面向普通用户的3D虚拟人脸动画

为合成真实感人脸动画,提出一种实时的基于单摄像头的3D虚拟人脸动画方法.首先根据用户的单张正面人脸图像重建用户的3D人脸模型,并基于该人脸模型合成姿态、光照和表情变化的人脸图像,利用这些图像训练特定用户的局部纹理模型;然后使用摄像头拍摄人脸视频,利用特定用户的局部纹理模型跟踪人脸特征点;最后由跟踪结果和3D关键形状估计Blendshape系数,通过Blendshape模型合成的人脸动画.实验结果表明,该方法能实时合成真实感3D人脸动画,且只需要一个普通的摄像头,非常适合普通用户使用.     

基于径向基函数与B样条曲线的三维人脸重建方法

用二维人脸照片构造三维特定人脸模型是三维人脸建模研究的热点问题.采用立体视觉重建三维特征点,通过人脸正侧面照片特征点的分层、分部位的径向基函数重构一般人脸模型,得到部位轮廓特征明显的三维特定人脸模型,利用B样条曲线进行三维人脸曲面重构;然后运用拉普拉斯金字塔法得到近似的人脸全视角纹理图;再将近似人脸全视角纹理图映射到三维特定人脸模型,从而得到三维特定真实感的人脸模型.实验结果表明,该方法计算简单,生成特定人脸模型效果逼真,可用于特定人脸动画制作的逼真人脸建模.     

利用径向基函数生成特定人脸的三维网格体

本文提出了一种在通用人脸模型的基础上，依据特定人脸正面图象和侧面图象，利用径向基插值方法．来得到特定人脸的三维网格模型的方法。通过试验取得了一定的效果。     

基于压缩感知理论的3维人脸快速重建

形变模型是当前人脸重建研究中的一种主要方法。针对形变模型方法中模型构建的缺陷,提出一种基于压缩感知理论的快速三维人脸重建方法。首先,利用压缩感知理论估计三维原型人脸与目标人脸的形状相似性,根据相似性对原型样本进行筛选并构建相应的形变模型,提高建模精度和效率;然后,利用特征点信息进行稀疏模型匹配,并结合径向基函数插值重建生成特定的三维人脸,提高重建表面的平滑性。在BJUT三维数据库和CAS_PEAL二维数据库上的实验结果表明,与经典方法相比,本文方法能够有效地提高重建精度和速度,重建人脸具有较强真实感。     

深度人脸识别的光照分析

光照是影响人脸识别效果的重要因素,针对当前人脸数据建库技术构建满足光照分析需求的数据库难度较大的问题,开展基于三维人脸模型的深度人脸识别光照分析研究.首先,借助三维人脸模型,根据人脸基图像表示理论提出一种对应任意光照的人脸图像生成方法,用于构建光照分析所需的人脸图像库;然后,利用构建的多光照人脸图像库分析不同光照采样方案对人脸识别模型性能的影响,探索建库所需的最优光照采样方案;最后,借助虚拟数据具有准确光照标注的优势,基于多任务学习框架测试不同光照标注方法对识别网络训练效果的影响,进一步提高深度人脸识别网络对光照变化的鲁棒性.通过在虚拟数据和真实数据上开展的不同光照采样方案及标注方法对人脸识别模型性能影响的实验得出,使用适量基图像光照构建数据库是一种有效的光照采样方案,而准确的光照标注可进一步提升人脸识别率,对应的识别模型在具备极端光照的测试集上的人脸识别率可达98%以上.该研究提高了深度人脸识别模型的性能,为构建人脸图像库的光照采样策略和光照标注方法提供了依据.     

一种改进的三维人脸重建方法

以径向基函数散乱数据插值算法为基础,针对该算法在三维人脸建模中的不足,提出一种改进的算法：在三维人脸建模中,根据特征点和非特征点的不同特性对基函数选择不同的参数值,使通用人脸模型的调整变换更加合理;然后应用二元三次多项式插值方法对特征点局部区域进行二次平滑,避免了畸变模型的产生,最终得到完整的三维人脸模型。实验结果表明,使用该算法构建的三维人脸模型生成速度快,且具有较高的精确度。     

基于合成的通用头部网格模型的表情合成

针对当前通用脸部网格模型的可操控性和逼真性难以同时兼顾的问题,提出了一种新的通用网格模型合成方法,该方法基于Candide-3模型和从建模软件中导出来的模型进行简化得到的模型进行结合来合成通用头部模型.在此模型的基础上合成出六大基本表情,对输入人脸正面照片使用ASM(active shape model)算法自动提取出特征点,利用特征点和径向基函数来调整合成的通用模型得到特定的表情.实验结果显示,该通用网格模型具有良好的操控性,且能完整表示整个头部结构,还能表达六大基本表情和特定表情.     

利用双线性分析的三维人脸表情模拟技术

具有真实感的三维人脸表情合成是计算机应用领域的一个热点问题.提出一种基于双线性分析的三维人脸表情生成方法.在对人脸数据进行分区域统计分析的基础上,建立了表情与身份相独立的双线性统计模型.设计了该模型的肌肉驱动方法,通过肌肉参数来驱动相应表情统计参数变化来生成丰富表情.对于输入的特定二维或三维人脸,利用形变模型(Morphable Model), 可自动实现其模型匹配.实验结果表明,该方法能够模拟各种具有较高真实感的人脸表情.     

