基于双线性模型的人脸表情识别技术

针对现阶段人脸表情识别过程中所遇到的问题,基于三维数据库BU-3DFE中的三维表情数据,研究三维人脸表情数据的点云对齐及基于对齐数据的双线性模型建立,对基于双线性模型的识别算法加以改进,形成新的识别分类算法,降低原有算法中身份特征参与计算的比重,最大可能地降低身份特征对于整个表情识别过程的影响。旨在提高表情识别的结果,最终实现高鲁棒性的三维表情识别。     

面向虚拟化身的人脸表情模拟技术

为了实现基于增强现实的电子沙盘环境中的异地可视化交互功能,提出了一种面 向虚拟化身的三维表情模拟技术。首先,使用 RGB 摄像头跟踪异地作业人员的表情,基于约 束局部模型(CLM)提取人脸特征点数据后传输到本地;然后,采用基于径向基函数的插值算法 计算虚拟化身面部网格点的坐标,驱动模型模拟出与异地作业人员相同的表情;最后,为了提 高变形算法的精度和效率,提出一种基于贪心算法与人脸肌群分布的插值控制点选取和分区域 插值方法。实验结果表明,该算法能够满足实际应用对实时性和真实感的需求。     

虚拟特定人脸的表情合成技术

通过对一般人脸网格的变形和纹理映射,使得虚拟人脸与真实人脸达到了形似;通过对人脸面部肌肉分布的研究,运用肌肉驱动技术合成了人脸的表情,使得虚拟人脸与真实人脸达到神似;从而合成了具有真实感的形神兼备的虚拟人脸。     

人脸特征约束点的三维表情合成*

针对目前很多三维表情合成算法计算量大、方法比较复杂、真实感不强的特点,结合人脸分布特征,提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维表情合成新算法。该方法通过对人脸特征点集的快速三角剖分避免了病态三角网格,有效提高了合成后人脸表情的真实度,降低了算法复杂度。大量实际人脸表情合成的实验结果表明,该算法通过少量的特征点生成的三维人脸表情更加真实,可有效快捷地合成各种真实的人脸表情。     

基于抽象肌肉模型的人脸表情动画实现

介绍了一个基于抽象肌肉模型的人脸表情动画的实现过程，详细阐述了在系统实现过程中用到的人脸几何表示、抽象肌肉模型、一般人脸变化到特定人脸以及OpenGL等技术。     

有限元法在人脸三维建模及表情动画中的应用研究

将机械工程中的有限元方法用于人脸的三维建模,利用人脸上提取的99个特征点和一些辅助点,用光滑的样条曲线模拟人脸表情肌分布位置连结成线,由线生成三角面片和四角面片组合的有限元建立的人脸几何模型.给该模型定义合适的单元类型、实常数等参数,定义能与人脸皮肤等效的材料属性,并在眼睛、嘴等动作敏感位置加一定量载荷求解,模拟人脸表情动作.从求解的应力图中可以看出,该几何模型变形均与人脸表情动作时皮肤弹性变形一致.该方法可以快速、准确的进行三维人脸参数化建模,可方便提取特征点进行人脸识别.这种建模方法为人脸三维建模提供了一种新的思路和可靠的理论依据,同时降低了后期人脸识别的难度.     

基于对称双线性模型的光照鲁棒性人脸表情识别

针对传统的光照预处理方法降低原始图像质量、丢失部分有效辨识信息的缺点,提出一种新颖的应用对称双线性模型来对人脸表情图像进行光照预处理的光照鲁棒性人脸表情识别方法.首先通过对称双线性模型将训练集图像分解为相互独立的光照因子和表情因子,并提取其光照因子.接下来提取含有未知光照的测试集表情图像的表情因子,并将其转换到训练集的若干个已知光照上,这样处理能够将任意光照的测试图像转换到相同的光照平台上,令所有测试图像的特征具有归一化特性.实验结果表明, 本文所提光照预处理方 法在识别性能上优于传统的光照预处理方法,应用在光照处理后的JAFFE表情库上识别率达到92.37%, 表明其适用于光照鲁棒性人脸表情识别.     

