基于彩色分割和特征定位的实时人脸检测算法

论文提出了一种新的彩色人脸图像实时检测算法。该算法利用皮肤颜色在YCbCr彩色空间的分布特性进行人脸皮肤区域的分割,利用人脸特征在灰度图像灰度映射极小值特性进行人脸特征定位。实验证明该算法对彩色人脸图像的检测有很好效果。     

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。     

NMF与LDA相结合的彩色人脸识别

为了提高彩色人脸识别的性能,提出了一种非负矩阵分解与线性判别分析相结合的彩色人脸识别算法。首先采用非负矩阵分解算法对彩色人脸图像不同颜色通道的信息进行编码,计算彩色人脸图像空间的基图像;然后根据非负矩阵分解计算得到的图像分解系数,融入人脸对象的类别信息,采用线性判别分析算法计算最优的鉴别子空间;最后以彩色人脸图像的投影系数为特征,采用最近邻分类算法进行人脸识别。在CVL和CMUPIE人脸数据库上的实验结果验证了提出的彩色人脸识别算法的正确性和有效性。     

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。     

不需要彩色空间转换的人脸肤色的自动白平衡方法

在多数彩色图像处理的第一步是将RGB空间转换到其他彩色空间，如YCrCb，HIS，YIQ等，然后再进行处理。然而这种变换需要大量的内存空间和计算时间。提出了一种不需要进行彩色空间转换，就可以实现的人脸自动白平衡方法。实验表明此算法效果很好。     

基于人脸检测和CAMSHIFT算法的人脸跟踪系统

针对彩色视频序列,本文提出一种基于检测和彩色直方图的人脸跟踪系统,首先利用Adaboost算法进行快速人脸检测和定位,然后通过Canny滤波获取精确的人脸区域建立肤色直方图模型,在CAMSHIFT算法的基础上运用人脸形态约束,Kalman滤波进行实时的人脸跟踪,实验证明该系统具有较好的实时性并能很好的解决遮挡,类肤色干扰和快速移动的问题.     

真实感人脸的形状与表情空间

提出一种建立三维人脸扫描模型参数空间的算法,其中的模板拟和算法基于能量最小的优化机制,通过非线性优化过程求解模板模型在每个顶点上的位移矢量,使之逼近目标模型.优化目标方程由以下测度组成：距离、平滑度以及人脸特征对应,如特征曲线、边界和特征点对等.使用该算法可用于不同人脸以及不同表情模型之间的对应建立,从而获取一致参数化的人脸形状和表情空间.在文中系统中,三维面部特征曲线通过Canny边检测算法自动获取,这样自动检测获取的特征曲线可用于降低三维形状描述的维数,同时完整的面部几何形状通过径向基函数插值得到.在中性人脸和表情人脸模型上所作的一致参数化为许多应用提供了平台,如形状渐变,纹理迁移和表情迁移.考虑到自动提取的特征曲线和二维线画卡通人脸的相似性,使用迭代优化算法实现二维线画卡通人脸姿态到三维真实人脸模型的迁移.     

一种快速的彩色序列图像人脸检测算法

针对视频中的彩色序列图像，提出了一种人脸检测算法。该算法是一个由粗到精的检测过程。首先采用运动检测分析方法，根据多帧差分图像中运动物体边缘点的水平投影确定目标的水平位置，并结合肤色检测算法进一步确定人脸位置，然后用训练好的支持向量机进行人脸验证。实验结果表明，针对一般的彩色序列图像任意姿态人脸检测问题，该算法快速有效。     

基于改进ASM的三维人脸自动对齐算法

针对传统三维人脸对齐算法需要大量人工操作和数据冗余的不足,提出一种基于改进主动形状模型的三维人脸自动对齐算法。该算法对二维人脸进行快速自动特征定位,根据三维人脸柱面展开的二维纹理图进行自动特征定位并分片。采用基于平面模板的重采样算法,自动实现三维人脸顶点稠密对齐。实验结果表明,该算法在提高运算速率的同时,得到的归一化结果与原始数据仍能保持99%形状相似度。     

基于几何活动轮廓模型初始轮廓自动分割方法的研究

提出一种几何活动轮廓模型初始轮廓自动分割的方法。此方法综合利用了分水岭算法以及几何活动轮廓模型算法,通过利用人脸的肤色特征、结构特征等逐级判别原理,从而实现了自动分割的目的。实验结果表明,采用此方法很好地实现了目标对象轮廓的自动分割,基本可达到与人工干预相近的效果。此方法同样可以广泛应用干人脸检测、图像自动分割、视频监控系统等领域。     

