人脸老化/去龄化的高质量图像生成模型

摘要

目的 近年来关于人脸老化/去龄化的研究在深度学习的推动下取得了飞速发展,2017年提出的条件对抗自编码器(CAAE)人脸老化/去龄化模型生成的人脸不仅可信度高,而且更贴近目标年龄.然而在人脸老化/去龄化过程中仍存在生成图像分辨率低、人工鬼影噪声严重(生成人脸器官扭曲)等问题.为此,在CAAE的基础上,提出一个人脸老化/去龄化的高质量图像生成模型(HQGM).方法 用边界平衡对抗生成网络(BEGAN)替换CAAE中的对抗生成网络(GAN).BEGAN在人脸图像生成上不仅分辨率更高而且具有更好的视觉效果.在此基础上,添加两个提高生成图像质量的损失函数:图像梯度差损失函数和人脸特征损失函数.图像梯度差损失函数通过缩小生成图像和真实图像的图像梯度,使生成图像具有更多轮廓等高频信息;人脸特征损失函数将生成图像和真实图像分别输入到配置预训练参数的VGG-FACE网络模型中,输出各自的特征图.通过缩小两幅特征图的对应点差值,使生成图像具有更多真实图像的人脸特征信息.结果 实验使用UTKface、FGnet和Morph数据集,经过训练,每幅测试图像分别生成10幅不同年龄的图像.与CAAE相比,HQGM可以有效去除人工鬼影噪声,峰值信噪比高3.2 dB,结构相似性高0.06,提升显著.结论 HQGM可以生成具有丰富纹理信息和人脸特征信息的人脸老化/去龄化图像.