具有真实感的三维人脸动画

具有真实感的三维人脸模型的构造和动画是计算机图形学领域中一个重要的研究课题.如何在三维人脸模型上实时地模拟人脸的运动,产生具有真实感的人脸表情和动作,是其中的一个难点.提出一种实时的三维人脸动画方法,该方法将人脸模型划分成若干个运动相对独立的功能区,然后使用提出的基于加权狄里克利自由变形DFFD(Dirichlet free-form deformation)和刚体运动模拟的混合技术模拟功能区的运动.同时,通过交叉的运动控制点模拟功能区之间运动的相互影响.在该方法中,人脸模型的运动通过移动控制点来驱动.为了简化人脸模型的驱动,提出了基于MPEG-4中脸部动画参数FAP(facial animation parameters)流和基于肌肉模型的两种高层驱动方法.这两种方法不但具有较高的真实感,而且具有良好的计算性能,能实时模拟真实人脸的表情和动作.     

利用图像变形生成个性化人脸卡通

提出了一种利用图像变形技术生成个性化人脸卡通的方法,该方法以真实人脸图像、卡通人脸图像和中性标准人脸网格为输入。根据提取的特征点,在人脸上分区域构建多个径向基神经网络;将标准人脸网格变形,分别和人脸以及卡通脸配准,得到人脸和卡通脸的个性化网格;将卡通脸图像作为纹理映射到个性化人脸网格,并做色调分离提取原始人脸的光照信息,得到个性化卡通人脸图像。     

一种人脸图像局部变形技术

图像局部变形是指仅在图像的一小部分区域内做变形,改变某些局部范围的特征,同时保持其它区域不发生变化。目前常用的图像变形方法基本上考虑的是图像的整体变形,在直接运用于局部变形时效果不佳。文章提出了一种人脸图像局部变形方法,它首先在局部变形区域内确定特征点和影响半径,然后计算出区域像素点几何位置的变化,最后使用双线性插值原理进行灰度赋值。该方法可以获得很好的人脸局部变形效果,具有连续性好、算法简洁、实时互动等优点,在人脸识别领域有可观的应用前景。     

基于Level Set方法的人脸轮廓提取与跟踪

提出一种基于level set方法的图像序列中人脸轮廓提取与跟踪算法，首先利用图像帧间差分快速检测出运动区域，并根据人脸图像的投影映射规则确定人脸所在的外接矩形，然后以此矩形作为初始曲线，采用一种改进的1evelset模型精确提取出入脸轮廓。由于图像序列中人脸是一直运动的，该文引入一阶线性Kalman滤波模型对人脸运动进行估计，从而较好地跟踪了运动中的人脸轮廓，实验结果表明该方法是有效的。     

机器人系统中人脸特征提取技术的研究与实现

该文描述了在智能机器人系统中人脸特征提取技术的研究与实现,提出了一种新的并且在机器人系统中实现的人脸特征提取方法,该方法首先利用基于Adaboost的人脸检测算法对采集到的原始图像进行人脸检测,从而得到人脸图像;然后让人脸图像通过一个空间掩模滤波器,去除图像中明显非人脸特征的区域,再经过二值化后得到二值化图像;将二值化图像与一个矩形模板相卷积,得到卷积值与模板索引数的二维曲线图,在二维曲线图中,最高的两个峰就分别对应了眼睛和眉毛,再根据人脸特征几何分布关系判断出眼睛,眉毛和嘴,从而得到最终的人脸特征.该方法检测率高,计算量小,实时性很强,满足了机器人系统中资源有限的约束条件.     

基于面部特征约束的人脸纹理映射及变形

将一幅人脸图像（称为源图像）映射到另一幅人脸图像（称为目标图像）上,从而实现人脸图像的变形并达到某种特殊效果的表现要求。其中,一个最关键的问题是保持两幅人脸中器官特征的约束映射。提出一种技术策略,可以有效实现这种映射效果。利用人脸特征检测算法检测出源人脸和目标人脸的特征点;基于特征点,利用Delaunay三角剖分的方法将目标人脸转化为三角网格;采用调和映射的方法计算得出所有网格点在源人脸图像中的对应坐标;在获得网格点纹理坐标后,就可以实现源人脸到目标人脸的映射。实验表明,该方法可以实现任意人脸间的映射,并能较好地保持人脸五官间的映射关系。     

基于统计处理图像放大方法在人脸识别中应用

图像插值是数字图像处理中最基本、最重要的技术之一.文中设计提出一种新的边缘方向算法得到高分辨率图像的插值,并且把这个放大算法运用在人脸识别中.在很多视频监控中,尤其是当目标人脸离摄像头距离非常远,获得的目标人脸图像通常比较小,以至于难以对目标人脸图像进行正确的识别.文中首先提出了一种基于统计处理图像放大方法,使图像放大后更为清晰和易辨.然后应用主成分分析(PCA)和径向基函数网络(RBF)方法对放大后的人脸图像进行识别.经过多次实验,结果表明该识别方法在低分辨率人脸图像上有较好的识别效果,为人脸的实时识别提供了一种新途径.     

