據(jù)《科學(xué)》雜志官網(wǎng)5月1日報道,英國倫敦帝國理工學(xué)院(ICL)計算機(jī)科學(xué)家開發(fā)出一種新方法,可以自動構(gòu)建能處理面部特征的3D變形模型(3DMM),并將之應(yīng)用于不同的人種。
如果你有一個長鼻子,你還可能有一個長下巴,鑒于這種相關(guān)性,計算機(jī)可以用3DMM表征你的獨特面部,但它并沒有儲存3D掃描面部的每一個點的信息,而是列出了幾百個描述與平均面孔數(shù)字偏差的數(shù)值,包括大致對應(yīng)的年齡、性別和臉長等參數(shù)。為盡可能處理各種不同的面部變化,3DMM需要集成許多面部信息,先掃描然后仔細(xì)標(biāo)記所有特征。目前的模型僅基于幾百人的數(shù)據(jù)構(gòu)建,且大部分是白人,因此模仿不同年齡和人種的能力有限。
在 3DMM 中有兩種用于建立密集對應(yīng)(dense correspondence)的技術(shù)。上排是在 UV 空間(通常是網(wǎng)格狀和紋理信息的圓柱形投影)中建立的人臉對應(yīng)。每個網(wǎng)格的 UV 圖像都會注冊到模板 UV 圖像,隨后的采樣會生成一個與模板對應(yīng)的混合圖形(mesh)。下排展示的是非剛性迭代最近點(NICP),NICP 可以迭代使用,不斷將 3D 模板變形從而匹配每個網(wǎng)格,完全避開 UV 空間。來源:Booth, J., Roussos, A., Ponniah, A. et al. Int J Comput Vis (2017). doi:10.1007/s11263-017-1009-7
ICL計算機(jī)科學(xué)家詹姆斯·布斯的團(tuán)隊開發(fā)的新方法有三個主要步驟:首先,用一種算法自動進(jìn)行面部掃描,標(biāo)記鼻尖和其他點位信息;然后,用另一種算法根據(jù)其他標(biāo)記信息對所有掃描內(nèi)容進(jìn)行排序,將其組合成一個模型;最后,進(jìn)行算法檢測并刪除不合格的掃描信息。
布斯團(tuán)隊將該方法應(yīng)用于1萬人的面部掃描,創(chuàng)建了“大型面部模型”(LSFM),用現(xiàn)有模型測試,發(fā)現(xiàn)其能更準(zhǔn)確地描述面孔。該成果即將發(fā)表在《計算機(jī)視覺期刊》雜志上。
最近,布斯團(tuán)隊還在另一篇論文中,利用新模型合成的1萬張面孔來編輯了一個人工智能程序,將偶然的2D快照轉(zhuǎn)換為精確的3D模型。該方法可用于從不同的角度查看相機(jī)上捕獲的犯罪嫌疑人,或者模擬其20年后的模樣。這種方法也能畫出或制作出歷史人物形象。
新模型還可以很快應(yīng)用于醫(yī)療。如果有人失去了鼻子,整形外科醫(yī)生可以根據(jù)臉部其余部分,模擬出新的鼻子。面部掃描還可以用于識別如威廉姆斯綜合征等遺傳疾病,提高通過面孔特征判斷患病可能性的準(zhǔn)確率。
英國約克大學(xué)計算機(jī)視覺研究所威廉·史密斯說:“布斯團(tuán)隊的工作為全面自動化人臉識別過程作出了巨大貢獻(xiàn)!