基于MPEG-4的三維人臉動(dòng)畫(huà)合成研究.pdf

1、人臉的計(jì)算機(jī)模擬長(zhǎng)期以來(lái)一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及人機(jī)交互中非?；钴S的研究領(lǐng)域，逼真的面部合成是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中最根本的問(wèn)題之一，同時(shí)也是最困難的問(wèn)題之一。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在建模、渲染和動(dòng)畫(huà)等方面的發(fā)展，人臉建模和人臉動(dòng)畫(huà)在電影、廣告、遠(yuǎn)程會(huì)議、視頻電話(huà)、數(shù)字娛樂(lè)、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，人臉動(dòng)畫(huà)不但具有理論研究意義，同時(shí)也具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

2、 在人臉動(dòng)畫(huà)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(shí)現(xiàn)了一些人臉建模和動(dòng)畫(huà)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(shí)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(jìn)一步研究和改進(jìn)的地方。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于計(jì)算機(jī)三維人臉動(dòng)畫(huà)的研究現(xiàn)狀，主要研究基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的人臉動(dòng)畫(huà)生成算法以及融合口型和表情多種面部運(yùn)動(dòng)元素的人臉動(dòng)畫(huà)合成方法，力求在標(biāo)記文本的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)較低復(fù)雜度的實(shí)時(shí)計(jì)算，獲得富于變化的真實(shí)感人臉動(dòng)畫(huà)

3、。 在基于MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)畫(huà)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(duì)FDP(Facial Definition Parameters)進(jìn)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(guò)對(duì)視頻序列中人臉標(biāo)記點(diǎn)位移進(jìn)行分析計(jì)算來(lái)求解FAP值，得到了可

4、以再現(xiàn)真實(shí)面部運(yùn)動(dòng)的FAP參數(shù)。 在實(shí)現(xiàn)具有豐富面部動(dòng)作的人臉動(dòng)畫(huà)方面，本文針對(duì)漢語(yǔ)語(yǔ)言發(fā)音的特點(diǎn)，建立了FAP參數(shù)序列表示的三維口型庫(kù)。通過(guò)對(duì)JAFFE人臉表情數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)研究，總結(jié)出基本表情的情感組合模型，并用于對(duì)采集的原始基本表情進(jìn)行校正，完成人臉基本表情庫(kù)的建立。最后，本文基于FAP參數(shù)的特點(diǎn)，提出了一種口型動(dòng)畫(huà)和表情動(dòng)畫(huà)的融合模型，實(shí)驗(yàn)表明，該融合模型可以真實(shí)的模擬人臉?lè)蔷€(xiàn)性的復(fù)雜復(fù)合運(yùn)動(dòng)，同時(shí)計(jì)算可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的要求