本發(fā)明專利技術公開了采用中性狀態(tài)（自然外觀）圖像和會引起皺紋的一個或多個表情圖像來逼真地模擬人的面部皺紋老化的方法和系統(tǒng)。通過將表情圖像上可見的皺紋配準到中性圖像上從而生成皺紋老化模擬圖像，處理所述中性圖像和表情圖像來模擬皺紋老化。有利的是，利用了一個人自己的皺紋組織數(shù)據(jù)，因此提供了準確和逼真的皺紋老化模擬。類似地，處理中性圖像來消除所有可見皺紋，從而生成皺紋去老化模擬圖像。此外，本發(fā)明專利技術公開了將中性圖像與老化或去老化模擬圖像相混合，其中混合程度是基于皮膚狀況隨年齡增長的統(tǒng)計性模型和/或特定種類治療的預期結果。所公開的方法和系統(tǒng)具有寬廣的適應性，包括諸如皮膚病學、化妝品和計算機動畫之類的領域等等。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及圖像處理領域，具體地講涉及皮膚圖像的處理及其老化或去老化的模擬。
技術介紹
皮膚老化對人臉外表的影響在皮膚病學中已得到很好的研究和證明。每個人的皮膚老化進展取決于內在和外在兩種因素。內在因素如性別、種族和膚色由遺傳所控制并且對于每個人是獨一無二的并且可影響表皮變薄的速率、機械彈性的喪失和隨著年齡而發(fā)生的其它具有鮮明特征的組織學變化和生物機械變化。內在因素影響陽光照不到的和日曬下的身體部位。外在因素包括個體的飲食、生活方式、皮膚護理習慣和日曬歷史。眾所周知，長期日曬會加速皮膚老化的開始時間和嚴重程度(也稱作光老化)。包括面部在內的所有暴露的身體部位均具有某種程度的皮膚光老化。(Gilchrest. , B. Photodamage, BlackwellScience, Inc. 1995 年)。老化的面部皮膚在視覺上最顯著的特征之一是由真皮結締組織例如膠原和彈力蛋白逐漸改變和喪失而引起的細紋和皺紋(Leyden J. J. “Clinical features of ageingskin”，Br. J. Dermatol.，第122卷，增刊35，第1-3期，1990年)，尤其是在身體的日曬區(qū)域中(Bailey,Molecular mechanisms of aging in connective tissues,Mech. Aging Dev.,第122卷，第7期，第735至755頁，2001年)。皮膚是具有外部角質層(10-20 μ m)、活性表皮(50-100 μ m)、真皮(l-3mm)和主要由脂肪細胞構成的皮下組織的多層組織。皮膚通過結締組織連接到下層的肌肉組織上并且肌肉連結到顱骨上。對于諸如微笑之類的面部表情，肌肉例如大顴骨肌和眼輪匝肌收縮以及皮膚的表面積在眼睛周圍以及在面頰上收縮。因為皮膚是不可壓縮的，當表面積收縮時，多余的皮膚變形并形成垂直于收縮方向的皺紋。在眼睛周圍生成“魚尾紋”或“笑紋”是此類皺紋的常見實例。當肌肉松弛時，表面積恢復正常并且皺紋消失。以這種方式形成和消失的皺紋被稱作表情、動態(tài)或臨時皺紋。久而久之，由沿著同一皮膚凹溝的重復面部表情引起的機械應力最終使這些臨時皺紋變成沒有表情就可見的(Kligman等人，Br. J. Derm. 1985年，113:37-42)。沒有面部表情就可見的皺紋被稱作永久的、持久地或靜態(tài)皺紋。從臨時到持久皺紋的轉變受下面的真皮基質蛋白的結構完整性的影響。皮膚彈性上的年齡相關損失(長期日曬和吸煙加速其損失)削弱真皮基質結構并加速永久皺紋的開始時間。重要的是，每個個體均在面部上形成在長度、寬度、深度和位置方面獨一無二的永久面部皺紋，就象他們自己的指紋一樣獨一無二。預報和可視化個體的將來面部皮膚皺紋的能力在計算機動畫、面部識別、失蹤人員鑒定、娛樂、醫(yī)療和化妝品方面具有實用性。已經(jīng)利用各種模型來實現(xiàn)老化面部的逼真模擬，包括幾何模型、基于物理的模型、生物一機械模型和基于圖像的模型(Hussein，K. H 的 Toward realistic facial modeling and re-rendering of human skin aginganimation,Proceedings of the Shape Modeling International 2002, IEEE計算機協(xié)會，2002年)。為可視化起見，基于圖像的模型比基于物理的模型產生更逼真的模擬。基于圖像的模型一般以不同的方式采用真人圖像來模擬老化效果。已經(jīng)采取了幾種方法來利用基于圖像的模型使老化模擬個性化以便它更準確地描繪特定個人的未來老化外觀。已經(jīng)根據(jù)圖像的人群隊列結合與老化有關的有關面部變化的公布數(shù)據(jù)開發(fā)了老化算法以模擬個體的老化外觀(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 頁，2003 年)。這種方法的局限性在于老化圖像是人群基準的反映，并且不一定反映個體獨特的老化過程。·Boissiux等人開發(fā)了一種基于圖像的模型以模擬皮膚老化，其中用預先計算的皺紋的一般蒙版作為在個人面部的3D模型上的紋理。利用了八個基本蒙版并且所用的具體蒙版與人的性別、面部形狀和要模擬的表情種類相匹配(Boissiux等人的“Simulationof skin aging and wrinkle with cosmetic insight”， Computer Animation andSimulation，第15至27頁，2000年)。