多表情源的人脸表情合成技术

提出了基于一个局部约束偏移和相对偏移技术的图像变形方法,用于人脸表情合成．该方法可以自动克服目前表情合成方法的非特征区域的形变,并与脸型外观相匹配．在此基础上,提出了基于多表情源的人脸表情合成技术．从人脸图像划分出三个主要表现表情的区域,并对每个区域根据多个表情源的加权平均的相对偏移量进行图像局部变形,最后利用加权平均的表情比图像加强表情．实验结果表明,用该方法得到的人脸表情自然逼真,更为重要的是,通过调节权向量的取值,可以取得不同模式的表情,丰富了表情表现的内涵．     

基于微分算子的三维人脸表情识别

基于拉普拉斯微分算子提出了一种用于三维人脸样本的表情识别方法。首先使用曲面变形的方法对三维人脸样本进行样本配准处理。然后基于拉普拉斯微分算子计算三维人脸的表情特征,并根据训练样本的特征向量集构建一个关于三维人脸表情的字典。最后使用稀疏表示方法对三维人脸表情进行识别分析。实验结果表明,该方法能够有效地提高三维人脸表情识别的准确率。     

利用主动外观模型合成动态人脸表情

人脸表情发生变化时,面部纹理也相应地改变;为了方便有效地模拟这一动态的表情变化过程,提出一种基于主动外观模型的人脸表情合成方法.首先离线学习人脸表情与人脸形状和外观参数之间的关系,利用该学习结果实现对输入人脸图像的表情合成;针对合成图像中眼睛和牙齿模糊的缺点,利用合成的眼睛图像和牙齿模板来替代模糊纹理.实验结果表明,该方法能合成不同表情强度和类型的表情图像;合成的眼睛图像不仅增强了表情的真实感,同时也便于实现眼睛的动画.     

基于3D人脸重建的光照、姿态不变人脸识别

待匹配人脸图像与库存原型图像之间姿态和光照的差异是自动人脸识别的两个主要瓶颈问题,已有的解决方法往往只能单独处理二者之-,而不能同时处理光照和姿态问题.提出了一种对人脸图像中的姿态和光照变化同时进行校正处理的方法,即通过光照不变的3D人脸重建过程,将姿态和光照都校正到预先定义的标准条件下.首先,利用先验的统计变形模型,结合人脸图像上的一些关键点来恢复较为精细的人脸3D形状.基于此重建的3D形状,进而通过球面谐波商图像的方法估计输入图像的光照属性并提取输入图像的光照无关的纹理信息,从而将光照无关的3D人脸完全重构出来,生成输入人脸图像在标准姿态和光照条件下的虚拟视图,用于最终的分类识别,实现了对光照和姿态问题的同时处理.在CMU PIE数据库上的实验结果表明,此方法可以在很大程度上提高现有人脸识别方法对于原型集合(gallery)和测试集合中图像在姿态和光照不一致情况下识别结果的正确性     

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.     

基于语音驱动的三维人脸动画技术综述

随着三维数字虚拟人的发展,语音驱动三维人脸动画技术已经成为虚拟人交互的重要研究热点之一.其关键技术在于语音-视觉映射模型的建立以及三维人脸动画的合成.首先分析了音-视素匹配法和音-视觉参数映射两类方法的特点;之后阐述了目前三维人脸模型的建立方法,并依据三维人脸模型的表示方法不同,分析了不同运动控制方法的优缺点;然后阐述了语音驱动三维人脸动画的主观评价和客观评价方法;最后总结了语音驱动三维人脸动画技术的未来发展方向.     

