三維人臉建模及表情動(dòng)畫(huà)技術(shù)研究.pdf

1、隨著多媒體計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)與人的交流日益增加，而人的面部傳遞著人類(lèi)最廣泛的信息，如情感、精神狀態(tài)等，雖然每個(gè)人臉部特征很相似，但卻有不同的表情特征，于是人臉建模與動(dòng)畫(huà)成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中重要的研究課題。
　　本文針對(duì)人臉建模及動(dòng)畫(huà)中所涉及的特征提取、特定人臉建模、表情合成、口型合成及動(dòng)畫(huà)生成等方面的技術(shù)，進(jìn)行了深入研究，提出了自己的方法，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)以人臉照片輸入為基礎(chǔ)的人臉建模及動(dòng)畫(huà)生成的原型系統(tǒng)。本文的主

2、要工作包括：
　　1）人臉特征提取。主要研究人臉特征點(diǎn)定義和提取。人臉特征點(diǎn)要求既能反映人臉的整體幾何結(jié)構(gòu)，又能表示五官的局部特征。在進(jìn)行特征點(diǎn)定義時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要精簡(jiǎn)了MPEG-4中定義的人臉特征點(diǎn)的個(gè)數(shù)；使用特征點(diǎn)模板與手工標(biāo)定結(jié)合的方法確定特征點(diǎn)的位置，并利用立體視覺(jué)原理恢復(fù)出特定人臉的特征點(diǎn)信息。
　　2）真實(shí)感特定人臉模型的重建。通過(guò)從輸入的特定人臉圖像中提取的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，用CANDIDE-3模型作為通用的3D人臉

3、模型,對(duì)通用模型進(jìn)行全局變換和局部變換，對(duì)于非特征點(diǎn)的調(diào)整，采用徑向基函數(shù)進(jìn)行插值。生成特定人臉的線框模型后，采用紋理映射的方法將紋理貼在人臉模型上，經(jīng)過(guò)渲染可以得到特定人的真實(shí)感人臉模型。
　　3）表情動(dòng)畫(huà)合成及中文文本驅(qū)動(dòng)的唇部動(dòng)畫(huà)生成。基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合面部動(dòng)作編碼系統(tǒng)，按照面部表情動(dòng)作劃分面部關(guān)鍵區(qū)域，在關(guān)鍵區(qū)域定義局部動(dòng)作參數(shù)，控制合成面部表情。本文根據(jù)MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中人臉動(dòng)畫(huà)的工作原理，改進(jìn)了MPEG-4中已

4、知FAP（FacialAnimationParameter,人臉動(dòng)畫(huà)參數(shù)）和FaceDefTables(人臉動(dòng)畫(huà)定義表)，計(jì)算FAP控制區(qū)內(nèi)點(diǎn)的坐標(biāo)的算法，結(jié)合自動(dòng)計(jì)算和手工操作，實(shí)現(xiàn)以FAP流驅(qū)動(dòng)的人臉動(dòng)畫(huà)。漢語(yǔ)口型的模擬是本文的另外一個(gè)組成部分。本文提煉出了漢語(yǔ)的七種口型，利用MPEG-4中定義的唇部相關(guān)FAP參數(shù)，通過(guò)手工調(diào)整獲得了七種基本口型的數(shù)據(jù)，并歸納出漢語(yǔ)拼音與音素、音素與口型的關(guān)系，當(dāng)輸入拼音時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行分析，做出適當(dāng)?shù)?/p>