特定人脸模型编辑系统中纹理映射技术探讨

在真实感的人脸动画系统中,纹理贴图技术是其中一个很重要的环节,它直接关系到系统的逼真度和动画的效果。提出特定人脸模型的纹理映射的技术,用圆柱投影把人脸单独3幅渲染图展开成3幅新的视图,再用多分辨率技术把这3幅新的贴图进行无缝拼接,以得到全视角无缝贴图,最后用该无缝贴图对特定人脸模型进行渲染。实验表明,该方法所得到的人脸纹理贴图非常逼真。     

Personalized Multi-View Face Animation with Lifelike Textures

Realistic personalized face animation mainly depends on a picture-perfect appearance and natural head rotation. This paper describes a face model for generation of novel view facial textures with various realistic expressions and poses. The model is achieved from corpora of a talking person using machine learning techniques. In face modeling, the facial texture variation is expressed by a multiview facial texture space model, with the facial shape variation represented by a compact 3-D point distribution model (PDM). The facial texture space and the shape space are connected by bridging 2-D mesh structures. Levenberg-Marquardt optimization is employed for fine model fitting. Animation trajectory is trained for smooth and continuous image sequences. The test results show that this approach can achieve a vivid talking face sequence in various views. Moreover, the animation complexity is significantly reduced by the vector representation.     

一种个性化人脸游戏引擎设计

个性化人脸在游戏人物造型技术中的地位变得越来越重要.设计一种基于照片的个性化人脸游戏引擎.在定义一种面向游戏且能有效支持个性化变形和实时显示的三维中性人脸模型数据结构基础上,使用径向基函数插值方法变形中性人脸模型到特定人脸模型.同时给出了一种基于特征约束的连续多分辨率快速纹理映射方法.实验表明,使用引擎绘制的个性化人脸,满足游戏中人物造型所必须平衡的精确性和效率两方面的要求.     

特定人的三维人脸模型生成与应用

计算机三维人脸对象的应用范围包括虚拟现实，辅助教学，远程会议，人机交互，游戏娱乐，电影制作等诸多方面，提出利用区域差值法的算法实现基于两幅人脸图像生成具有特定人特征的三维人脸模型，并在生成特定人三维人脸模型的基础上实现了基于MPEG－4的特定人的人脸动画功能，实验取得了良好的效果。     

脸部表情动画的实现

用计算机动画技术合成人的面部表情动画是人体动画研究的一个重点。本文分析了人脸的生理结构组成和脸部表情与表情单元形变之间的关系，研究了包括局部变形箱变形、线性局部变形和密度球收缩和舒张变形在内的三种面部肌肉变形方法，在此基础上，提出了一个基于复合多组局部变形操作的脸部表情动画的模拟算法。通过调相关整表情单元的形变因子一时间参数曲线，有效地控制了脸部表情的动画过程，从而实现了脸部表情动画。     

基于多视角照片的人脸建模和动画

实现了一个交互式人脸建模和动画的工具，用户可从多幅不同视角的照片构造出头部的三维模型，并在此模型的基础上实现了一些人脸表情。并详尽地介绍了线性弹性模型和肌肉模型的理论和构造以及纹理贴图等技术。     

基于真实感三维头重建的人脸替换

传统的人脸替换技术需要输入的源图像中的人脸与待替换的目标图像中的人脸姿态相似,这限制了人脸替换技术的应用。该文提出一种基于特定三维头模型重建的人脸替换技术。首先,利用替换者的2张正交图像(1张正面图像和1张侧面图像)进行三维头重建。整个三维头重建过程分为人脸图像配准、特征点匹配、标准三维头形变和纹理贴图4个部分。形变部分利用了径向基函数对标准三维头进行形变以获得最终的特定三维头模型。通过建立替换者的真实感三维头模型,渲染出与任意目标图像姿态相一致的人脸图像。为了让渲染后的人脸图像与目标图像进行无缝纹理融合,还进行了色彩传递和基于多分辨率技术的边界融合。用此方法可将故事书中的任意角色替换成用户,以此提供个性化的图书。     

