本发明专利技术公开了采用中性状态（自然外观）图像和会引起皱纹的一个或多个表情图像来逼真地模拟人的面部皱纹老化的方法和系统。通过将表情图像上可见的皱纹配准到中性图像上从而生成皱纹老化模拟图像，处理所述中性图像和表情图像来模拟皱纹老化。有利的是，利用了一个人自己的皱纹组织数据，因此提供了准确和逼真的皱纹老化模拟。类似地，处理中性图像来消除所有可见皱纹，从而生成皱纹去老化模拟图像。此外，本发明专利技术公开了将中性图像与老化或去老化模拟图像相混合，其中混合程度是基于皮肤状况随年龄增长的统计性模型和/或特定种类治疗的预期结果。所公开的方法和系统具有宽广的适应性，包括诸如皮肤病学、化妆品和计算机动画之类的领域等等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理领域，具体地讲涉及皮肤图像的处理及其老化或去老化的模拟。
技术介绍
皮肤老化对人脸外表的影响在皮肤病学中已得到很好的研究和证明。每个人的皮肤老化进展取决于内在和外在两种因素。内在因素如性别、种族和肤色由遗传所控制并且对于每个人是独一无二的并且可影响表皮变薄的速率、机械弹性的丧失和随着年龄而发生的其它具有鲜明特征的组织学变化和生物机械变化。内在因素影响阳光照不到的和日晒下的身体部位。外在因素包括个体的饮食、生活方式、皮肤护理习惯和日晒历史。众所周知，长期日晒会加速皮肤老化的开始时间和严重程度(也称作光老化)。包括面部在内的所有暴露的身体部位均具有某种程度的皮肤光老化。(Gilchrest. , B. Photodamage, BlackwellScience, Inc. 1995 年)。老化的面部皮肤在视觉上最显著的特征之一是由真皮结缔组织例如胶原和弹力蛋白逐渐改变和丧失而引起的细纹和皱纹(Leyden J. J. “Clinical features of ageingskin”，Br. J. Dermatol.，第122卷，增刊35，第1-3期，1990年)，尤其是在身体的日晒区域中(Bailey,Molecular mechanisms of aging in connective tissues,Mech. Aging Dev.,第122卷，第7期，第735至755页，2001年)。皮肤是具有外部角质层(10-20 μ m)、活性表皮(50-100 μ m)、真皮(l-3mm)和主要由脂肪细胞构成的皮下组织的多层组织。皮肤通过结缔组织连接到下层的肌肉组织上并且肌肉连结到颅骨上。对于诸如微笑之类的面部表情，肌肉例如大颧骨肌和眼轮匝肌收缩以及皮肤的表面积在眼睛周围以及在面颊上收缩。因为皮肤是不可压缩的，当表面积收缩时，多余的皮肤变形并形成垂直于收缩方向的皱纹。在眼睛周围生成“鱼尾纹”或“笑纹”是此类皱纹的常见实例。当肌肉松弛时，表面积恢复正常并且皱纹消失。以这种方式形成和消失的皱纹被称作表情、动态或临时皱纹。久而久之，由沿着同一皮肤凹沟的重复面部表情引起的机械应力最终使这些临时皱纹变成没有表情就可见的(Kligman等人，Br. J. Derm. 1985年，113:37-42)。没有面部表情就可见的皱纹被称作永久的、持久地或静态皱纹。从临时到持久皱纹的转变受下面的真皮基质蛋白的结构完整性的影响。皮肤弹性上的年龄相关损失(长期日晒和吸烟加速其损失)削弱真皮基质结构并加速永久皱纹的开始时间。重要的是，每个个体均在面部上形成在长度、宽度、深度和位置方面独一无二的永久面部皱纹，就象他们自己的指纹一样独一无二。预报和可视化个体的将来面部皮肤皱纹的能力在计算机动画、面部识别、失踪人员鉴定、娱乐、医疗和化妆品方面具有实用性。已经利用各种模型来实现老化面部的逼真模拟，包括几何模型、基于物理的模型、生物一机械模型和基于图像的模型(Hussein，K. H 的 Toward realistic facial modeling and re-rendering of human skin aginganimation,Proceedings of the Shape Modeling International 2002, IEEE计算机协会，2002年)。为可视化起见，基于图像的模型比基于物理的模型产生更逼真的模拟。基于图像的模型一般以不同的方式采用真人图像来模拟老化效果。已经采取了几种方法来利用基于图像的模型使老化模拟个性化以便它更准确地描绘特定个人的未来老化外观。已经根据图像的人群队列结合与老化有关的有关面部变化的公布数据开发了老化算法以模拟个体的老化外观(Hysert PE等人“At Face Value:ageprogression software provides personalized demonstration of the effects ofsmoking on appearance. ’’Tobacco Control,第 12 卷，第 238 至 240 页，2003 年)。这种方法的局限性在于老化图像是人群基准的反映，并且不一定反映个体独特的老化过程。·Boissiux等人开发了一种基于图像的模型以模拟皮肤老化，其中用预先计算的皱纹的一般蒙版作为在个人面部的3D模型上的纹理。