|AI不止能美颜,美妆迁移这样做 | 赠书( 四 )



其中Cl , Hl , Wl分别是网络第l层的通道数 , 特征图高度和宽度 。
为了更加精确的控制局部区域的妆造效果 , BeautyGAN训练了一个语义分割网络提取人脸不同区域的掩膜(mask) , 使得无妆图和有妆图在脸部、眼部、嘴部三个区域需满足妆造损失(makeup loss) , 妆造损失通过直方图匹配实现 , 其中一个区域的损失定义如下:
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item可以分别表示脸部、眼部、嘴部三个区域 , HM是一个直方图匹配操作 , M就是图对应的掩膜 , 表示逐个像素相乘 。
整个makeup损失定义如下:
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完整的BeautyGAN生成器损失为:
下面就是一些效果图:
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[3] Liu S, Ou X, Qian R, et al. Makeup like a superstar: Deep localized makeup transfer network[J]. arXiv preprint arXiv:1604.07102, 2016.
[4] Li T, Qian R, Dong C, et al. Beautygan: Instance-level facial makeup transfer with deep generative adversarial network[C]//Proceedings of the 26th ACM international conference on Multimedia. 2018: 645-653.
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展望
由于GAN等技术的成熟 , 人脸的妆造迁移算法得到了长足的进步 , 不过在实际落地中仍然会面临着一些难题 , 如大姿态和大表情的妆造迁移问题 , 后续的一些研究者们也基于此做出了一些工作 , 比如Pose-Robust Spatial-Aware GAN[5] 。
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该方法包括三个模块 , 即Makeup Distillation Network (MDNet) , Attentive Makeup Morphing (AMM) module以及De- makeup Re-makeup Network (DRNet) 。
Makeup distillation network是一个编码器模块 , 它从参考的妆造图y中提取特征Vy , 然后使用1×1卷积变换为两个矩阵γ和β, 它们是大小都为1×H×W的特征图 , 它编码了从内在的面部特征 , 比如面部形状 , 眼睛大小到与化妆相关的特征 , 比如唇彩 , 眼影之间的关系 。
原图像同样会经过Makeup distillation network得到特征Vx , 但是因为原图像和妆造图有很大的表情和姿态差异 , 所以γ和β不能直接应用于Vx得到最终妆造结果 , 而Attentive makeup morphing module这个模块则在原图和参考图的逐像素差异的约束下计算出变形矩阵A , 它的大小是HW×HW , 这两个attention矩阵用于将γ和β进行变形得到γ’和β’ , 使其可以用于原图 。
变形矩阵A的计算考虑了两方面的信息 , 第一个是Makeup distillation network提取的特征V , 大小是C×H×W , 第二个是几何信息P , 这是为了保证x和y的妆造像素位置的对应 , 它的每一个特征图的元素计算了与68个人脸关键点的位置差 , 因此大小是136×H×W , P的计算如下 , 其中分别表示取x和y坐标 , 即第i个人脸关键点 。
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A的计算如下:
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其中mxi表示原图像x的第i个像素的人脸分割掩膜结果 , myj表示妆造图y的第j个像素的人脸分割掩膜结果 , 当两者同属于某一个语义区域比如嘴唇时 , I(mxi=myi)等于1 , 否则为0 。


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