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1、基于MPEG-4的特定人表情脸像变形研究戴振龙朱海一张申贾珈蔡莲红(清华大学计算机系,北京,100084)摘要人脸图像变形技术是人脸表情、虚拟说话人生成等高级应用的基础。在这篇论文中，我们提出了一种基于MPEG-4人脸动画框架的特定人脸图像变形算法，输入是一张中性人脸照片和一组人脸动画参数（FAP），输出是对应的人脸表情图像。首先，我们采用基于ASM的人脸特征点提取算法，在输入的人脸照片中定位得到88个关键特征点；在此基础上，对标准人脸网格进行校准变形，进一步生成特定人脸三角网格；然后根据FAP参数移动相应的面部关键特征点及其附近的关联特征点；
2、最后对发生形变的所有面部区域进行仿射变换，生成对应的人脸表情图像。为了实现细微表情动作和虚拟说话人合成，我们还提出了一种眼神动作和口内细节纹理的生成方法。基于MOS的主观评测实验表明，利用该算法生成的表情脸像自然度得分为3.67。虚拟说话人合成实验表明，该算法具有很好的实时性，在普通PC上的平均处理速度为15ms/帧，能够应用于实时视频处理和人脸动画生成。关键词人脸变形人脸表情MPEG-4MPEG-4BasedExpressionMorphingForSpecificHumanFaceDAIZhenlong,ZHUHaiyi,ZHANGShen
3、,JIAJia,CAILianhong(DepartmentofComputerScience,TsinghuaUniversity,Beijing,10084)AbstractHumanfacemorphingisthefoundationoffaceexpressionsynthesisandtalkingavataranimation.Inthispaper,weproposeanMPEG-4basedalgorithmforhumanfacemorphingandexpressionsynthesis.Ouralgorithmusesa
4、pictureofneutralhumanfaceandagroupofFaceAnimationParametersasinput.Therearefourstagesinouralgorithm,featurepointsextraction,meshgenerationforspecificface,meshpointsmovementdrivenbyFAPs,andfacetexturemapping.Afterthesefourstages,photosofspecificexpressionarecreated.Wealsoimpl
5、ementnovelalgorithmsofeyeballmovementandtexturemappinginsidethemouth.Perceptualevaluationshowsthatouralgorithmcansynthesizerealisticandnaturalhumanfacialexpressionsforvariousfacemodelsofdifferentgenders,agesandraces.Meanwhile,ouralgorithmisreal-time,soitcanbeusedintheareasof
6、real-timevideoandanimationgeneration.KeywordsFacemorphing,FacialExpression,MPEG-4文献[1]中提出，MPEG-4采用基于对象1引言(Object-based)的编码方式，允许将场景中的对象进行独立编码，从而为编码和解码提供了很大的方便。目前人脸动画技术在电影动画制作、游戏娱乐、人脸是视频中很常见并且很重要的对象，因此三维虚拟交互等领域都有着非常广泛的应用。人脸MPEG-4中专门定义了人脸动画框架来定义量化人动画技术的一些高级应用，如虚拟说话人、表情脸脸动作。MPEG
7、-4使用2个参数集合来定义人脸：像合成等在底层实现上都需要对原始人脸图像或人FDP和FAP。脸网格模型进行变形，以达到逼真自然的动画效果。FDP：脸部定义参数(FaceDefinitionParameter，由于人脸器官结构和表情动作的复杂性，为了满足FDP)用来定义人脸的几何结构，即84个人脸特征适应不同人脸和实时性的要求，因此需要进行参数点，其位置定义如图1所示。任何与MPEG-4兼容化和标准化。的人脸模型都依据图1来定位这些特征点的位置。基金项目：国家自然科学基金（60433030,60418012）以及国家基础研究计划973项目（No.
8、2006CB303101）收稿日期：2008-10-15；第一作者简介：戴振龙（1988~），男。现为清华大学计算机科学与技术系本科生。研究方向为情感
