基于子空間學(xué)習(xí)的三維人臉及表情建模.pdf

1、人臉在人類日常交流中起著最直接的信息傳達(dá)功能,利用計(jì)算機(jī)合成真實(shí)感人臉表情不斷吸引著眾多的研究者。而二維人臉容易受光照、膚色等影響,因此三維人臉的建模對(duì)于實(shí)際的人臉應(yīng)用具有重要作用。由于表示人臉的數(shù)據(jù)維度極高,直接對(duì)其操作不僅耗時(shí),且未能準(zhǔn)確表達(dá)人臉特征。因此,本文基于子空間學(xué)習(xí)方法,對(duì)人臉降維,提取其本質(zhì)特征,從而完成三維人臉及其表情的建模。
　　 直接通過(guò)三維掃描儀建模三維人臉,可達(dá)到較高精度,然而設(shè)備昂貴。目前廣泛采用的方

2、法是根據(jù)單張二維人臉圖片生成相應(yīng)的三維人臉。本文利用一組包含成對(duì)的二維和三維人臉的訓(xùn)練集合,訓(xùn)練得到一個(gè)聯(lián)合徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)模型,從而通過(guò)此模型將二維人臉變換為三維人臉。聯(lián)合徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)能夠挖掘出:1)三維人臉以及二維人臉的本質(zhì)特征;2)三維人臉及其本質(zhì)特征向量的一一映射關(guān)系;3)二維人臉及其本質(zhì)特征向量的一一映射關(guān)系。由于一張人臉能夠被其鄰居所表示,我們假設(shè)一個(gè)體的二維人臉與其鄰居的關(guān)系等同于該個(gè)體的三維人臉與其鄰居的關(guān)系。因此,在徑

3、向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到的子空間中,計(jì)算出給定的二維人臉被其鄰居線性表示的系數(shù),通過(guò)此系數(shù)重構(gòu)出相應(yīng)的三維人臉的本質(zhì)特征向量,最后再由學(xué)習(xí)到的映射函數(shù),得到原始高維空間的三維人臉。
　　 三維人臉表情合成是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)領(lǐng)域中一項(xiàng)重要而有挑戰(zhàn)性的工作。針對(duì)人臉表情數(shù)據(jù)的非線性分布特性,提出一種新的基于非線性聯(lián)合學(xué)習(xí)的三維人臉表情合成方法。首先,通過(guò)無(wú)監(jiān)督回歸,將具有相同屬性的三維人臉映射到相同的低維表達(dá);其次,基于三維人臉的低維表達(dá),對(duì)其