具有真实感的三维虚拟特定人脸生成方法

三维人脸的计算机生成目前是一个具有挑战性的课题。如何在人脸复杂的、不规则的表面上建模以及如何反映出特定人脸间的个体差异是现真实人脸模拟的两大主要困难所在。本文针对后者,提出了一种新的三维特定人脸生成方法,该方法基于人脸模型变形技术,允许模拟者在交互方式下将一般人脸几何模型和豫先提供的特定人脸多方面图像之间进形特征校准,进而得到特定人脸三维模型,该模型将精确地反映特定人脸的诸特征,同时,这种变形技术     

结合空间显著性的融合单演二元模式面部情感分类

针对图像Gabor变换计算代价和存储空间开销较高的问题, 提出一种基于单演信号分析的人脸表情描述方法。该方法首先采用单演信号分析将人脸图像分解为单演幅度、相位和方向三个图像, 并将其划分为多个矩形块子区域; 然后在三幅图像的子区域上提取相应的由空间显著性加权的单演幅度、相位和方向二元模式特征直方图; 最后将结合了空间显著性的三个加权特征进行融合增强特征的可分辨性。在JAFFE人脸表情数据库上的实验结果表明, 该方法能有效提取人脸表情特征, 提高人脸表情的识别率。与基于Gabor的特征相比, 提出的方法具有更高的准确率和较低的特征维度。     

高精密点云数据三维人头模型的变形

提出了一种基于高斯变换的计算机三维头像变形算法,可以全自动产生三维头像变形效果,该算法摒弃了其他人脸变形算法中所必需的标定人脸关键点的繁琐工作,提出一种只需要设置一个中心点以及变形参数就可以将三维头像进行变形的方法, 实验结果表明,该算法所需用户控制少,方便用户对渐变精细度的控制,运算速度快,产生理想的平滑渐变,能够很好地达到预期变形效果。该工作有助于将人脸变形技术运用于三维动画,人脸识别等领域。     

基于mean-shift算法的人脸实时跟踪方法*

复杂环境下实时人脸跟踪方法在视觉监控系统中具有很重要的意义,但目前的跟踪算法普遍存在目标遮挡、尺寸变化等过于敏感的不足,限制了其应用范围。提出了一种人脸检测、mean-shift算法与卡尔曼滤波器相结合的实时全自动人脸跟踪算法。实验结果表明该算法实时性很强,可以实现对运动人脸的快速跟踪,同时对目标遮挡也有很好的鲁棒性。     

基于mean-shift算法的人脸实时跟踪方法*

复杂环境下实时人脸跟踪方法在视觉监控系统中具有很重要的意义,但目前的跟踪算法普遍存在目标遮挡、尺寸变化等过于敏感的不足,限制了其应用范围。提出了一种人脸检测、mean-shift算法与卡尔曼滤波器相结合的实时全自动人脸跟踪算法。实验结果表明该算法实时性很强,可以实现对运动人脸的快速跟踪,同时对目标遮挡也有很好的鲁棒性。     

视频监控下的人脸跟踪与识别系统

针对智能视频监控系统的要求,设计了一个基于视频监控的自动多人脸跟踪识别系统,该系统的功能是实时跟踪视频监控范围内的人脸并鉴别人脸的身份。针对复杂背景及类似人脸区域的影响,提出了一种Adaboost人脸检测算法和主动形状模型相结合的人脸检测算法,实现人脸的准确检测;针对视频监控范围内人脸偏转、交错以及由于人员不断出入而导致人脸数目发生变化的问题,提出了CamShift和Kalman滤波器相结合的多人脸跟踪算法,同时对跟踪到的人脸进行实时身份识别。实验证明,该系统在视频监控范围内对人脸检测和身份识别准确,跟踪实时性好,是一种建立实时视频监控系统的实用方法。     

