一、人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)（论文文献综述）
许磊,黎智辉,王俊娟,谢兰迟,张宁,王永强,郭晶晶[1]（2015）在《高精度三维人脸图像数据库》文中研究指明3D人脸图像数据库广泛应用于计算机视觉、动画绘图设计、医学等很多领域。在法庭科学领域,采集三维人脸图像并建立数据库,可进行人像特征分类、统计人像特征的分布以及训练人像模型,这些分析是人像比对和识别的基础。与传统的二维数据库相比,三维（3D）人脸图像库能够提供更多信息,例如,三维人脸图像的空间结构和形状包含多视角轮廓。3D人脸图像采集方法包含多视角几何信息的方法、结构光的方法和3D扫描仪的方法,这些方法有不同的采集设备和环境。国内外已经建立了几个有代表性的3D人脸图像数据库,例如MPI实验室的MPI和BJUT的BJUT-3D,但这些库在分辨率和精度方面尚有不足。本文首先回顾了MPI、BJUT-3D数据库和它们的采集环境,然后对建立中国人的高精度3D人脸图像数据库进行探索研究。用彩色手持三维扫描仪（Artec Spider）采集了1100个3D人脸图像,这些图像包含彩色纹理和深度信息（几何形状和点云）,每个人脸图像的几何形状的采样点数目超过2000万,三角面片数目超过4000万。与BJUT-3D人脸数据库在人脸形状、分辨率和纹理等方面的比较结果显示,本研究采集的人脸图像有更高的精度,在嘴巴、鼻子、眼睛等方面比其他数据库中的人脸图像显示了更多的细节。建立的数据库将会支持在3D人像识别和算法评估方面的进一步工作。
龚勋[2]（2008）在《基于单张二维图片的三维人脸建模》文中指出人脸是人类日常情感表达和交流最重要、最直接的载体。通过计算机生成具有真实感的三维人脸拥有广阔的应用前景,是近年来计算机图形学、计算机视觉、人工智能等领域中最具挑战性的问题之一。人类视觉系统在识别二维图像的过程中,往往先根据平面图像还原出图像的三维立体信息,人类天生具备从单张平面照片进行三维信息恢复的能力。模拟人类的这一图像认知过程,研究基于单张平面图像的人脸三维建模技术,是当前认知计算中的一个重要问题。利用三维扫描仪获取三维形状数据和纹理信息是一种直接的人脸建模方法,通常具有较高的精度,但是存在硬件设备造价高、不灵活等不足,一般只适用于某些特殊场合;当前的研究热点主要集中在根据图像和视频序列进行人脸重建,现有基于多张图像的方法普遍存在特征点匹配复杂、效率低等不足。根据单张人脸照片上的少量特征点能够快速、自动地实现特定人脸的建模,是目前三维人脸建模研究中一个极具潜力的研究方向。然而,如何充分地利用少量的信息重建出真实感好的人脸模型是其面临的主要挑战。本论文以统计学为工具,通过建立人脸统计模型,利用人脸结构先验知识对三维人脸形状的建模进行约束,从而实现了以单张照片上少量特征点为基础的三维人脸建模。针对基于单张照片的三维人脸重建问题,本文的主要研究内容包括:创建标准化的三维人脸库,并以此建立人脸类的统计模型;研究高效的基于特征点的变形算法和人脸建模方案;探索基于三维人脸的应用研究。取得如下研究成果:1)提出一个基于平面模板的重采样算法,解决了三维人脸稠密点的自动对应问题,实现了人脸库的标准化。建立标准化的三维人脸数据库是建立人脸统计模型、人脸建模和人脸动画等方面研究的基础性工作。本文在网格重采样方法的启发下,提出一种基于平面模板的方法,可以自动地实现三维人脸间的对应,克服了传统方法对应效果差、手工操作复杂等不足。实验结果表明,经本文算法标准化处理后的人脸库具有较好的对应效果,为建立人脸形状统计模型进行三维人脸建模奠定了基础。