基于單張相片的人臉重構(gòu)與驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，對(duì)三維人臉重構(gòu)和動(dòng)畫(huà)的探索持續(xù)升溫，已成為虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)后，伴隨著通訊技術(shù)、娛樂(lè)影視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，計(jì)算機(jī)人臉重構(gòu)和動(dòng)畫(huà)有著越來(lái)越廣泛的研究意義，且具備極高的應(yīng)用價(jià)值。研究的難點(diǎn)和重心主要集中在兩方面，即如何快速重構(gòu)具有高真實(shí)感的三維模型，以及如何驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生帶豐富表情的人臉動(dòng)畫(huà)。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先從建模、動(dòng)畫(huà)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)三方面對(duì)三維人臉動(dòng)畫(huà)的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)，探討了各種方法的優(yōu)缺。繼而整合一些較為分

2、散的研究點(diǎn)，借助一個(gè)中性人臉模型，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于單張正面人臉相片的三維人臉重構(gòu)及驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)。本文的主要成果體現(xiàn)為以下幾方面：
　　1.人臉整體對(duì)齊。通過(guò)求解特征向量的放射變換矩陣，得到兩組特征向量的最小距離差，從而對(duì)齊模型特征點(diǎn)和圖形特征點(diǎn)。模型特征點(diǎn)為手工選定，圖像特征點(diǎn)通過(guò)主動(dòng)形狀模型（ASM）算法自動(dòng)提取。
　　2.局部五官對(duì)齊。提出了一種區(qū)域網(wǎng)格平滑移動(dòng)算法，進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)重構(gòu)模型與輸入圖像中人臉的面部五官細(xì)節(jié)。

3、
　　3.基準(zhǔn)模型網(wǎng)格擴(kuò)展。利用貝塞爾曲面和貝塞爾曲線(xiàn)，平滑延伸基準(zhǔn)中性人臉模型的網(wǎng)格，生成背景板，增加動(dòng)畫(huà)真實(shí)感。
　　4.生成基本唇形和表情。使用肌肉向量模型，通過(guò)配置分布在人臉的多條肌肉，合成基本的16種嘴形和10種人臉表情，為驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)提供便利和基礎(chǔ)。
　　5.實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)。建立語(yǔ)音字典和文法規(guī)則，利用基于隱式馬爾可夫模型訓(xùn)練得到的語(yǔ)音識(shí)別器轉(zhuǎn)換音頻信息為漢字音節(jié)。再通過(guò)音節(jié)和唇形對(duì)應(yīng)表得到語(yǔ)音對(duì)應(yīng)的口型序列