人臉器官拼接融合及其在人臉動(dòng)畫(huà)中的應(yīng)用.pdf

1、人臉動(dòng)畫(huà)是廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)行業(yè)、游戲行業(yè)、遠(yuǎn)程會(huì)議、代理和化身等許多領(lǐng)域，是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。其中，基于單幅圖像的人臉動(dòng)畫(huà)的研究近年來(lái)引起了許多研究者的關(guān)注。基于單幅圖像的人臉動(dòng)畫(huà)，對(duì)給定的一幅圖像進(jìn)行幾何位置上的變換，能產(chǎn)生一些有趣的視覺(jué)效果，在影視娛樂(lè)、廣告設(shè)計(jì)中常用來(lái)產(chǎn)生特技。 基于單幅圖像的人臉動(dòng)畫(huà)由于是在真實(shí)人臉圖片的基礎(chǔ)上做圖像變形而產(chǎn)生，所以具有較高的真實(shí)感。本文提出并實(shí)現(xiàn)的一種基于單幅圖像的人臉動(dòng)畫(huà)生

2、成系統(tǒng)，在MPEG-4人臉動(dòng)畫(huà)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，采用了膚色模型等人臉特征點(diǎn)定位技術(shù)和Mesh-Warping的圖像變形方法生成人臉動(dòng)畫(huà)，在口腔/眼球的處理上采用了圖像拼接和融合方法，使得生成的人臉動(dòng)畫(huà)在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)獲得了較為逼真的動(dòng)畫(huà)效果，本文主要內(nèi)容包括： 1)調(diào)研并總結(jié)了人臉動(dòng)畫(huà)中的MPEG-4人臉動(dòng)畫(huà)標(biāo)準(zhǔn)、人臉特征點(diǎn)定位、圖像變形和圖像拼接融合技術(shù)，分析對(duì)比了這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。 2)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有較高真實(shí)感和實(shí)時(shí)性

3、的基于單張人臉圖像的人臉動(dòng)畫(huà)生成系統(tǒng)。將MPEG-4中的人臉動(dòng)畫(huà)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化后應(yīng)用到基于單張人臉圖像的2D人臉動(dòng)畫(huà)生成中?？蓪?duì)人臉進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)定位。選用了Mesh-Warping算法對(duì)圖像進(jìn)行變形，既保持了較高真實(shí)感，又能滿(mǎn)足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新有： 1)在Mesh-Warping變形算法中，根據(jù)人臉器官運(yùn)動(dòng)的特殊性，在構(gòu)造變形樣條時(shí)，提出了整體樣條和局部樣條結(jié)合，橫向樣條和縱向樣條分離的方法。在保持圖像變形

4、效果的同時(shí)，盡可能的減少了運(yùn)算時(shí)間。 2)提出了在極坐標(biāo)上基于樣條插值的人臉器官拼接算法。該算法可以較快的完成人臉口腔/眼睛器官樣本圖像與人臉圖像的拼接和融合，使動(dòng)畫(huà)中出現(xiàn)張嘴效果時(shí)，能看較為清楚較為自然地看到舌頭和牙齒等原圖沒(méi)有的器官。并且算法具有靈活性，通過(guò)選用不同的樣條，可以在變形效果和計(jì)算時(shí)間之間尋找符合用戶(hù)要求的折中點(diǎn)。 3)通過(guò)該拼接融合算法，能將樣本圖像上的眼睛移植到原圖像上，以滿(mǎn)足某些特殊的動(dòng)畫(huà)要求，并且