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。     

Example-Based Rendering of Eye Movements

This paper describes a model for example-based, photo-realistic rendering of eye movements in 3D facial animation. Based on 3D scans of a face with different gaze directions, the model captures the motion of the eyeball along with the deformation of the eyelids and the surrounding skin. These deformations are represented in a 3D morphable model.
Unlike the standard procedure in facial animation, the eyeball is not modeled as a rotating 3D sphere located behind the skin surface. Instead, the visible region of the eyeball is part of a continuous face mesh, and displacements of the iris as well as occlusions by the lids are modeled in a texture mapping approach. The algorithm avoids artifacts that are widely encountered in 3D facial animation, and it presents a new concept of handling occlusions and discontinuities in morphing algorithms.     

一种基于IFS的二维真彩分形变形方法

提出了一种由迭代函数系统(IFS)所描述的二维真彩分形变形的新方法。首先建立二维真彩IFS分形模型,然后通过仿射变换的对应、规范化、匹配及插值实现了变形过程。实验结果表明:分形吸引子形状颜色过渡自然,这为分形的生成与动画提供了新的有效途径。     

Animating expressive faces across languages

This paper describes a morphing-based audio driven facial animation system. Based on an incoming audio stream, a face image is animated with full lip synchronization and synthesized expressions. A novel scheme to implement a language independent system for audio-driven facial animation given a speech recognition system for just one language, in our case, English, is presented. The method presented here can also be used for text to audio-visual speech synthesis. Visemes in new expressions are synthesized to be able to generate animations with different facial expressions. An animation sequence using optical flow between visemes is constructed, given an incoming audio stream and still pictures of a face representing different visemes. The presented techniques give improved lip synchronization and naturalness to the animated video.     

可调度的小波网格变形

三维网格模型的Morphing是计算机动画研究的重要内容,利用频谱工具控制变形成份出现的次序是对变形路径进行控制的有效方法之一。但在三维网格模型上无法直接进行频谱分析,使得该技术一直无法在网格模型的Morphing中发挥作用。论文在数字几何处理框架的基础上,提出了利用小波分析进行可控网格变形的新方法。针对变形研究和数字几何处理中的关键问题——特征点对齐和采样,分别提出了基于Harmonic映射的参数化网格warping的特征对齐方法以及新型的自适应采样方法。实验表明,该方法稳定可靠,计算量适中,变形结果更为丰富。     

一种快速鲁棒的唇部建模方法研究与实现

快速提取完整的嘴唇外形是计算机人脸动画和语音动画的首要任务之一,模仿真实感的嘴唇,建立逼真的唇部模型是该文的主要目的。文中主要采用Red Exclusion与Cr色调分离相结合的唇部检测方法。该方法首先利用肤色模型快速准确确定出人脸区域及嘴唇检测区域,然后在RGB空间采用红色排除法,在已有的唇部区域中只考虑绿色和蓝色光谱将唇部从背景图像中分割出来。最后利用此法得到的唇部信息与变形模板方法相结合建立唇部模型。该算法对近百幅人脸图片进行嘴部提取实验,结果令人满意。该方法能够快速检测出完整的嘴唇外形,建立较好的唇部模型,为人脸动画提供唇部素材及唇部模型。     

二维物体变形技术现状与发展

二维物体变形技术在计算机动画、工业造型设计、科学计算可视化、电影特技等领域有着广泛的应用,具有十分重要的意义。近年来,有许多研究者提出了一些效果不错的算法,文中对这些算法进行了分析,对二维物体变形技术做了较全面的综述,探讨了现有二维物体变形技术中需要改进的关键问题,并给出了变形技术在未来的发展方向。     

一种图像morphing效果的客观度量方法

给出了评价图像morphing效果的新方法。该方法分两步:首先,计算中间帧之间的相似度,由这些相似度值生成一条曲线;然后,在图像计算机动画领域首次提出图像morphing真实感度的概念(IMRD)。它通过计算曲线与坐标轴、曲线插值点处的曲率和其它一些衡量标准得到。试验表明,IMRD是一有效的度量图像morphing效果的客观方法,也是一种强有力的计算机动画的自动分析工具。     

3D动画技术在移动平台上的研究与实现

本文介绍了移动3D技术的发展，简要介绍了关键帧动画、变形动画、骨骼蒙皮动画三种动画的原理，详细分析了M3G平台上的动画实现原理和实现方法，并给出了M3G平台动画实现的一个例子。