因為它對共用蒙版的依賴，這種方法在其準確預報將隨年齡顯現(xiàn)的每個人獨特的皮膚特征的能力方面受到限制。授予Zhang等人的題目為“Systemand method for image-based surface detailtransfer”的美國專利7，020，347描述了一種用于將老年臉的幾何細節(jié)轉移到年輕臉的幾何細節(jié)上以便使年輕臉看起來年老的方法。反過來，可將年輕臉的表面細節(jié)轉移到年老臉的幾何細節(jié)上使年老臉看起來年輕。這種方法受以下事實限制，即年老臉的年齡特征將與年輕臉將實際顯示的特征不是完全一樣。本專利技術的一個目的是要提供一種更準確地預報和可視化個體將來的對于該特定個人而言獨一無二的面部皮膚皺紋。本專利技術的另一目的是提供一種根據(jù)例如此人的性別、皮膚類型和/或種族來預報在將來特點時間點處個體的面部皮膚皺紋的方法。本專利技術的另一目的是提供一種預報和可視化經(jīng)過或未經(jīng)過化妝或皮膚病治療的個體的將來皮膚皺紋的方法。
技術實現(xiàn)思路
在一個示例性實施方案中，本專利技術提供了一種用于根據(jù)帶有一個或多個面部表情的個人圖像(也稱作表情圖像)和同一個人的帶有中性或放松表情的圖像(稱作中性圖像)生成描述皺紋預測外觀的個人圖像的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術的一個方面，裝置和方法處理個人的中性圖像和表情圖像以生成針對該特定個人個性化的皺紋老化圖像。本專利技術的一個示例性實施方案采用個人自己的組織皺紋數(shù)據(jù)來模擬其預測的皺紋老化，從而提供更精確和更逼真的皺紋老化模擬。在本專利技術的另一個方面，在面部的表情圖像中所檢測到的皺紋被傳輸?shù)矫娌康闹行詧D像上而不影響面部的中性或放松神色以產生皺紋老化的逼真預測。在本專利技術的另一方面，可利用不同的表情圖像以描述面部不同部分中的皺紋并渲染合成的皺紋老化圖像。例如，前額皺紋隨著皺眉頭表情而變得更加明顯，而面頰皺紋和鼻唇溝皺紋隨著微笑表情而變得更加明顯。其它面部表情可更好地適合于面部其它區(qū)域上的皺紋。盡管為說明起見描述了微笑和皺眉頭表情，本專利技術可利用多種不同的面部表情來模擬多個面部區(qū)域上的皺紋老化。在本專利技術的另一方面，可混合中性圖像和具皺老化圖像，用控制機構(例如，滑塊控件、旋鈕等)調節(jié)混合程度以獲得在某個時間段之后圖示說明具皺老化圖像的渲染圖像。在本專利技術的另一方面，可根據(jù)統(tǒng)計性的皺紋老化模型調整中性和具皺的老化圖像的混合量，以模擬個體在將來某一年紀時的預測皺紋老化量。皺紋的統(tǒng)計性老化模型優(yōu)選地可根據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種操縱面部圖像以模擬可變皺紋老化的方法，所述方法包括：采集面部的第一圖像；根據(jù)所述第一圖像生成第二圖像，其中所述第二圖像為皺紋改變的圖像；以及通過根據(jù)混合參數(shù)混合所述第一圖像和第二圖像來生成第三圖像，其中所述混合參數(shù)基于使用者輸入。
【技術特征摘要】
2007.07.23 US 60/951,313;2008.06.18 US 12/141,4571.一種操縱面部圖像以模擬可變皺紋老化的方法，所述方法包括 采集面部的第一圖像； 根據(jù)所述第一圖像生成第二圖像，其中所述第二圖像為皺紋改變的圖像；以及通過根據(jù)混合參數(shù)混合所述第一圖像和第二圖像來生成第三圖像，其中所述混合參數(shù)基于使用者輸入。2.如權利要求I所述的方法，其中所述第二圖像為皺紋老化模擬圖像。3.如權利要求2所述的方法，其中所述第一圖像為處在中性狀態(tài)中的所述面部的圖像，并且所述第二圖像基于所述第一圖像和處在表情狀態(tài)中的所述面部的另一個圖像。4.如權利要求I所述的方法，其中所述第二圖像為皺紋去老化模擬圖像。5.如權利要求4所述的方法，其中生成所述第二圖像包括 在所述第一圖像中檢測皺紋；以及 消除檢測到的所述皺紋。6.如權利要求I所述的方法，所述方法包括 確定與所述第三圖像相對應的皺紋年齡，其中所述皺紋年齡基于皺紋老化模型。7.如權利要求6所述的方法，其中所述皺紋老化模型包括基于同類組的皺紋老化模型。8.如權利要求6所述的方法，所述方法包括 確定所述第一圖像的皺紋嚴重程度分數(shù)； 確定所述第二圖像的皺紋嚴重程度分數(shù)； 根據(jù)所述第一圖像和第二圖像的皺紋嚴重程度分數(shù)以及所述混合參數(shù)來確定所述第三圖像的皺紋嚴重程度分數(shù)；以及 根據(jù)所述皺紋老化模型由所述第三圖像的皺紋嚴重程度分數(shù)來確定所述皺紋年齡，其中所述...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：G·希爾勒布賴恩，R·德米利，
申請(專利權)人：寶潔公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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