在本文中，我们介绍了一种新颖的深入学习方法，用于“野外”视频中演员的情绪状态的光学逼真操纵。所提出的方法基于输入场景中的演员的参数3D面表示，其提供来自头部姿势和面部表达的面部身份的可靠性解剖。然后，它使用新的深度域翻译框架，以符合他们的动态，以一致而合理的方式改变面部表情。最后，改变改变的面部表情用于基于特别设计的神经面渲染器光实际地操纵输入场景中的面部区域。据我们所知，我们的方法是第一个能够通过唯一用作操纵情绪的语义标记来控制演员的面部表情，同时保持与语音相关的唇部运动。我们进行广泛的定性和定量评估和比较，展示了我们的方法的有效性以及我们获得的特别有希望的结果。我们的方法为神经渲染技术的有用应用开辟了一种新的可能性，从电影后生产和视频游戏到照片逼真的情感化身。

编辑和操纵视频中的面部特征是一种有趣而重要的研究领域，具有夸张的应用，从电影生产和视觉效果到视频游戏和虚拟助手的现实头像。据我们所知，本文提出了第一种在视频中进行了对面部表情的照相型式操纵的方法。我们的方法支持基于神经渲染和基于3D的面部表情建模的语义视频操纵。我们专注于通过改变和控制面部表情来互动操纵视频，实现有前途的光电温度效果。该方法基于用于3D面部形状和活动的脱屑表示和估计，为用户提供对输入视频中的面部表情的直观且易于使用的控制。我们还介绍了一个用户友好的交互式AI工具，该工具处理有关输入视频的特定部分的所需情绪操纵的人类可读的语义标签，并合成光电环境拟人的操纵视频。我们通过将情绪标签映射到价值（VA）值来实现这一点，又通过特别设计和训练的表达式解码器网络映射到解开的3D面部表达式。本文提出了详细的定性和定量实验，展示了我们系统的有效性以及它实现的有希望的结果。可以在补充材料中找到其他结果和视频（https://github.com/girish-03/deepsemmanipulation）。

最近，音频驱动的会说话的面部视频产生引起了广泛的关注。但是，很少有研究能够解决这些会说话的面部视频的情感编辑问题，并具有连续可控的表达式，这是行业中强烈的需求。面临的挑战是，与语音有关的表达和与情感有关的表达通常是高度耦合的。同时，由于表达式与其他属性（例如姿势）的耦合，即在每个框架中翻译角色的表达可能会同时改变头部姿势，因此传统的图像到图像翻译方法无法在我们的应用中很好地工作。培训数据分布。在本文中，我们提出了一种高质量的面部表达编辑方法，用于谈话面部视频，使用户可以连续控制编辑视频中的目标情感。我们为该任务提供了一个新的视角，作为运动信息编辑的特殊情况，我们使用3DMM捕获主要的面部运动和由StyleGAN模拟的相关纹理图，以捕获外观细节。两种表示（3DMM和纹理图）都包含情感信息，并且可以通过神经网络进行连续修改，并通过系数/潜在空间平均轻松平滑，从而使我们的方法变得简单而有效。我们还引入了口腔形状的保存损失，以控制唇部同步和编辑表达的夸张程度之间的权衡。广泛的实验和用户研究表明，我们的方法在各种评估标准中实现了最先进的表现。

在本文中，我们介绍了一条神经渲染管道，用于将一个人在源视频中的面部表情，头部姿势和身体运动转移到目标视频中的另一个人。我们将方法应用于手语视频的具有挑战性的案例：给定手语用户的源视频，我们可以忠实地传输执行的手册（例如握手，棕榈方向，运动，位置）和非手术（例如，眼睛凝视，凝视，面部表情，头部移动）以照片真实的方式标志着目标视频。为了有效捕获上述提示，这些线索对于手语交流至关重要，我们以最近引入的最健壮和最可靠的深度学习方法的有效组合来建立。使用3D感知表示，将身体部位的估计运动组合并重新定位到目标签名者。然后将它们作为我们的视频渲染网络的条件输入，从而生成时间一致和照片现实的视频。我们进行了详细的定性和定量评估和比较，这些评估和比较证明了我们的方法的有效性及其对现有方法的优势。我们的方法产生了前所未有的现实主义的有希望的结果，可用于手语匿名。此外，它很容易适用于重新制定其他类型的全身活动（舞蹈，表演，锻炼等）以及手语生产系统的合成模块。

