Analyse, Reconstruction 3D, & Animation du Visage

Face analysis fields are widely spread out over a large quantity of domains : Human Computer Interaction, security, movies post-production, games... It includes detection, recognition, 3D reconstruction, animation, and emotion analysis. Face animation was the main motivation of this thesis, and we always kept it in mind at anytime. We discuss here, most of the fields. We first talk about face reconstruction and face modeling with a new model inspired by the Candide Model. Then, we address face detection and particularly features detection introducing anthropometric constraints in a global scheme through a Markov Random Field formulation. From prior constraints, we are able to estimate the 3d pose of a face from a single image and to extend it to motion tracking.We conlude our work with emotion analysis. We propose an expression modelling technique defined as time series, and we present our 3D database for face expression. We present the state of the art of emotion recognition. And we finally invoke the use of our expression modelling technique as a prediction to be compared with the data in time.L'analyse du visage est un sujet très étudié dans de nombreux domaines : Interaction Homme Machine, sécurité, post-production cinématographique, jeux video. . . Cela comprend la détection, la reconnaissance, la reconstruction 3D, l'animation et l'analyse d'émotions. L'animation du visage a été la motivation principale durant toute la thèse. Nous nous intéressons à la plupart des domaines liés au visage : tout d'abord la reconstruction 3D et la modélisation de visage, avec un nouveau modèle de visage. Ensuite, nous introduisons des contraintes anthropométriques par champs de Markov pour la détection globale de points d'intérêts. Partant de contraintes anthropométriques, nous sommes capables d'estimer la pose 3D du visage à partir d'une seule image, et de l'étendre au suivi du visage. L'analyse d'émotion conclut notre travail : nous présentons une technique de modélisation d'expression définie comme une série temporelle et proposons de l'utiliser pour la prédiction d'émotions