[发明专利]基于单张人脸图像自动合成三维表情的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉与计算机图形学相关领域，特别涉及一种基于单张人脸图像自动合成三维表情的方法及装置。

背景技术

三维人脸表情合成是应用于诸多领域的计算机图形学技术，包括电影游戏、人机交互和人脸识别等。而从单幅图像中合成三维人脸表情则是计算机视觉与计算机图形学技术的结合。其目的是从一副包含人脸的图像中提取人脸信息，然后合成出图像中人脸的各种三维表情。

已有的人脸表情合成方法大多数是基于人脸参数标准的方法，使用的是MPEG-4人脸动画标准（参见Raouzaiou,Amaryllis and Tsapatsoulis,Nicolas and Karpouzis,Kostas and Kollias,Stefanos.Parameterized facial expression synthesis based on MPEG-4.EURASIP Journal on Applied Signal Processing,vol.2002,1,1021-1038,2002.）或者面部动作编码系统（Facial Action Coding System.FACS）（参见Roesch,Etienne B and Tamarit,Lucas and Reveret,Lionel and Grandjean,Didier and Sander,David and Scherer,Klaus R.FACSGen:A tool to synthesize emotional facial expressions through systematic manipulation of facial action units.Journal of Nonverbal Behavior,vol.35,1,pp.1-16,2011.）。在这些标准的基础之上为人脸模型设计特征与运动单元，根据参数来调整人脸模型以合成三维表情。

已有的基于单幅图像的表情合成技术大多是二维的表情合成，合成的人脸表情缺乏真实感，也不能进行三维多姿态观察；而三维的表情合成技术往往需要一个人脸的多幅输入图像（参见Fr′ed′eric Pighin,Jamie Hecker,Dani Lischinski,Richard Szeliski,and David HSalesin.Synthesizing realistic facial expressions from photographs.In ACMSIGGRAPH2006Courses,page19.ACM,2006.），或者输入图像中的人脸特征选取需要人工操作（Fr′ed′eric Pighin,Jamie Hecker,Dani Lischinski,Richard Szeliski,and David HSalesin.Synthesizing realistic facial expressions from photographs.In ACMSIGGRAPH2006Courses,page19.ACM,2006.）等；已有的人脸面部区域划分的方法也大多数是手工完成的（参见Qingshan Zhang,Zicheng Liu,Gaining Quo,Demetri Terzopoulos,and Heung-Yeung Shum.Geometry-driven photorealistic facial expression synthesis.Visualizationand Computer Graphics,IEEE Transactions on,12(1):48–60,2006.）。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出了一种自动的由单幅图像合成三维人脸表情的方法和装置，其中无需人工标注图像中的人脸特征点，并且实现自动的人脸区域划分，有助于系统合成更加灵活丰富的人脸表情。