一种基于MPEG-4的三维人脸表情动画算法

面向模型基人脸视频编解码领域,提出了一种基于MPEG-4的三维人脸表情动画算法.首先对编码端发送视频的首帧图像,利用Adaboost+Camshift+AAM(active appearance model算法检测人脸和定位特征点,接着特定化一个简洁人脸通用网格模型得到FDP(facial definition parameter);对于得到的FDP,解码端先用其特定化一个精细人脸通用网格模型,然后基于肌肉模型和参数模型相结合的方式来生成人脸表情动画,同时对人脸功能区进行划分.实验表明,该算法在FAP(facial animation parameter)流的驱动下可以生成真实感较强的三维人脸表情动画.     

Video-based facial animation with detailed appearance texture

Facial shape transformation described by facial animation parameters (FAPs) involves the dynamic movement or deformation of eyes, brows, mouth, and lips, while detailed facial appearance concerns the facial textures such as creases, wrinkles, etc. Video-based facial animation exhibits not only facial shape transformation but also detailed appearance updates. In this paper, a novel algorithm for effectively extracting FAPs from video is proposed. Our system adopts the ICA-enforced direct appearance model (DAM) to track faces from video sequences; and then, FAPs are extracted from every frame of the video based on an extended model of Wincandidate 3.1. Facial appearance details are transformed from each frame by mapping an expression ratio image to the original image. We adopt wavelet to synthesize expressive details by combining the low-frequency signals of the original face and high-frequency signals of the expressive face from each frame of the video. Experimental results show that our proposed algorithm is suitable for reproducing realistic, expressive facial animations.     

基于核函数因素分解模型的表情合成与识别

人脸图像合成是新一代人机交互中的重要技术。传统的三维模型加生理模型的方法可以生成真实的人脸表情图像,但是其中的计算复杂度很高。该文提出了一种基于样本的方法,将不同的人和不同的表情看作影响人脸表情图像的两种变化因素,利用因素分解模型巧妙地进行人脸表情图像合成。同时,分析了因素分解模型获得的身份子空间和表情子空间的特点,提出了一种在子空间中利用余弦距离进行身份和表情识别的新思路。从实验结果来看,这里提出的方法可以仅利用一张训练集内、外的人脸图像合成出该人在不同表情下逼真的脸部表情图像,同时可以合成库内的人在新表情下的表情图像。     

基于改进AAM的人脸特征点提取

提出了具有鲁棒性的基于局部二值模式LBP纹理提取人脸特征点的主动外观模型AAM算法（LBP-AAM）.首先建立3种人脸模型实例（正面,左转及右转人脸模型）;然后应用LBP判断和预测测试图片的旋转类型,依据预测结果选择合理的模型实例去匹配;最后提取出人脸特征点.实验结果证明本方法比传统的AAM方法在精度上提高了27%,效率上提高了9%.     

用于面部虚拟整形的三维人脸重建系统设计

为解决面部整形手术成功率低的问题,设计了用于面部虚拟整形的三维面部重建系统。该系统首先利用高精度深度相机采集人脸多角度深度图像,将每幅深度图像分别转换为对应点云模型并进行去噪预处理。接着,将正面点云和侧面点云进行粗匹配实现点云拼接,并提出一种改进的精配准算法进行精配准,得到目标人脸三维点云模型。对点云模型网格化处理后,提出一种基于半边结构的细分算法来提高重建模形精度,最后完成贴图即可构建人脸模型。为了验证所设计系统的重建精度,设计了对比实验。结果表明:系统重构人脸与其他重建系统相比,提高了人脸精度,且与真实人脸间差距小于2 mm,可以将其应用于面部虚拟整形,从而对专业医师提供术前指导,提高手术成功率。     

