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基于变分自编码器的人脸图像修复
引用本文:张雪菲,程乐超,白升利,张繁,孙农亮,王章野.基于变分自编码器的人脸图像修复[J].计算机辅助设计与图形学学报,2020,32(3):401-409.
作者姓名:张雪菲  程乐超  白升利  张繁  孙农亮  王章野
作者单位:山东科技大学电子信息工程学院 青岛 266590;浙江大学 CAD&CG 国家重点实验室 杭州 310058;浙江大学 CAD&CG 国家重点实验室 杭州 310058;浙江工业大学计算机科学与技术学院 杭州 310014;山东科技大学电子信息工程学院 青岛 266590
基金项目:国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家高技术研究发展计划(863计划)
摘    要:基于卷积神经网络的人脸图像修复技术在刑事侦破、文物保护及影视特效等领域有着重要的应用.但现有方法存在着图像修复结果不够清晰以及结果多样化不足等缺点,为此,提出了一种基于变分自编码器的人脸图像修复方法.首先设计了一种变分自编码器的变种网络,通过引入生成对抗网络解决修复人脸图像不清晰的问题,同时对变分自编码器中的隐变量进行约束,使得其中各个维度相互独立,实现特征解耦操作;最后通过动态规划获得最佳分割边界,利用泊松图像编辑得到无缝融合的结果.在CelebA数据集上的实验结果表明,该方法获得了良好的图像修复结果,同时,通过显式地控制隐变量的不同维度,展现了不同属性的人脸图像修复结果.

关 键 词:图像修复  变分自编码器  特征解耦  判别网络  图像融合

Face Image Inpainting via Variational Autoencoder
Zhang Xuefei,Cheng Lechao,Bai Shengli,Zhang Fan,Sun Nongliang,Wang Zhangye.Face Image Inpainting via Variational Autoencoder[J].Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics,2020,32(3):401-409.
Authors:Zhang Xuefei  Cheng Lechao  Bai Shengli  Zhang Fan  Sun Nongliang  Wang Zhangye
Affiliation:(College of Electronic and Information Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266590;State Key Laboratory of CAD&CG,Zhejiang University,Hangzhou 310058;College of Computer Science and Technology,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014)
Abstract:Face image inpainting based on the convolutional neural network has enabled a variety of applications, ranging from criminal investigation to cultural relics protection. However, the results of existing methods are often limited to insufficient diversity and still far from realistic. In this work, we generate more reasonable missing facial content with a variant of variational auto-encoder, as well as generative adversarial network. Furthermore, we impose constraints on latent variables to encourage the distribution of representations to be factorial that making them independent across dimensions. Latter, the optimal boundary was obtained through dynamic programming, and finally we get the seamless results by Poisson image editing. Experiments on CelebA dataset demonstrated that the proposed method achieved better inpainting results and disentanglement.
Keywords:image inpainting  variational autoencoder  disentanglement  discriminative network  image fusion
本文献已被 CNKI 维普 万方数据 等数据库收录!
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