人臉風(fēng)格化繪制評(píng)估方法.pdf

1、非真實(shí)感繪制(Non-photorealistic rendering，NPR)是近年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)倍受業(yè)界關(guān)注一種繪制技術(shù)，其主要采用某種特定的藝術(shù)風(fēng)格對(duì)物體進(jìn)行繪制。對(duì)指定的場(chǎng)景信息利用特定的藝術(shù)效果進(jìn)行不同層面上的抽象，通過(guò)不同層面的信息抽象清晰明了地表達(dá)出場(chǎng)景和物體的主要特征。非真實(shí)感繪制技術(shù)不但彌補(bǔ)了真實(shí)感繪制的局限性而且提供了一種有效表達(dá)場(chǎng)景信息的新途徑。目前非真實(shí)感繪制技術(shù)層出不窮，如何對(duì)這些風(fēng)格化繪制結(jié)果的有效性、可用性

2、、適用性等方面進(jìn)行評(píng)估是非真實(shí)感領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。目前關(guān)于非真實(shí)感繪制(NPR)的評(píng)估方法主要有兩種:一種是依據(jù)NPR展示的動(dòng)機(jī)或者應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行評(píng)估的方法，包括NPR紋理的感知，示意圖可視化的評(píng)估，NPR在虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的感知等;另一種是將手繪圖像和計(jì)算機(jī)進(jìn)行非真實(shí)感繪制結(jié)果的進(jìn)行對(duì)比評(píng)估的方法。這兩種評(píng)估方法均是首先明確NPR技術(shù)的目的，然后評(píng)估繪制結(jié)果是否能達(dá)到這種目的。在這些方法中依據(jù)NPR展示目的，由藝術(shù)家手繪的圖像

3、往往是評(píng)估比較的基準(zhǔn)，很少有從更深層次的感知認(rèn)知機(jī)理上針對(duì)某種NPR表達(dá)進(jìn)行評(píng)估和剖析。人臉是具有明確領(lǐng)域知識(shí)的對(duì)象，其風(fēng)格化表示有特殊的方法，例如人臉?biāo)孛璁?huà)、人臉漫畫(huà)、人臉浮雕等，這些藝術(shù)表達(dá)形式不僅僅是對(duì)原始人臉的真實(shí)再現(xiàn)，而是對(duì)原始對(duì)象的抽象與再加工，一方面人臉風(fēng)格化表示需要保持和原有人臉的信息以及和原有人臉的相似性，另一方面又要體現(xiàn)某種藝術(shù)性，例如素描風(fēng)格、油畫(huà)風(fēng)格等。如何評(píng)估人臉風(fēng)格化表示的效果目前理論框架尚未形成。
　

4、　本文結(jié)合人臉領(lǐng)域知識(shí)提出一種基于法向的人臉風(fēng)格化客觀評(píng)估的方法和基于認(rèn)知的人臉風(fēng)格化主觀評(píng)估方法。一方面，本文結(jié)合人臉表情、朝向、區(qū)域等人臉領(lǐng)域知識(shí)提出一種基于法向的人臉風(fēng)格化評(píng)估的方法，通過(guò)測(cè)試用戶(hù)對(duì)于風(fēng)格化圖像的法向的理解與物體真實(shí)的法向進(jìn)行對(duì)比的方式，評(píng)估不同類(lèi)型線條對(duì)人臉模型的描述和表達(dá)能力。本文針對(duì)五種類(lèi)型的三維人臉風(fēng)格化特征線條進(jìn)行評(píng)估，其中包括遮擋輪廓線、主觀輪廓線、脊線和谷線、視脊線以及基于光照?qǐng)D像的特征線條。評(píng)估結(jié)果

5、表明，不同類(lèi)型的線條在人臉不同區(qū)域的表達(dá)力不同，且表達(dá)錯(cuò)誤區(qū)域往往集中于特殊人臉部位。本文結(jié)合評(píng)估結(jié)果找到不同朝向、表情以及不同人臉區(qū)域中表達(dá)力最強(qiáng)的線條類(lèi)型，并將不同類(lèi)型線條進(jìn)行合成，生成優(yōu)化的人臉線條畫(huà)圖像。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的法向測(cè)試評(píng)估證明，優(yōu)化后的人臉線條化圖像的表達(dá)能力優(yōu)于單種類(lèi)型線條的表達(dá)。另一方面，提出基于認(rèn)知的人臉風(fēng)格化主觀評(píng)估方法，結(jié)合人臉的領(lǐng)域知識(shí)和人臉識(shí)別認(rèn)知機(jī)理，面向人臉線條化藝術(shù)方式，針對(duì)三維人臉幾種典型的特征線條表

6、達(dá)類(lèi)型，提出一種適用于人臉識(shí)別認(rèn)知機(jī)理的人臉主觀識(shí)別和評(píng)估方法，通過(guò)不同風(fēng)格化線條在識(shí)別過(guò)程的準(zhǔn)確率和效率統(tǒng)計(jì)，評(píng)估在不同表情和人臉區(qū)域中不同線條的表達(dá)能力，并依據(jù)評(píng)估結(jié)論融合不同類(lèi)型線條生成人臉線條化優(yōu)化繪制結(jié)果，最后通過(guò)評(píng)估進(jìn)一步驗(yàn)證，優(yōu)化后的線條化結(jié)果更加有利于人臉的主觀識(shí)別。本文提出的法向客觀評(píng)估方法結(jié)果對(duì)物體形狀理解的進(jìn)行更加有效表達(dá)，基于認(rèn)知理論的主觀評(píng)估方法可生成更有利于人臉識(shí)別的風(fēng)格化結(jié)果，該評(píng)估方法可推廣至人臉肖像畫(huà)、