（第2章）2)针对单张平面图片,提出基于人脸二维特征点的三维形变算法。（?）提出一个全局形变算法——基于动态成分的形变模型（DynamicComponent based Deformation Model,DCDM）,通过筛选对建模最有效的主成分,提高了形变算法的精度和稳定性。传统基于主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）的形变算法通常选择具有较大特征值的部分主成分构成特征矩阵,这种选择方式会引入不相关信息或者丢失有用信息,为后续建模带来误差。本文提出一个筛选策略,采用t检验对每个主成分进行是否线性相关的显着性检验,选择与当前特定人脸最相关的成分来构成特征矩阵,实验表明DCDM提高了建模的稳定性并降低了建模误差;（第3.3节）（?）提出一个基于先验知识的局部形变算法——基于Sibson坐标的加权LFA形变（Sibson Weighted Local Feature Analysis,SWLFA）算法,通过计算权值增强了LFA算法的局部性,使之能够根据少量控制点生成真实感较好的人脸形状曲面。针对全局形变算法重建出的人脸形状个性特征不突出的问题,将Sibson坐标用于局部特征分析,实现了基于人脸形状结构知识的局部形变,SWLFA算法以Sibson坐标为权值,既能够避免控制点之间的干扰,具备较强的局部性,又能充分地利用人脸形状的先验信息,保证较为真实的建模效果。（第3.4节）3)提出两步人脸建模（Two-Step Face Modeling,TSFM）方案,通过对三维人脸库知识的学习,实现了对单张图片上人脸特征点的深度估计,提高了形变算法在三维人脸深度方向（Z轴）上的重建精度。由于单张照片上的人脸特征点的深度信息未知,仅通过形变算法的改进对建模精度的提高有限。本文探讨了特征点深度估计的三种方法,指出本文提出的基于稀疏线性模型的优化算法能够相对准确、稳定地估计出二维特征点的深度信息。实验结果表明,将深度估计值应用于形变算法,可以提高人脸的重建精度。另外,TSFM不仅适用于基于统计模型的形变算法,还能改善其它插值算法在深度方向上的建模性能。（第4.2节）4)以重建的三维人脸模型为基础,解决了光照估计和姿态估计问题,并进行了三维人脸动画的研究。（?）通过建立三维中性人脸与输入人脸图像顶点的对应关系,估计人脸图像上每个像素的法向量,并采用球面谐波模型实现任意光照条件下单张照片人脸的光照估计和补偿。实验结果表明,人脸图像经光照补偿后能够明显提高人脸识别率;（第5.2节）（?）根据三维人脸模型与输入照片上人脸特征点之间的对应关系,采用线性回归实现了输入照片的人脸姿态角估计。实验结果表明,相对已有算法,该算法能够提高单轴、多轴偏转角度的估计精度;（第5.3节）（?）采用一个三层运动控制方案,实现在特征点、器官和表情合成三个层次上的控制,并开发了一套人脸表情动画系统。运动控制采用了MPEG4标准,具有自动化程度高、通用性强的特点。实验结果表明,本系统能够生成逼真的三维人脸表情动画。（第6章）
宋明黎,王慧琼,陈纯[3]（2008）在《基于拉普拉斯微分的脸部细节迁移》文中指出为了实现对脸部细节的移植,首先根据脸部特征点的对应关系,分别提出了全局和局部的拉普拉斯人脸细节迁移模型,提取样本图像的细节特征,并将其应用到目标图像上;然后给出人脸皮肤颜色迁移模型,并提出了一个用于解决发型替换过程中边界融合的局部影响图方法,使得对整个人脸细节变换的模拟更为全面和真实.实验结果表明:局部拉普拉斯方法效果更为真实自然,同时也证明文中提出的方法是灵活和有效的.