基于二维图像的三维人脸建模技术

建立三维人脸模型和表情动画是计算机图形学领域的一个研究热点。文章提出了一种基于二维图像的三维人脸建模方法,首先在给定的人脸的正侧面照片上提取事先定义好的反映人脸特征的特征点信息,与一个一般人脸模型上对应点的信息进行比较和修改,得到反映给定人脸特征的特定人脸模型。最后使用纹理映射技术给特定人脸模型添加纹理信息,形成真实感的虚拟三维人脸模型。     

GPU加速的三维人脸真实表情合成

为了对输入的某用户中性表情的三维人脸合成出尽量接近该用户的、带所指定表情类型的三维人脸,提出一种三维人脸表情并行合成算法.使用基于主测地分析(PGA)和径向基函数(RBF)的学习方法建立人脸真实表情模型,并借助泊松方程变形实现表情的合成;由于采用GPU并行执行,因此能够有效地对三维人脸模型进行表情实时合成,且具有高度可并行计算的特性.在Bu-3DFED数据库上的实验结果表明,使用GPU加速后,文中算法的执行速度是使用普通双核CPU执行速度的13倍,并达到近实时合成的性能.     

基于3×3块梯度图像划分和人脸几何模型的人脸检测

提出一个人脸检测算法,该算法使用3×3块划分的梯度图像和几何人脸模型来进行人脸检测。3×3块划分用来初步检测特定区域中是否有人脸,接下来利用几何人脸模型把人脸检测出来。实验结果表明所提出的人脸检测算法检测结果比较好,并且对于光照并不敏感。     

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。     

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     

基于模型的头部运动估计和面部图像合成

文中讨论一种基于模型的头部运动估计和面部图像合成方法。首先建立了一个基于人脸几何模型的可变形三维面部模型,此模型可根据不同人脸图像特征修正特定人脸模型。为了使特定人脸模型与特定人脸图像相匹配,需根据变形模型修正人脸模型。文中采用自动调整与人机交互相结合的方法实现特定人脸模型匹配。在调整完模型形状之后,应用３个方向的面部图像进行纹理映射生成不同视点方向的面部图像。应用合成面部图像与输入面部图像最佳匹     

Real-time face tracking and recognition using the mobile robots

The terrain is complex and dynamic in a disaster. This paper aimed at constructing a multipose-specific feature model for online face recognition and tracking in a search and rescue operation. This paper proposes an integrated multipose face tracking and recognition system mounted on an unmanned aerial vehicle (UAV). The face model is constructed online by multi-scale block local binary pattern (MB-LBP) for face recognition. The generic and specific face models are further integrated for face tracking. Mechanisms for the online update of face models to retrieve loss of face tracking are also implemented. The results show that the proposed system achieves stable and robust tracking despite uncertainties (e.g. non-rigid human face, face expression changes, different face poses, complex background, varying illumination, partial visual occlusion, and pose changes). The target loss during tracking can be retrieved correctly. In face recognition, the multipose-specific face model can achieve an accuracy (above 70%). The results demonstrate the feasibility of the proof-of-concept using UAV or ground mobile robot (GMR) for real-time face recognition and tracking.     

基于一般人脸模型修改的特定人脸合成技术

目前计算机模拟领域中的人脸合成技术由于其广泛的应用前景得到了越来越多的重视,它可以用于人们语言感知模型研究、虚拟环境、通信技术、辅助教学、医疗研究、电影制作、游戏娱乐等诸多方面。由于在实现中人脸的千差万别,使一般人脸模型的个体化成为人脸合成中的一项关键技术。个体人脸的差异主要表现在不同的面部几何特征和纹理特征两方面。针对这两方面,在已知一般人脸中性模型与一般人脸基本表情模型基础上,根据特定人脸不同     

人脸建模和动画的基本技术

文中讨论了通过人脸的正向和侧面照片构造头部的三维模型,并赋予其简单动画的基本技术,基于此技术,实现了一个交互式人脸建模和动画的工具,详细阐述了在系统实现过程中应用到的人脸几何表示,由一般人脸变化到特定人脸,弹性网格,肌肉模型,关键,帧和表情提取等技术。     

基于二维Gabor小波特征的三维人脸识别算法

分析三维人脸识别技术,提出一种基于Gabor小波特征的三维人脸识别算法。该算法采用二维Gabor小波特征精确且稳定地描述人脸特征,重建三维人脸模型并对其进行模板匹配,对匹配后的三维人脸模型进行线性判别分析。对基于ORL和UMIST两个人脸数据库的实验结果表明,该算法性能优良。     

复杂背景中的人脸检测与定位

基于人类视觉机制,描述了一种由粗到细的复杂背景中的人脸检测方法。其基本思想是首先粗略定出人脸可能存在的区域,然后在可能的区域内进一步细致匹配,以证实人脸的存在并对其进行准确定位。在粗略检测中利用人脸的肤色分布统计模型将人脸从背景中分割出来;在准确定位中联合人脸的肤色分布统计模型、发色分布统计模型以及不同方向的头部模型,用模糊模式匹配的方法进行准确定位。实验结果表明该方法比在复杂背景中直接利用肤色信息检测人脸的方法速度快,准确率高,鲁棒性好。