基于遺傳流形采樣的三維卡通人臉造型方法研究.pdf

1、三維人臉藝術(shù)造型是基于人臉照片原型進行三維建模和藝術(shù)形變得到的計算機三維模型，與原型人臉相比，既具有相似性又具有藝術(shù)夸張性，能給觀眾帶來更好的親和力，在動畫影視、游戲、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域具有越來越廣泛的應(yīng)用。人臉藝術(shù)造型的相似性與藝術(shù)性兩種指標往往相互影響，難以兼顧。
　　目前，人臉相似性相關(guān)工作主要是研究同構(gòu)的二維和二維、三維和三維人臉數(shù)據(jù)之間的相似性，對于異構(gòu)的二維和三維人臉之間的相似性問題研究還很少見。同時，對由定量的人臉相似模

2、型來指導藝術(shù)人臉合成的研究工作也較少見到。
　　本文分別采用流形學習（manifoldlearning）和主成分分析（principalcomponentanalysis,PCA）等方法，對異構(gòu)人臉之間的相似特征和三維卡通人臉的藝術(shù)風格特征進行挖掘和描述，并建立了異構(gòu)人臉相似模型和卡通人臉造型可調(diào)節(jié)參數(shù)模型。在這兩種模型的相互作用下初步實現(xiàn)了一種三維卡通人臉生成方法。
　　主要研究工作如下：
　?。?）準備了大量的二維

3、人臉圖片，對應(yīng)的三維人臉模型以及三維卡通人臉模型，對二維人臉圖片、三維人臉模型和三維卡通人臉分別進行了特征提取和對齊處理。
　?。?）提出一種基于流形空間的異構(gòu)人臉相似度計算方法。通過雙層流形降維策略，利用相似特征計算二維人臉數(shù)據(jù)與三維人臉數(shù)據(jù)的鄰居關(guān)系，并將其反映到共享低維流形特征中。二維與三維人臉越相似，則它們在這個共享低維流形特征中的距離越近，據(jù)此得到異構(gòu)人臉相似模型。
　　（3）提出一種基于相似模型約束的三維卡通人臉

4、生成方法。首先利用主成分分析（principalcomponentanalysis,PCA）建立三維卡通人臉的PCA子空間，并構(gòu)建人臉藝術(shù)造型可調(diào)節(jié)參數(shù)模型，然后在該子空間中利用遺傳算法（GeneticAlgorithm,GA）進行采樣，并在異構(gòu)人臉相似模型的約束作用下生成具有較好相似性和藝術(shù)性的三維卡通人臉模型。
　　本文通過對比實驗驗證了異構(gòu)人臉相似模型的有效性，并在相似模型的約束下，利用本文方法生成一批三維卡通人臉造型，與傳