付昀,郑南宁[4]（2005）在《线性人脸对象类模型的匹配提升技术》文中研究说明针对真实感人脸模型匹配的细节控制和稳健创建问题 ,提出了线性人脸对象类模型的匹配提升技术。基于非统一抽样 （NUS）的动态高斯金字塔分析 （DGPA）方法 ,结合不等概率抽样和整群抽样策略 ,自适应地动态调整每级高斯金字塔图像的抽样分布 ,利用最优化算法由粗到精的计算全局近似最优解 ,获得精确的模型匹配。动态调节整群区域边界并利用再抽样率调节抽样密度 ,可以有效控制人像模型的细节表达效果 ,提高模型创建的稳健性。随机梯度下降的线性相关性扰动 （CD -SGD）和学习率自适应 （ALR）技术 ,提高了模型匹配的准确性和收敛速度。以MPI和AI&R人像库为测试样本 ,主观与客观评价的实验结果验证了该模型匹配提升技术的有效性。
郑南宁,付昀,张婷,卓峰[5]（2003）在《人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(上)》文中进行了进一步梳理人脸表情变换、年龄变换和非完整信息重构是计算机视觉与图像处理领域的重要研究内容 .该文研究了基于线性统计学模型的真实感人像变换和处理技术 .应用对人像形状与纹理的矢量化表达 ,并结合Lambertian表面比率图理论 ,提出了基于稠密特征对应的人脸复杂表情的合成与克隆算法 ;根据人像平均化最美的生理学理论 ,提出了基于平均脸的人像年轻化变换算法 ,以及基于衰老纹理映射和差异性理论的人像衰老化变换算法 .以MPI高加索人像和AIAR东方人像库数据为测试样本的实验结果 ,验证了人像表情合成、衰老化与年轻化算法的有效性 .
付昀,郑南宁,张婷[6]（2003）在《人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)》文中研究说明非完整视点信息的重构技术可以利用少量的对象视点信息 ,结合统计学的理论方法对缺失视点信息进行预测和恢复 .该文探讨了从单幅 2D人像恢复其它视点图像并重构 3D形态效果的技术 ,提出了非完整人像视点续变的技术框架 ,通过大视点数据库的离线创建 ,单视点输入的模型匹配 ,以及大视点空间映射与连续视点重建三个模块 ,从单视点合成连续的多视点图像 .该技术以尽量少的人像 2D信息获得高真实度的 3D效果 ,绕过了 3D模型重构 ,可恢复出未知人脸表面的纹理信息 .最后结合AIAR人像库的实际建库经验 ,讨论了人像数据的采集技术和分类方法 ,提出了在有限拍摄条件下的人像库建立方法与建库实例
二、人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)（论文提纲范文）
（1）高精度三维人脸图像数据库（论文提纲范文）
| 1采集三维人脸数据的常用设备和方法 |
| 2国内外比较典型的三维人脸库 |
| 3高精度三维人脸数据的扫描 |
| 4与其他三维人脸图像数据的比较 |
| 5对采集的三维人脸数据的后处理 |
（2）基于单张二维图片的三维人脸建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 三维人脸建模的研究现状 |
| 1.2.1 基于几何数据的人脸建模 |
| 1.2.2 基于图像的人脸建模 |
| 1.2.3 人脸动画驱动模型分类 |
| 1.3 面临的挑战及关键问题 |
| 1.4 本文研究内容及结构组织 |
| 1.4.1 研究内容及主要贡献 |
| 1.4.2 组织结构 |
| 第2章 三维人脸库的标准化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维人脸区域分块 |
| 2.2.1 人脸特征区域定位 |
| 2.2.2 人脸分割 |
| 2.3 基于平面模板的网格重建 |
| 2.3.1 平面模板 |
| 2.3.2 重采样及网格重建 |
| 2.4 实验结果及分析 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 基于特征点的形变算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人脸形状统计模型 |
| 3.3 基于动态成分的形变模型 |
| 3.3.1 形状系数的优化求解 |
| 3.3.2 主成分的动态选择 |
| 3.4 基于Sibson坐标的局部特征分析 |
| 3.4.1 局部特征分析理论基础 |
| 3.4.2 基于LFA的局部形变模型 |
| 3.4.3 双重形变模型 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 3.5.1 误差评估函数 |
| 3.5.2 形变算法精度测试 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 基于两步人脸建模方案的三维人脸重建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两步人脸建模方案 |
| 4.2.1 基本思路 |
