖像漫画特定的夸张规律,所生成的漫画风格人脸肖像效果较好,能够应用于非真实感图形学和数字娱乐等领域.     

面向移动数字娱乐的卡通人脸动画系统

给出了一个移动平台下的卡通人脸动画系统,其输入是一张二维真实人脸照片和一段文本,输出为具有娱乐效果的手机卡通人脸动画。首先,根据输入的照片生成人物的卡通肖像,采用了基于特征发现的卡通人脸肖像生成方法。其次,在卡通肖像的基础上结合文本驱动产生卡通人脸动画。最后,将系统移植到移动平台,在手机上播放卡通人脸动画,该系统在局域网和PDA上具有很好的娱乐动画效果。     

基于冲击滤波器的视频图像卡通化算法

传统二维卡通绘制的专业性和复杂性导致普通用户参与性较低。为此,提出一种基于冲击滤波器的视频图像卡通化算法。应用改进的冲击滤波器对彩色视频图像进行颜色聚类和噪声消除,对冲击滤波后的图像使用高斯差分算子进行边缘检测,并做颜色量化处理,融合边缘曲线和量化图像生成个性化的卡通图像。实验结果表明,与基于双边滤波器、Osher冲击滤波器、Alvarez冲击滤波器以及改进Osher冲击滤波器的图像卡通化算法相比,该算法能够获得更清晰、完整、光滑和连续的边缘曲线,风格化图像的视觉显著性更强,保真度更高,并能通过系列图像的风格化转换自动生成个性化的卡通视频。     

智能配镜三维特征参数提取方法研究

摘 要：针对智能配镜中三维面部特征点提取算法复杂度较高的问题,提出一种将三维点 云转换为映射图像定位特征点的方法。采用 Voronoi 方法计算面部三角网格各顶点处的高斯曲 率、平均曲率。选取鼻尖、眼角等曲率特征明显的区域估计面部点云姿态。根据曲率旋转不变 性,使用初选的点云方向向量简化旋转矩阵的计算,使面部点云正面朝向视点。将点云映射转 换为图像,三维网格模型中三角面片一对一映射到图像中的三角形。搭建卷积神经网络,使用 Texas 3DFRD 数据集进行模型训练。进行人脸对齐,预测所得各面部特征点分别限制在图像某 三角形中。根据图像中三角形映射查找三维网格模型中对应三角面片,通过三角面片顶点坐标 计算配镜所需的面部特征点位置坐标,实现配镜特征参数的提取。     

基于特征网格的面部图象变形算法

面部图象变形技术是人脸建模的关键技术之一，为了模拟人脸器官（如眼、嘴、鼻和眉等）周围及人脸轮廓肌肉的运动，选择适合描述人脸及其器官轮廓的几何形状的若干特征点，并根据器官周围肌肉点运动机理，建立了面部图象变形的特征网络模型，该模型构造了两类控制器官运动的合成肌肉，即控制垂直方向运动的轮廓肌和控制水平方向运动的线性肌，由此，面部肌肉点拉动肌肉即可作垂直和水平方向运动，由于该特征网络模型可实现人脸器官精细的变形操作，并能依据器官的轮廓变化展开，符合人的认知过程，因此，与其他算法相比，其变形效果更加自然，图象变形更加精确。     

快速人脸检测与特征定位

人脸检测与特征定位是人脸分析技术的一个重要组成部分,其目标是在图像中搜索人脸特征(如眼、鼻、嘴、耳等)的位置。虽然人们可以毫不费力地完成这些工作,但对于机器来说,这依然是一件极其困难的任务。近几年来该项技术已有了长足的发展,已成功地应用于诸如人脸识别、姿态识别、表情识别、脸部动画等诸多领域。本文利用David Cristinace和Tim Cootes提出的一个多阶段人脸特征检测方法实现了一个实时人脸特征定位系统。同时也对原算法本身作了一些改进,在对精度影响极小的情况下,大大提高了原算法的速度。     

异构人脸在流形空间中的相似模型研究

人脸艺术造型与其原型人脸的相似性是造型成功与否的关键指标之一。传统相似性研究建立在同构数据特征基础之上,对呈异构形态的二维图像人脸和三维网格人脸之间的相似性计算问题的研究还很少见。采用双层拉普拉斯流形对齐方法,通过对相同样本数的二维人脸数据集和三维人脸数据集进行协同降维,发现两者的共享流形嵌入,建立异构的二维人脸图像与三维网格人脸之间的相似模型,实现对异构人脸之间相似性的定量计算。通过实验,证明了该方法的合理性与有效性。