基于照片的人脸三维建模

研究由一张正面照片和一张侧面照片合成头部三维模型的自动方法。从照片中提取面部特征点后,修改基本模型生成特定人的面部三维模型。从两张照片可以合成任意角度视图,纹理映射后可以获得较好的三维效果。     

融合主动外观模型与局部二元模式的人脸识别

提出一种新的人脸识别算法.首先,利用主动外观模型(active appearance model,AAM)提取人脸五官特征点,进而获得人脸区域的全局纹理特征;然后对人脸区域中的若干个局部子块进行加权局部二元模式(local binary pattern,LBP)的特征组合;接着分别对这两类特征进行最近邻法则匹配;最后,采用基于模糊综合的原理对这两大类特征进行数据融合,给出最终识别结果.实验表明该算法的有效性,能够很好地结合人脸图像全局和局部的互补信息,识别效果优于各单一模块的分类性能.     

基于优化CANDIDE模型的人脸动画

使用CANDIDE模型,实现模型与照片人脸的快速自动匹配.在模型与人脸初步匹配后,对模型局部进行网格优化,提高了模型的表征力同时并不影响匹配速度.用基于薄板样条插值方法（TPS）的网格形变取代传统的移动网格结点的动画方法,有效提高了动画的真实感.实验结果显示,自动模型匹配让动画角色的更换工作变得快速易行,优化的网格形变产生的动画更加生动、自然.     

基于单幅图像的人脸三维建模研究

由于人脸三维模型在三维动画、计算机游戏、视频会议、医学手术以及生物教学等许多领域都有着广泛的应用价值,使得越来越多的研究人员开始思考获取人脸三维模型的有效途径。文中先采用AdaBoost算法进行人脸检测,判断输入图像中是否含有人脸;接着,采用ASM模型对合有人脸的图像进行特征点提取;最后依据从图像中提取的特征点等信息对初始模型进行调整,实现了一种基于单幅图像的建模方法。     

一种基于LNMF像素模式纹理特征的表情识别

采用一种基于像素模式纹理特征(PPBTF)的人脸特征表示方法对人脸图像进行了特征提取.首先,将原始的灰度图像转化成能够表征纹理信息的模式图,并且通过在特征窗内统计每一模式的像素个数得到其中心像素的特征矢量,然后将由局部非负矩阵分解(LNMF)得到的基本方程作为模板进行模式匹配.同时,将Adaboost和SVM结合起来,用做表情识别的分类器.最后,通过基于Cohn-Kanade数据库的实验证明了以LNMF基函数作为模板的PPBTF对表情识别具有较高的判别能力,并由基于PIE图像库等其他图像库的实验进一步验证了PPBTF对光照不敏感的特性,充分说明所提出的人脸表征方法的有效性和鲁棒性.     

基于MPEG-4的细微表情转换方法

介绍了基于MPE-4标准的人脸动画工作原理,并提出了一种构造人脸动画定义表的方法。首先对照人脸定义参数（Facial Definition Parameter,FDP）选取一些特征点,然后用人脸动画参数（Facial Animation Parameter,FAP）驱动人脸动画。最后通过结合局部表情比例图（Partial Expression RatioImage,PERI）,实现了具有细微表情特征的真实感人脸动画。     

基于多特征集成分类器的人脸表情识别

提出基于多特征集成分类器的人脸表情识别新算法。新算法首先对预处理后的人脸表情图像通过3种不同的特征提取方法来提取不同类型的表情特征,然后对不同特征构造不同的分类器,最后构造一个基于神经网络的集成分类器模型,对这3个分类器的输出进行决策融合,从而实现人脸表情的最终识别。在JAFFE人脸表情数据库中的试验结果表明,所提算法的识别效果优于单个特征和单一的分类器。     

基于Viola-Jones算法的实时人物表情动画的制作

结合计算机图像制作技术,人物表情动画制作有了更先进的方式。本次采用Viola-Jones算法对人脸表情进行实验检测,根据算法实验结果提出表情动画制作的最佳方式。