InputOutput Input Output Fig. 1. Unlike current face reenactment approaches that only modify the expression of a target actor in a video, our novel deep video portrait approach enables full control over the target by transferring the rigid head pose, facial expression and eye motion with a high level of photorealism.We present a novel approach that enables photo-realistic re-animation of portrait videos using only an input video. In contrast to existing approaches that are restricted to manipulations of facial expressions only, we are the irst to transfer the full 3D head position, head rotation, face expression, eye gaze, and eye blinking from a source actor to a portrait video of a target actor. The core of our approach is a generative neural network with a novel space-time architecture. The network takes as input synthetic renderings of a parametric face model, based on which it predicts photo-realistic video frames for a given target actor. The realism in this rendering-to-video transfer is achieved by careful adversarial training, and as a result, we can create modiied target videos that mimic the behavior of the synthetically-created input. In order to enable source-to-target video re-animation, we render a synthetic target video with the reconstructed head animation parameters from a source video, and feed it into the trained network ś thus taking full control of the

Animating portraits using speech has received growing attention in recent years, with various creative and practical use cases. An ideal generated video should have good lip sync with the audio, natural facial expressions and head motions, and high frame quality. In this work, we present SPACE, which uses speech and a single image to generate high-resolution, and expressive videos with realistic head pose, without requiring a driving video. It uses a multi-stage approach, combining the controllability of facial landmarks with the high-quality synthesis power of a pretrained face generator. SPACE also allows for the control of emotions and their intensities. Our method outperforms prior methods in objective metrics for image quality and facial motions and is strongly preferred by users in pair-wise comparisons. The project website is available at https://deepimagination.cc/SPACE/

由于深度学习的出现，图像数据的最新技术对单眼3D面对重建的重建取得了令人印象深刻的进步。但是，它主要集中于来自单个RGB图像的输入，忽略以下重要因素：a）如今，感兴趣的绝大多数面部图像数据不是来自单个图像，而是来自包含丰富动态信息的视频。 。 b）此外，这些视频通常以某种形式的口头交流捕捉个人（公众对话，电视会议，视听人类计算机的互动，访谈，电影中的独白/对话等）。当在此类视频中应用现有的3D面部重建方法时，重建口腔区域的形状和运动中的伪影通常很严重，因为它们与语音音频不太匹配。为了克服上述局限性，我们提出了3D口表达的视觉语音感知重建的第一种方法。我们通过提出“口语”损失来做到这一点，该损失指导拟合过程，从而使3D重建的说话头的感知与原始录像相似。我们证明，有趣的是，与传统的具有里程碑意义的损失，甚至直接3D监督相比，口头损失更适合3D重建嘴运动。此外，设计的方法不依赖于任何文本转录或相应的音频，因此非常适合在未标记的数据集中培训。我们通过对三个大规模数据集的详尽客观评估以及通过两种基于网络的用户研究进行主观评估来验证方法的效率。

