基于MPEG-4的三維人臉動畫合成研究.pdf

1、人臉的計算機模擬長期以來一直是計算機圖形學(xué)以及人機交互中非?；钴S的研究領(lǐng)域，逼真的面部合成是計算機圖形學(xué)中最根本的問題之一，同時也是最困難的問題之一。隨著計算機圖形學(xué)在建模、渲染和動畫等方面的發(fā)展，人臉建模和人臉動畫在電影、廣告、遠程會議、視頻電話、數(shù)字娛樂、人機交互、虛擬現(xiàn)實、計算機輔助教學(xué)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因此，作為當(dāng)前計算機視覺和計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，人臉動畫不但具有理論研究意義，同時也具有極大的應(yīng)用價值。

2、 在人臉動畫研究的三十多年中，眾多學(xué)者做出許多創(chuàng)造性的研究工作，并實現(xiàn)了一些人臉建模和動畫系統(tǒng)。但在算法的復(fù)雜度、獲取三維數(shù)據(jù)的易用性、實現(xiàn)可變姿態(tài)的便捷性和魯棒性等方面還存在許多需要進一步研究和改進的地方。本文結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于計算機三維人臉動畫的研究現(xiàn)狀，主要研究基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的人臉動畫生成算法以及融合口型和表情多種面部運動元素的人臉動畫合成方法，力求在標(biāo)記文本的驅(qū)動下，通過較低復(fù)雜度的實時計算，獲得富于變化的真實感人臉動畫

3、。 在基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的動畫合成方面，本文主要研究了人臉建模和FAP(Facial Animation Parameters)數(shù)據(jù)提取的方法。利用工具建模，轉(zhuǎn)換成分部件描述的VRML格式，并對FDP(Facial Definition Parameters)進行手工設(shè)定，得到了兼容于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的人臉模型。在數(shù)據(jù)采集方面，本文提出了一種FAP分析提取算法，通過對視頻序列中人臉標(biāo)記點位移進行分析計算來求解FAP值，得到了可

4、以再現(xiàn)真實面部運動的FAP參數(shù)。 在實現(xiàn)具有豐富面部動作的人臉動畫方面，本文針對漢語語言發(fā)音的特點，建立了FAP參數(shù)序列表示的三維口型庫。通過對JAFFE人臉表情數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計研究，總結(jié)出基本表情的情感組合模型，并用于對采集的原始基本表情進行校正，完成人臉基本表情庫的建立。最后，本文基于FAP參數(shù)的特點，提出了一種口型動畫和表情動畫的融合模型，實驗表明，該融合模型可以真實的模擬人臉非線性的復(fù)雜復(fù)合運動，同時計算可以滿足實時性的要求