综采跟机自动化系统分析与建模

采用电液控制系统的综采或综放工作面,按照采煤工艺的要求,根据采煤机的牵引位置对工作面三机进行自动控制。利用机电一体化技术,制定液压支架护帮板收伸、自动喷雾、移架和刮板运输机移动等自动化动作规则,建立跟机自动化离散系统模型。为采用自动化技术的采煤工作面研究了一种新的、先进的半截深采煤工艺,并进行了工艺的计算机分析设计。     

快速人脸检测系统的设计与实现

为了快速而准确地在复杂背景的灰度或彩色图像中检测人脸,对实时人脸检测方法做了一些扩展并根据该方法设计实现了一个快速人脸检测系统,系统分为训练和检测两部分,训练方法为AdaBoost算法。测试表明该系统的性能较好。     

煤矿调度室员工自动签到系统的设计

针对煤矿采用的打卡记名等常规考勤方法存在的考勤信息不准确问题,采用人脸识别技术设计了一种煤矿调度室员工自动签到系统,介绍了系统的总体设计方案及人脸识别算法。该系统首先采集人脸图像并进行预处理,然后采用Adaboost算法进行人脸检测,最后采用POEM+分块PCA算法及最近邻法分类器对采集到的人脸图像进行识别,以实现调度室员工的自动签到功能,并对考勤状况加以记录,为员工考核提供依据。     

Real-time speech-driven face animation with expressions using neural networks

A real-time speech-driven synthetic talking face provides an effective multimodal communication interface in distributed collaboration environments. Nonverbal gestures such as facial expressions are important to human communication and should be considered by speech-driven face animation systems. In this paper, we present a framework that systematically addresses facial deformation modeling, automatic facial motion analysis, and real-time speech-driven face animation with expression using neural networks. Based on this framework, we learn a quantitative visual representation of the facial deformations, called the motion units (MUs). A facial deformation can be approximated by a linear combination of the MUs weighted by MU parameters (MUPs). We develop an MU-based facial motion tracking algorithm which is used to collect an audio-visual training database. Then, we construct a real-time audio-to-MUP mapping by training a set of neural networks using the collected audio-visual training database. The quantitative evaluation of the mapping shows the effectiveness of the proposed approach. Using the proposed method, we develop the functionality of real-time speech-driven face animation with expressions for the iFACE system. Experimental results show that the synthetic expressive talking face of the iFACE system is comparable with a real face in terms of the effectiveness of their influences on bimodal human emotion perception.     

基于三维模型的Android手机端人脸姿态实时估计系统

针对人脸姿态估计对系统性能要求高、在手机上运行无法满足实时性要求等问题,实现了一种Android手机端的人脸姿态实时估计系统。首先,由摄像头获得一幅正面和一幅偏移一定角度的人脸图像,利用从运动中构建结构(SfM)算法建立简单三维人脸模型;然后,提取实时人脸图像中与三维人脸模型相互对应的特征点,基于缩放正投影位姿估计(POSIT)算法估计人脸姿态角度;最后将三维人脸模型通过开放图形开发库(OpenGL)实时显示在手机屏幕上。实验结果表明,实时视频中检测人脸姿态并显示的速度可以达到20 frame/s,接近计算机端的基于仿射对应的三维人脸姿态估计算法,而且针对大量图片序列的检测可以达到50 frame/s,能够满足Android手机端的性能和检测人脸姿态的实时性要求。     

基于Camshift的人脸跟踪算法

Camshift跟踪算法具有很好的实时性,但是也存在不能实现自动跟踪,跟踪过程中鲁棒性不强,遇到遮挡问题跟踪失效,只能进行单人脸跟踪等问题。针对这些问题,提出了基于改进Camshift的人脸跟踪算法,该算法结合了Adaboost人脸检测算法并改进了原算法中的颜色直方图模型。以实际人脸检测与跟踪实验为例,证明了该算法在人脸自动检测跟踪过程中具有速度快、准确度高,同时可以跟踪多个人脸,能有效克服跟踪过程中遮挡问题等。     

一种多传感器反直升机智能雷伺服跟踪系统

讨论一种基于多传感器的反直升机智能雷AHM(Anti-Helicopter Mine)系统.为了提高智能雷的全自动智能跟踪能力和打击精度,在传统的被动声探测技术的基础上,结合图像传感器的视觉信息和激光测距仪的深度信息,提出一种基于声-光-电多传感器联合的自动目标探测、识别、跟踪算法.首先将五元十字声源定位技术用于低空目...