双打在电影业中起着必不可少的作用。他们代替了演员在危险的特技场景或同一演员扮演多个角色的场景中代替。后来，Double的脸被演员的脸部和表达式取代，并用昂贵的CGI技术手动表达，耗资数百万美元，花了几个月的时间才能完成。一种自动化，廉价且快速的方法可以是使用旨在将身份从源面部视频（或图像）交换为目标面部视频的面部交换技术。但是，这种方法无法保留演员对场景上下文重要的源表达式。 ％对场景必不可少的。在电影院中必不可少的％。为了应对这一挑战，我们介绍了视频对视频（V2V）面部扫描，这是一项可以保留面部交换的新任务（1）源（演员）面部视频的身份和表达方式和（2）背景和目标（双重）视频的姿势。我们提出了一个V2V面部交换系统Cownoff，该系统通过学习强大的混合操作来运行，以根据上述约束来合并两个面部视频。它首先将视频减少到量化的潜在空间，然后将它们混合在减少的空间中。对抗以一种自我监督的方式进行了训练，并坚决应对V2V面部交换的非平凡挑战。如实验部分所示，面对面的表现明显优于定性和定量的交替方法。

尽管已经对音频驱动的说话的面部生成取得了重大进展，但现有方法要么忽略面部情绪，要么不能应用于任意主题。在本文中，我们提出了情感感知的运动模型（EAMM），以通过涉及情感源视频来产生一次性的情感谈话面孔。具体而言，我们首先提出了一个Audio2Facial-Dynamics模块，该模块从音频驱动的无监督零和一阶密钥点运动中进行说话。然后，通过探索运动模型的属性，我们进一步提出了一个隐性的情绪位移学习者，以表示与情绪相关的面部动力学作为对先前获得的运动表示形式的线性添加位移。全面的实验表明，通过纳入两个模块的结果，我们的方法可以在具有现实情感模式的任意主题上产生令人满意的说话面部结果。

Different people speak with diverse personalized speaking styles. Although existing one-shot talking head methods have made significant progress in lip sync, natural facial expressions, and stable head motions, they still cannot generate diverse speaking styles in the final talking head videos. To tackle this problem, we propose a one-shot style-controllable talking face generation framework. In a nutshell, we aim to attain a speaking style from an arbitrary reference speaking video and then drive the one-shot portrait to speak with the reference speaking style and another piece of audio. Specifically, we first develop a style encoder to extract dynamic facial motion patterns of a style reference video and then encode them into a style code. Afterward, we introduce a style-controllable decoder to synthesize stylized facial animations from the speech content and style code. In order to integrate the reference speaking style into generated videos, we design a style-aware adaptive transformer, which enables the encoded style code to adjust the weights of the feed-forward layers accordingly. Thanks to the style-aware adaptation mechanism, the reference speaking style can be better embedded into synthesized videos during decoding. Extensive experiments demonstrate that our method is capable of generating talking head videos with diverse speaking styles from only one portrait image and an audio clip while achieving authentic visual effects. Project Page: https://github.com/FuxiVirtualHuman/styletalk.

我们提出了自由式 - 人体神经通话的头部合成系统。我们表明，具有稀疏3D面部标志的建模面孔足以实现最先进的生成性能，而无需依赖诸如3D可变形模型之类的强统计学先验。除了3D姿势和面部表情外，我们的方法还能够将目光从驾驶演员转移到源身份。我们的完整管道由三个组件组成：一个规范的3D密钥估计器，可回归3D姿势和与表达相关的变形，凝视估计网络和建立在Headgan架构上的生成器。我们进一步实验发电机的扩展，以使用注意机制可容纳几次学习，以防万一可用多个源图像。与最新的重演和运动转移模型相比，我们的系统实现了更高的照片真实性与优越的身份保护，同时提供明确的注视控制。

尽管基于深度学习的面部相关模型成功显着，但这些模型仍然仅限于真正人类面的领域。另一方面，由于缺乏组织良好的数据集，由于缺乏组织的数据集，动画面的域已经不太积极地研究。在本文中，我们通过可控的合成动画模型介绍了一个大规模动画CeleBfaces数据集（AnimeCeleb），以提高动画面域的研究。为了促进数据生成过程，我们基于开放式3D软件和开发的注释系统构建半自动管道。这导致构建大型动画面部数据集，包括具有丰富注释的多姿态和多样式动画面。实验表明，我们的数据集适用于各种动画相关的任务，如头部重新创建和着色。