| 4.2.2 特征点深度值估计 |
| 4.3 基于正面人脸照片的纹理映射 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.4.1 特征点估计值的精度测试 |
| 4.4.2 两步建模方案的建模精度测试 |
| 4.4.3 基于真实照片的三维人脸重建 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于三维人脸模型的人脸图像光照和姿态估计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于中性人脸球面谐波模型的光照估计及补偿 |
| 5.2.1 球面谐波理论 |
| 5.2.2 光照估计 |
| 5.2.3 光照补偿 |
| 5.3 基于线性回归的人脸姿态估计 |
| 5.3.1 基于特征点对的线性回归模型 |
| 5.3.2 姿态角度 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.4.1 光照估计实验 |
| 5.4.2 姿态估计实验 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 基于三层运动控制模型的三维人脸动画 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于平面模板的功能区划分 |
| 6.3 三层运动控制模型 |
| 6.3.1 基于单个点的运动控制 |
| 6.3.2 基于器官的运动控制 |
| 6.3.3 表情动画控制 |
| 6.4 一个三维人脸动画系统 |
| 6.4.1 系统框架 |
| 6.4.2 系统功能及特色 |
| 6.4.3 系统界面 |
| 6.5 实验结果及分析 |
| 6.6 小结 |
| 总结与展望 |
| 1 本文工作总结及创新点 |
| 2 进一步研究工作与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 读博期间论文发表情况 |
| 读博期间参与的科研项目 |
| 读博期间申请的专利 |
（3）基于拉普拉斯微分的脸部细节迁移（论文提纲范文）
| 1 拉普拉斯细节迁移模型 |
| 1.1 全局拉普拉斯细节迁移模型 |
| 1.2 局部拉普拉斯细节迁移模型 |
| 1.3 基于拉普拉斯微分的人脸细节迁移模型 |
| 2 肤色调整和发型模板 |
| 2.1 肤色调整 |
| 2.2 发型模板 |
| 3 算法实现 |
| 4 实验和结果分析 |
| 5 总结和展望 |
（4）线性人脸对象类模型的匹配提升技术（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 线性人脸对象类模型及模型匹配 |
| 2.1 人像对准模型 |
| 2.2 线性对象类模型 |
| 3 模型匹配提升 |
| 3.1 随机梯度下降及线性相关性扰动 |
| 3.2 学习率自适应 |
| 3.3 非统一抽样 |
| 3.4 动态高斯金字塔分析 |
| 4 实验与分析 |
| 4.1 人脸图像实验样本 |
| 4.2 实验1 人像对准及线特征控制 |
| 4.3 实验2 线性相关性扰动下的随机梯度下降 |
| 4.4 实验3 非统一抽样与动态高斯金字塔分析 |
| 5 应用 |
| 6 结论 |
（5）人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(上)（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 人像处理的原理与技术 |
| 2.1 人脸建模 |
| 2.2 人像表情变换 |
| 2.3 人像年龄变换 |
| 3 基于稠密特征对应的表情与年龄变换技术 |
| 3.1 人像预变换、对准与表达 |
| 3.2 基于稠密特征对应的人脸表情合成与克隆 |
| 3.3 基于平均脸的人像年轻化与衰老化 |
| 4 实验结果与分析 |
| 5 结论 |
四、人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)（论文参考文献）
- [1]高精度三维人脸图像数据库[J]. 许磊,黎智辉,王俊娟,谢兰迟,张宁,王永强,郭晶晶. 刑事技术, 2015(02)
- [2]基于单张二维图片的三维人脸建模[D]. 龚勋. 西南交通大学, 2008(06)
- [3]基于拉普拉斯微分的脸部细节迁移[J]. 宋明黎,王慧琼,陈纯. 计算机辅助设计与图形学学报, 2008(01)
- [4]线性人脸对象类模型的匹配提升技术[J]. 付昀,郑南宁. 中国工程科学, 2005(02)
- [5]人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(上)[J]. 郑南宁,付昀,张婷,卓峰. 电子学报, 2003(S1)
- [6]人脸的表情与年龄变换和非完整信息的重构技术(下)[J]. 付昀,郑南宁,张婷. 电子学报, 2003(S1)