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從迪斯尼的面部精度修正技術(shù)分析世紀(jì)晟三維臉膜重建方法

 昵稱58081635 2018-07-24

為了讓電影或游戲角色、動(dòng)畫人物的面部表情更符合真人面部表情,電影公司通常需要大量記錄某個(gè)演員在多種狀態(tài)下的面部表情數(shù)據(jù)。而迪士尼研究中心,利用小樣本數(shù)據(jù)綜合生成訓(xùn)練系統(tǒng)需要的大量數(shù)據(jù),利用多攝像機(jī)采集模式,在均勻照明環(huán)境記錄下演員的70個(gè)表情,再利用所得數(shù)據(jù)生成虛擬人。

 

迪士尼研究中心開發(fā)的新方法讓 3D 面部表情這事變得簡(jiǎn)單了許多,有興趣的可以上網(wǎng)觀看演示視頻:https://v.qq.com/x/page/g0719oxf4zm.html

 

——基于多角度二維人臉數(shù)據(jù)的三維臉模重建方法——

 

三維人臉重建的目標(biāo)是根據(jù)某個(gè)人的一張或者多張二維人臉圖像重建出其三維人臉模型,今天我們只討論人臉面部從單張二維圖像重建三維人臉的問(wèn)題,也就是本文即將呈現(xiàn)的世紀(jì)晟科技三維臉膜重建。三維臉模重組方法主要有四個(gè)步驟:


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步驟一:人臉區(qū)域檢測(cè)

采用二維的單高斯模型來(lái)對(duì)膚色進(jìn)行建模,獲得膚色區(qū)域之后,會(huì)作進(jìn)一步的分析與處理,確定最終的人臉區(qū)域。

 

 

步驟二:特征點(diǎn)提取

選取眼角、嘴角、眼中心、嘴中心以及眼睛處人臉邊界處為特征點(diǎn),其關(guān)鍵步驟包括瞳孔檢測(cè)、眼睛特征的提取和嘴部特征提取。 

 

步驟三:模型調(diào)整

模型調(diào)整是基于模型人臉合成技術(shù)的關(guān)鍵步驟,生成虛擬人臉,調(diào)整模型的大小、角度等,計(jì)算模型的平移因子使得模型與人臉匹配

 

?步驟四:三維人臉虛擬合成

?將多角度二維照片中的信息結(jié)合起來(lái),生成一幅視點(diǎn)無(wú)關(guān)的人臉紋理圖,根據(jù)視點(diǎn)無(wú)關(guān)紋理圖,對(duì)模型進(jìn)行紋理映射,來(lái)達(dá)到真實(shí)顯示特定人臉的目的。紋理映射就是計(jì)算三維模型的每個(gè)空間三角形在二維紋理圖像上的紋理坐標(biāo),有了這些坐標(biāo),就可以知道三維模型每個(gè)空間三角面應(yīng)貼的內(nèi)容。
 

 

——基于可變形模板的三維人臉重建——

每個(gè)人臉模型的網(wǎng)格頂點(diǎn)個(gè)數(shù)各不相同,也就是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同,因此我們需要對(duì)我們的訓(xùn)練數(shù)據(jù),做一個(gè)歸一化處理,采用的算法是參數(shù)化的方法進(jìn)行網(wǎng)格重構(gòu)劃分。 

 

人臉重建主要公式: 

 

其中SavgTavg就是我們上面第一步求得的平均臉模型。Si表示人臉數(shù)據(jù)庫(kù)樣本i的形狀向量、Ti則表示紋理向量,α、β是未知的系數(shù)。因此假設(shè)我們輸入一張用戶人臉,我們要重建其三維人臉模型,我們的目標(biāo)就是要求解α、β,只要這兩個(gè)系數(shù)知道了,我們就可以利用上面的公式,求解出其對(duì)應(yīng)的三維模型了。
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