照片逼真的面部视频肖像重演益处虚拟生产和众多VR / AR经验。由于肖像应该保持高现实主义和与目标环境的一致性，任务仍然具有挑战性。在本文中，我们介绍了一种可靠的神经视频肖像，同步的致密和再生方案，其将头部姿势和面部表达从源actor传送到具有任意新的背景和照明条件的目标演员的肖像视频。我们的方法结合了4D反射场学习，基于模型的面部性能捕获和目标感知神经渲染。具体地，我们采用渲染到视频翻译网络首先从混合面部性能捕获结果中合成高质量的OLAT镜片和alpha锍。然后，我们设计了一个语义感知的面部归一化方案，以实现可靠的显式控制以及多帧多任务学习策略，以同时编码内容，分割和时间信息以获得高质量的反射场推断。在培训之后，我们的方法进一步实现了目标表演者的照片现实和可控的视频肖像编辑。通过将相同的混合面部捕获和归一化方案应用于源视频输入，可以获得可靠的面部姿势和表达编辑，而我们的显式alpha和Olat输出使高质量的依据和背景编辑能够实现。凭借实现同步致密和再生的能力，我们能够改善各种虚拟生产和视频重写应用程序的现实主义。

Figure 1: FaceForensics++ is a dataset of facial forgeries that enables researchers to train deep-learning-based approaches in a supervised fashion. The dataset contains manipulations created with four state-of-the-art methods, namely, Face2Face, FaceSwap, DeepFakes, and NeuralTextures.

由于其语义上的理解和用户友好的可控性，通过三维引导，通过三维引导的面部图像操纵已广泛应用于各种交互式场景。然而，现有的基于3D形式模型的操作方法不可直接适用于域名面，例如非黑色素化绘画，卡通肖像，甚至是动物，主要是由于构建每个模型的强大困难具体面部域。为了克服这一挑战，据我们所知，我们建议使用人为3DMM操纵任意域名的第一种方法。这是通过两个主要步骤实现的：1）从3DMM参数解开映射到潜在的STYLEGO2的潜在空间嵌入，可确保每个语义属性的解除响应和精确的控制; 2）通过实施一致的潜空间嵌入，桥接域差异并使人类3DMM适用于域外面的人类3DMM。实验和比较展示了我们高质量的语义操作方法在各种面部域中的优越性，所有主要3D面部属性可控姿势，表达，形状，反照镜和照明。此外，我们开发了直观的编辑界面，以支持用户友好的控制和即时反馈。我们的项目页面是https://cassiepython.github.io/cddfm3d/index.html

与传统的头像创建管道相反，这是一个昂贵的过程，现代生成方法直接从照片中学习数据分布，而艺术的状态现在可以产生高度的照片现实图像。尽管大量作品试图扩展无条件的生成模型并达到一定程度的可控性，但要确保多视图一致性，尤其是在大型姿势中，仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个3D肖像生成网络，该网络可产生3D一致的肖像，同时根据有关姿势，身份，表达和照明的语义参数可控。生成网络使用神经场景表示在3D中建模肖像，其生成以支持明确控制的参数面模型为指导。尽管可以通过将图像与部分不同的属性进行对比，但可以进一步增强潜在的分离，但在非面积区域（例如，在动画表达式）时，仍然存在明显的不一致。我们通过提出一种体积混合策略来解决此问题，在该策略中，我们通过将动态和静态辐射场融合在一起，形成一个复合输出，并从共同学习的语义场中分割了两个部分。我们的方法在广泛的实验中优于先前的艺术，在自由视点中观看时，在自然照明中产生了逼真的肖像。所提出的方法还证明了真实图像以及室外卡通面孔的概括能力，在实际应用中显示出巨大的希望。其他视频结果和代码将在项目网页上提供。