应用Cult3D技术实现交互式三维人脸动画

介绍一种新的Web3D实现技术Cult3D,对比了其与VRML在实现网络三维图形技术上的优越性,着重论述了如何使用Cult3D技术并结合照片建模工具实现网络环境下的交互式三维人脸动画。     

三维人脸建模与应用

三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中一个基本的问题，人脸借助其特有的普遍性和易用性成为众多先进三维建模算法的实验平台。但是由于人脸的复杂性、易变性，建立逼真的三维人脸模型成为众多研究者挑战的课题。本文分析了三维人脸建模的研究内容和研究难点，总结了1990年以来出现的最新方法和进展，从三维数据的获取、标准三维人脸建模、特定三维人脸建模及应用等三维建模的几个主要环节进行了分类综述，重点介绍了一些主要算法的基本思路和最新进展，并对该领域的研究热点和方向作了较为详细的分析。     

基于ICA算法的一般人脸动画模式表达

该文基于三维扫描数据抽取特定人面部特征点的三维运动,转化为FAP训练数据。然后通过对获取数据应用独立元分析获得一般人脸动画模式,最终使用ICA参数空间生成任意特定人的面部表情。实验结果表明,ICA比PCA给出更加紧致准确的一般人脸动画表达模式,当两种分量的数目相同时,ICA的重建误差比PCA的重建误差小。表情参数影响动画人脸不同部分的独立性和相关性,改善了不同表情人脸动画的真实性。     

基于弱监督学习的三维人脸形状与纹理重建

三维人脸相较于二维人脸包含了更多特征信息,可应用于如人脸识别、影视娱乐、医疗美容等更多实际应用场景,因此三维人脸重建技术一直是计算机视觉领域的研究热点.由于真实三维人脸数据较难获取,很多基于深度学习的重建算法首先利用传统重建方法为大量二维人脸图像构建三维标签,作为训练数据,这些数据可能并不精准,从而导致算法的重建精度受到影响.为此,本文提出一种基于multi-level损失函数的弱监督学习模型,结合传统三维人脸形变模型3DMM与深度学习方法,直接从大量无三维标签的二维人脸图像中学习三维人脸特征信息,从而实现基于单张二维人脸图像的三维人脸重建算法.此外,为解决二维人脸图像中常存在遮挡或大姿态情况而影响人脸纹理重建的问题,本文使用基于CelebAMask-HQ数据集的人脸解析分割算法对图像进行预处理去除遮挡区域.实验结果表明,基于本文方法的三维人脸重建质量与重建精度均实现了一定的提升.     

An Expression Deformation Approach to Non-rigid 3D Face Recognition

The accuracy of non-rigid 3D face recognition approaches is highly influenced by their capacity to differentiate between the deformations caused by facial expressions from the distinctive geometric attributes that uniquely characterize a 3D face, interpersonal disparities. We present an automatic 3D face recognition approach which can accurately differentiate between expression deformations and interpersonal disparities and hence recognize faces under any facial expression. The patterns of expression deformations are first learnt from training data in PCA eigenvectors. These patterns are then used to morph out the expression deformations. Similarity measures are extracted by matching the morphed 3D faces. PCA is performed in such a way it models only the facial expressions leaving out the interpersonal disparities. The approach was applied on the FRGC v2.0 dataset and superior recognition performance was achieved. The verification rates at 0.001 FAR were 98.35% and 97.73% for scans under neutral and non-neutral expressions, respectively.     

基于关键帧的三维人脸皱纹动画

表现人脸的皱纹特征是提高人脸动画真实感的重要因素之一,文章提出了一种基于关键帧的皱纹动画方法,使用高度图、法线图和MPEG-4人脸运动参数描述皱纹动画关键帧,通过对高度图、法线图插值生成皱纹动画中间帧。所提方法对人脸模型网格复杂度要求不高,且合成的皱纹动画具有真实感强和实时性高的特点。     

基于深度学习的单幅图像三维人脸重建研究综述

在计算机视觉领域中,三维人脸重建是一个具有研究价值的方向,高质量地重建出三维人脸在人脸识别、防伪、游戏娱乐、影视动画和美容医疗等领域具有重要的意义.近二十年来,虽然基于单幅图像的三维人脸重建领域已经取得很大的进展,但使用传统算法进行重建的结果仍会受到人脸表情、遮挡、环境光的影响,并且会出现重建效果精度不佳和鲁棒性不足等...