封面图片来源： cn.faceplusplus.com
将你的表情粘贴到你老板的照片上吗？现在不用等了…
远程通讯的最大障碍就是传达你的面部表情。想象一下出现在视屏通话、网络聊天和网络会议上你现实的头像。在这些远程通讯环境下，这个真实头像会为你的声音增加现实的存在感。
但问题是：现在还没有办法可以通过阅读你的表情，然后将其精确再现到另一个头像或者是另一张脸上。动画师也遇到同样的麻烦——将演员的表情再现到卡通人物的面部。所以，动画电影中的表情只能靠手动控制。普通视频通话的未来注定是暗淡的，因为其在杂乱的卧室或会议室中糟糕的脸部采光。
如果有人能解决表情克隆这个难题…
上海交通大学的张亿豪和他的伙伴们创建了一种算法——克隆面部表情，并将其粘贴到别的脸上。这个算法提升了将面部动作和表情精确地再现到动画、卡通角色和其他人脸上的希望。
这并不是电脑科学家首次尝试将一张脸上的表情粘贴到另一张脸上。但是先前的努力都没有取得完全的成功。
这个问题的出现是因为这些算法都是测算从中立表情转到另一有趣的表情时脸的变形。他们试图在另一张脸上重现同样的变形。
如果两张脸有一些相似的特点的话，那种算法是可行的。但是当两张脸形状不同，对于大部分脸来说都是不同的，这种整体的变形看起来就很不自然。
举个例子，小嘴巴和大大的笑容的表情。这个表情要求显著的变形，对于其他的脸可能就不适合。“如果我们将这个笑的表情应用到一个嘴巴本来就很大的中立表情的脸上，这个整体曲线变形的方法会导致一个不自然的“超级大”的嘴巴，“亿豪和他的伙伴说。
而且，表情的改变会用到一组不同的肌肉去牵动脸部，而这会改变局部的皮肤表面、制造酒窝、皱纹和一些其他的改变。这些进而改变脸部光和影的平衡，仅仅是简单地使用脸部整体变形的算法是不能准确再造同一个表情。
亿豪和他的伙伴们另辟蹊径，采用了两种不用技术。第一个涉及已经尝试过的那种扭曲的变形法，不过是用局部代替整体。
这个算法将脸部分成不同的区域，如眼睛，嘴巴，鼻子等，然后独立测算各个区域的变形。特别地，它测算的是每个面部特点的高宽比。
然后将同样的变形应用到脸部的每个目标区域。为了保证这个变形的真实性，它使用高宽比约束改变。这能确保面部特征对于脸部其他部分来说不会太大或太小。
第二个技术是在变形的脸上制造精确的阴影。为了做到这个，亿豪和他的伙伴们建立了一个计算机模型——测算不同的表情涉及的面部肌肉群和这些表情引起的脸部局部变化方式。这个算法计算出一个正常的表情由哪些肌肉群产生，然后根据这些在变形的脸上调整阴影。
结果是令人兴奋的。亿豪和他的伙伴们展示了他们的新算法是怎样克隆表情并将他们精确粘贴到其他的脸上，还与现有的方法做了比较。“实验结果显示，我们提出的算法比现有的方法得到的结果更好，”他们这样说。
这提出了新一代的网络沟通前景——当你说话时，你的头像可以准确重现你的面部表情。
这对于想要用更简单的方式让卡通角色更像它的配音演员的动画师来说，也是一个福利。
这也是可以娱乐的。亿豪和他的伙伴们使用他们的算法，将表情粘贴到其他人脸上，甚至油画上的脸（看上图）。将不同的表情粘贴到你朋友、名人或者你老板的脸上无疑是一件很有趣的事。漫长的冬夜已经过去了。
原文标题：Algorithm Clones Facial Expressions…And Pastes Them Onto Other Faces
Via： 36大数据
金融工程, 数学算法