人脸真实图像的夸张风格化肖像自动生成方法研究

摘要

非真实感绘制技术是指利用计算机生成不具有照片般真实感，而具有某些手绘或其他艺术风格效果的图像绘制技术。随着计算机运算速度的不断提升和互联网技术的飞速发展，非真实感图像绘制技术受到了越来越多的重视，也得到了较为广泛的应用。
　　非真实感图像绘制技术常常应用在动画创作和数字多媒体娱乐等领域，以图像的各种艺术风格化为主，而本文所研究的人脸图像的夸张化肖像的自动生成技术也属于这个范畴。目前关于这一研究的方法主要集中在三类:通过人为总结夸张肖像漫画创作规则让计算机模拟并自动生成结果的方法;从创作辅助工具着手进行研究开发的方法;完全让计算机学习已有漫画作品并自动生成结果的方法。但每种方法都各有利弊。
　　本文结合已有方法的一些优点，同时尽可能避免其不足之处，首先以ASM人脸特征点为基础，对人脸特征进行了详细的定义和基于相对比例尺度的特征描述，并在此基础上提出了一种基于人脸形状的从脸型特征和五官特征同时进行夸张形状生成的人脸图像夸张化的实现方法。具体的，本文首先对基于ASM特征点的人脸形状进行定义，然后根据“T型原则”和“反差原则”来制定夸张形状生成时的夸张规则。接着分析并介绍了图像变形的相关方法，并在夸张实现时结合基于特征点的MLS图像变形技术对目标人脸图像进行夸张变形与合成，从而产生具有夸张化风格的人脸肖像。最后，本文介绍了通过搭建软件平台将本文提出的方法加以实现的过程并将平台界面及一些实验结果作了展示，结果分析表明，本文方法实用性较强且效果良好。

目录

声明

致谢

摘要

序

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状及相关技术

1．2．1 人脸夸张肖像生成技术的研究现状

1．2．2 非真实感图像绘制技术

1．3 本文的主要工作

1．4 论文结构安排

2 人脸图像的特征提取

2．1 人脸器官的分布规律

2．2 人脸特征定位的主要方法简介

2．2．1 基于颜色信息的方法

2．2．2 基于几何形状信息的方法

2．2．3 基于先验规则的方法

2．2．4 基于外观信息的方法

2．2．5 基于关联信息的方法

2．3 活动形状模型人脸特征定位方法

2．3．1 活动形状模型简介

2．3．2 经典ASM算法模型的建立

2．4 基于ASM特征点的人脸特征定义及描述

3 基于形状的人脸夸张化方法

3．1 夸张肖像漫画的创作特点

3．2 标准人脸形状

3．3 形状夸张的核心方法

3．3．1 人脸形状和夸张差异

3．3．2 驱动参数定义及计算

3．3．3 仿射变换

3．4 夸张方式与夸张规则

3．4．1 基于脸型和显著五官的双重夸张

3．4．2 T型原则与反差原则

3．4．3 脸型夸张规则

3．4．4 五官的显著特征发现及其夸张

3．5 图像变形与夸张人脸肖像生成

3．5．1 图像变形方法研究总结

3．5．2 基于特征点的移动最小二乘图像变形方法

3．5．3 基于中值滤波的图像修复

3．5．4 基于ASM特征点的图像变形策略

3．5．5 图像的风格转换

4 系统实现与结果展示

4．1 人脸夸张肖像生成的系统框架

4．2 面向对象的程序模块设计

4．3 平台搭建及界面展示

4．4 夸张风格化肖像的结果展示

4．5 主观保真度分析

5 结束语

参考文献

作者简历

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