人脸图像的特征夸张是一种经典的艺术表现手法,它被广泛地应用于人脸艺术化作品,以及网络即时通信交流平台等应用领域。但是现有的人脸特征夸张方法注重于人脸局部特征的夸张,忽略了特定的人脸全局特征组合在人脸认知过程中起到的作用,因此会导致人脸图像在夸张处理前后给人的心理印象发生改变。为了改进以往方法存在的不足,本文结合社会心理学领域对人脸认知过程的相关研究,对不同性格类别的人脸建立多级特征模型,随后选取不同的多级特征模型应用到目标人脸图像,使用此方法可以有效地强化或修改人脸图像带给人的心理印象,实现人脸图像的性格化夸张。本文的主要贡献和创新点包括:(1)结合人脸认知心理学,提出了一种基于多级特征表示的人脸图像性格化特征模型(Personality Trait Model,简称为PTM)。其中模型的抽象层包含了人脸的性格特征标签,如慈祥、奸诈、可爱等等,这种性格标签信息通过认知统计实验获得;模型的具象层则包含了人脸多维细节特征。通过训练,模型将人脸性格特征标签与人脸特定的细节特征组合相关联。因此,利用该模型就可以实现人脸的性格化夸张,强化或修改人脸带给人的心理印象。(2)提出了结合形状和纹理细节特征夸张的人脸图像夸张算法。以往人脸特征夸张方法着重于研究人脸五官的形变方式,只着眼于形状夸张的研究。本算法中,PTM具象层的细节特征同时包含形状特征和纹理特征,可以更全面地描述人脸外观信息,使夸张效果更显著。(3)设计并实现了一套基于PTM的人脸图像夸张的技术方案。整个方案分为训练阶段和应用阶段两部分。训练阶段中,方案根据样本人脸图像构建出不同的PTM,也代表了不同性格分类下的夸张风格,整个阶段包含位置特征提取、距离特征提取、全局纹理特征提取和局部纹理特征提取四个步骤。应用阶段则利用选取的PTM进行人脸夸张,其又可分为位置特征夸张、距离特征夸张、全局纹理特征夸张和局部纹理特征夸张四个步骤。(4)提供了实验效果图和认知验证实验证明本文方法的有效性。一方面,给出了利用PTM进行人脸图像特征性格化夸张后的输出效果图像,直观地展现了本文方法的效果。另一方面,设计了认知调查实验,通过定量地分析志愿者对夸张前后人脸图像心理印象的差异,证明了本文方法确实能按需求有效地强化人脸图像的性格特征。