Realistic Dynamic Facial Textures from a Single Image using GANs(ICCV2017)

Abstract

  • Purpose

  1. We present a novel method to realistically puppeteer and animate a face from a single RGB image using a source video sequence.
  • Procedures

  1. fitting a multilinear PCA model to obtain the 3D geometry and a single texture of the target face.
  2. dynamic per-frame textures that capture subtle wrinkles and deformations corresponding to the animated facial expressions
  • problems

  1. dynamic textures cannot be obtained directly from a single image
  2. not possible to obtain actual images of the mouth interior.
  • Solution

  1. a Deep Generative Network that can infer realistic per-frame texture deformations of the target identity
  • Conclusion

By retargeting the PCA expression geometry from the source, as well as using the newly inferred texture, we can both animate the face and perform video face replacement on the source video using the target appearance.

本文所要达成的目标是,把一张静态的二维的人脸,移植到另一张动态的人脸的视频上。首先,用PCA模型给人脸构建3D模型,其次,捕获人脸动态的皱纹等细节特征。由于动态的皮肤特征没法直接从一张图片中获得,而且口腔中牙齿等特征几乎没有,本文引入了conditional GAN来生成这些缺失的特征。

1. Introduction

前人的工作主要有video rewriting, face replacement还有realtime video reenactment. 它们的局限性是,都需要经过处理过的高清视频作为输出。而本文的方法是,从一张图片中生成脸部表情视频。
一种办法是套上一个3D模型,但是这样就没有皱纹这些细节之处。本文想要做到的是让这些脸部细节随着表情的变化而变化,该有的时候有,该没有的时候就没有。还有能够生成口腔中的细节特征。

2. Related Work

2.1 Facial retargeting and Enactment

目前最好的是用了两张或者更多图片去生成

2.2 Capturing and Retargeting Photorealistic Mouth Interior

这个有意思,有的人通过声音来还原嘴巴构造。最近的是通过搜索最相近的口腔模型来达到还原口腔的目的

2.3 Deep Generative Model for Texture Synthesis

之前有用马尔科夫网络用于生成高清人脸的,但是有瑕疵。有用统计模型来生成皱纹的,但是不高清。有用深度学习框架的,高清但是没能生成皱纹。

3. Overview

Our pipeline consists of the following steps (illustrated in Fig. 1):

overview
  1. Fit a 3D model to extract static albedo textures from each frame in the source video sequence and the single RGB target image (Section 4).
  2. Infer dynamic textures and retarget the per-frame texture expressions from the source video frames onto the target image texture using a generative adversarial framework (Section 5).
  3. Composite the target mesh with the generated dynamic textures into each frame in the source video (Section 6).

4. Fitting the Face Model

PCA modeling

5. Dynamic Texture Synthesis

看到这张图就像看到了老乡

5.1 Deep Learning Framework

image.png

5.2 Loss Function

image.png

5.3 Network Architecture

image.png

wiki: UV mapping is the 3D modeling process of projecting a 2D image to a 3D model's surface for texture mapping.

5.4 Mouth Synthesis

image.png

Optical flow or optic flow is the pattern of apparent motion of objects, surfaces, and edges in a visual scene caused by the relative motion between an observer and a scene.

首先,第一步,把嘴巴不管是闭着的还是开着的都把它的UVtexture投影到三维,如果是闭着的那就是一片粉色,没有牙齿。然后我们把张开嘴的视频通过深度学习框架迁移到静态的图象中,从而来推测嘴部以及口腔内部的样子。由于缺少口腔的训练数据,导致嘴部的分辨率较低,于是他们用了一种叫SIFT-Flow的东西,这个东西把源视频的每一帧提取特征,通过一种matching公式把它整合到目标图片中去

6. Video Face Replacement via Blending

6.1 Graph-Cut

7. Experiments

7.1 Data Collection

7.2 Data Augmentation

7.3 Training and Testing

8. Results

8.1 Comparisons

Note that the images on the right are capable of generating detailed wrinkles and filling the inner mouth cavity.

8.2 Quantitative Evaluation

9. Discussion

9.1 Limitations

9.2 Future Work

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,542评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,596评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,021评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,682评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,792评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,985评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,107评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,845评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,299评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,612评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,747评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,441评论 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,072评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,828评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,069评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,545评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,658评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容

  • 我愿是夕阳,染红一半边天,哪怕落暮,近似黄昏 也不要做一抹微光,没落在人群,残喘着,只剩一丝生命。
    强迫症患者L阅读 266评论 0 1
  • 临睡前,看到一段话,感同身受。有读者问:“既然生命过程实属无意,那我们为生命还要活着?是为了燃烧,为了实...
    洛瑶918阅读 856评论 0 2
  • 1. 命令解析 命令用途: 与cat全部显示文件内容不同,more用于分页显示文件内容,通过使用空格或者CTRL+...
    1519f8ccc7b0阅读 304评论 0 0
  • 我是哲哲,在简书第一篇文章,我决定写一写肥鱼摄影师。 很多时候,觉得自己去过很多地方,但遗憾的是,我们留不住当时的...
    咗小岸阅读 509评论 2 2