虽然先前以语音为导向的说话面部生成方法在改善合成视频的视觉质量和唇部同步质量方面取得了重大进展，但它们对唇部运动的关注较少，从而极大地破坏了说话面部视频的真实性。是什么导致运动烦恼，以及如何减轻问题？在本文中，我们基于最先进的管道对运动抖动问题进行系统分析，该管道使用3D面表示桥接输入音频和输出视频，并通过一系列有效的设计来改善运动稳定性。我们发现，几个问题可能会导致综合说话的面部视频中的烦恼：1）输入3D脸部表示的烦恼； 2）训练推导不匹配； 3）视频帧之间缺乏依赖建模。因此，我们提出了三种有效的解决方案来解决此问题：1）我们提出了一个基于高斯的自适应平滑模块，以使3D面部表征平滑以消除输入中的抖动； 2）我们在训练中对神经渲染器的输入数据增加了增强的侵蚀，以模拟推理中的变形以减少不匹配； 3）我们开发了一个音频融合的变压器生成器，以模拟视频帧之间的依赖性。此外，考虑到没有现成的指标来测量说话面部视频中的运动抖动，我们设计了一个客观的度量标准（运动稳定性指数，MSI），可以通过计算方差加速度的倒数来量化运动抖动。广泛的实验结果表明，我们方法对运动稳定的面部视频生成的优越性，其质量比以前的系统更好。

深度神经网络在人类分析中已经普遍存在，增强了应用的性能，例如生物识别识别，动作识别以及人重新识别。但是，此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中，对大规模数据集的需求构成了严重的挑战，因为数据收集乏味，廉价，昂贵，并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成，作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法，在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查，总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后，我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。

生产级别的工作流程用于产生令人信服的3D动态人体面孔长期以来依赖各种劳动密集型工具用于几何和纹理生成，运动捕获和索具以及表达合成。最近的神经方法可以使单个组件自动化，但是相应的潜在表示不能像常规工具一样为艺术家提供明确的控制。在本文中，我们提出了一种新的基于学习的，视频驱动的方法，用于生成具有高质量基于物理资产的动态面部几何形状。对于数据收集，我们构建了一个混合多视频测量捕获阶段，与超快速摄像机耦合以获得原始的3D面部资产。然后，我们着手使用单独的VAE对面部表达，几何形状和基于物理的纹理进行建模，我们在各个网络的潜在范围内强加了基于全局MLP的表达映射，以保留各个属性的特征。我们还将增量信息建模为基于物理的纹理的皱纹图，从而达到高质量的4K动态纹理。我们展示了我们在高保真表演者特异性面部捕获和跨认同面部运动重新定位中的方法。此外，我们的基于多VAE的神经资产以及快速适应方案也可以部署以处理内部视频。此外，我们通过提供具有较高现实主义的各种有希望的基于身体的编辑结果来激发我们明确的面部解散策略的实用性。综合实验表明，与以前的视频驱动的面部重建和动画方法相比，我们的技术提供了更高的准确性和视觉保真度。

我们建议使用单个图像进行面部表达到表达翻译的简单而强大的地标引导的生成对抗网络（Landmarkgan），这在计算机视觉中是一项重要且具有挑战性的任务，因为表达到表达的翻译是非 - 线性和非对准问题。此外，由于图像中的对象可以具有任意的姿势，大小，位置，背景和自我观念，因此需要在输入图像和输出图像之间有一个高级的语义理解。为了解决这个问题，我们建议明确利用面部地标信息。由于这是一个具有挑战性的问题，我们将其分为两个子任务，（i）类别引导的地标生成，以及（ii）具有里程碑意义的指导表达式对表达的翻译。两项子任务以端到端的方式进行了培训，旨在享受产生的地标和表情的相互改善的好处。与当前的按键指导的方法相比，提议的Landmarkgan只需要单个面部图像即可产生各种表达式。四个公共数据集的广泛实验结果表明，与仅使用单个图像的最先进方法相比，所提出的Landmarkgan获得了更好的结果。该代码可从https://github.com/ha0tang/landmarkgan获得。