利用了八个基本蒙版并且所用的具体蒙版与人的性别、面部形状和要模拟的表情种类相匹配(Boissiux等人的“Simulationof skin aging and wrinkle with cosmetic insight”， Computer Animation andSimulation，第15至27页，2000年)。因为它对共用蒙版的依赖，这种方法在其准确预报将随年龄显现的每个人独特的皮肤特征的能力方面受到限制。授予Zhang等人的题目为“Systemand method for image-based surface detailtransfer”的美国专利7，020，347描述了一种用于将老年脸的几何细节转移到年轻脸的几何细节上以便使年轻脸看起来年老的方法。反过来，可将年轻脸的表面细节转移到年老脸的几何细节上使年老脸看起来年轻。这种方法受以下事实限制，即年老脸的年龄特征将与年轻脸将实际显示的特征不是完全一样。本专利技术的一个目的是要提供一种更准确地预报和可视化个体将来的对于该特定个人而言独一无二的面部皮肤皱纹。本专利技术的另一目的是提供一种根据例如此人的性别、皮肤类型和/或种族来预报在将来特点时间点处个体的面部皮肤皱纹的方法。本专利技术的另一目的是提供一种预报和可视化经过或未经过化妆或皮肤病治疗的个体的将来皮肤皱纹的方法。
技术实现思路
在一个示例性实施方案中，本专利技术提供了一种用于根据带有一个或多个面部表情的个人图像(也称作表情图像)和同一个人的带有中性或放松表情的图像(称作中性图像)生成描述皱纹预测外观的个人图像的方法和系统。根据本专利技术的一个方面，装置和方法处理个人的中性图像和表情图像以生成针对该特定个人个性化的皱纹老化图像。本专利技术的一个示例性实施方案采用个人自己的组织皱纹数据来模拟其预测的皱纹老化，从而提供更精确和更逼真的皱纹老化模拟。在本专利技术的另一个方面，在面部的表情图像中所检测到的皱纹被传输到面部的中性图像上而不影响面部的中性或放松神色以产生皱纹老化的逼真预测。在本专利技术的另一方面，可利用不同的表情图像以描述面部不同部分中的皱纹并渲染合成的皱纹老化图像。例如，前额皱纹随着皱眉头表情而变得更加明显，而面颊皱纹和鼻唇沟皱纹随着微笑表情而变得更加明显。其它面部表情可更好地适合于面部其它区域上的皱纹。尽管为说明起见描述了微笑和皱眉头表情，本专利技术可利用多种不同的面部表情来模拟多个面部区域上的皱纹老化。在本专利技术的另一方面，可混合中性图像和具皱老化图像，用控制机构(例如，滑块控件、旋钮等)调节混合程度以获得在某个时间段之后图示说明具皱老化图像的渲染图像。在本专利技术的另一方面，可根据统计性的皱纹老化模型调整中性和具皱的老化图像的混合量，以模拟个体在将来某一年纪时的预测皱纹老化量。皱纹的统计性老化模型优选地可根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操纵面部图像以模拟可变皱纹老化的方法，所述方法包括：采集面部的第一图像；根据所述第一图像生成第二图像，其中所述第二图像为皱纹改变的图像；以及通过根据混合参数混合所述第一图像和第二图像来生成第三图像，其中所述混合参数基于使用者输入。
【技术特征摘要】
2007.07.23 US 60/951,313;2008.06.18 US 12/141,4571.一种操纵面部图像以模拟可变皱纹老化的方法，所述方法包括 采集面部的第一图像； 根据所述第一图像生成第二图像，其中所述第二图像为皱纹改变的图像；以及通过根据混合参数混合所述第一图像和第二图像来生成第三图像，其中所述混合参数基于使用者输入。2.如权利要求I所述的方法，其中所述第二图像为皱纹老化模拟图像。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一图像为处在中性状态中的所述面部的图像，并且所述第二图像基于所述第一图像和处在表情状态中的所述面部的另一个图像。4.如权利要求I所述的方法，其中所述第二图像为皱纹去老化模拟图像。5.如权利要求4所述的方法，其中生成所述第二图像包括 在所述第一图像中检测皱纹；以及 消除检测到的所述皱纹。6.如权利要求I所述的方法，所述方法包括 确定与所述第三图像相对应的皱纹年龄，其中所述皱纹年龄基于皱纹老化模型。7.如权利要求6所述的方法，其中所述皱纹老化模型包括基于同类组的皱纹老化模型。8.如权利要求6所述的方法，所述方法包括 确定所述第一图像的皱纹严重程度分数； 确定所述第二图像的皱纹严重程度分数； 根据所述第一图像和第二图像的皱纹严重程度分数以及所述混合参数来确定所述第三图像的皱纹严重程度分数；以及 根据所述皱纹老化模型由所述第三图像的皱纹严重程度分数来确定所述皱纹年龄，其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·希尔勒布赖恩，R·德米利，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：
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