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?biāo)囆g(shù)造型是基于人臉照片原型進(jìn)行三維建模和藝術(shù)形變得到的計(jì)算機(jī)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(lái)更好的親和力，在動(dòng)畫(huà)影視、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。人臉?biāo)囆g(shù)造型的相似性與藝術(shù)性?xún)煞N指標(biāo)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(duì)于異構(gòu)的二維和三維人臉之間的相似性問(wèn)題研究還很少見(jiàn)。同時(shí)，對(duì)由定量的人臉相似模

2、型來(lái)指導(dǎo)藝術(shù)人臉合成的研究工作也較少見(jiàn)到。
　　本文分別采用流形學(xué)習(xí)（manifoldlearning）和主成分分析（principalcomponentanalysis,PCA）等方法，對(duì)異構(gòu)人臉之間的相似特征和三維卡通人臉的藝術(shù)風(fēng)格特征進(jìn)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(shí)現(xiàn)了一種三維卡通人臉生成方法。
　　主要研究工作如下：
　　（1）準(zhǔn)備了大量的二維

3、人臉圖片，對(duì)應(yīng)的三維人臉模型以及三維卡通人臉模型，對(duì)二維人臉圖片、三維人臉模型和三維卡通人臉?lè)謩e進(jìn)行了特征提取和對(duì)齊處理。
　　（2）提出一種基于流形空間的異構(gòu)人臉相似度計(jì)算方法。通過(guò)雙層流形降維策略，利用相似特征計(jì)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?cè)谶@個(gè)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。
　?。?）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?biāo)囆g(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(jìn)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(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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