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【6h】

虚拟人物面部设计及驱动方法研究

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目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1研究背景

§1.2研究意义及前景

§1.3虚拟人面部设计系统的研究现状

§1.3.1模型设计方法

§1.3.2模型获取方法

§1.3.3模型驱动参数获取方法

§1.3.4目前已有的虚拟人物设计系统

§1.4本论文的主要研究内容和创新点

第二章虚拟人面部设计系统

§2.1系统组成

§2.1.1人脸模型重建模块

§2.1.2面部模型控制模块

§2.1.3面部驱动参数获取模块

§2.2系统的创新

第三章具有真实感的虚拟人人脸模型重建

§3.1标准模型重建

§3.1.1照片的拍摄

§3.1.2预处理

§3.1.3特征点的选择及表示

§3.1.4三维网格模型

§3.2具有真实感虚拟人脸模型重建

§3.2.1标准模型匹配

§3.2.2人脸校准

§3.2.3生成肌肉人脸模型

§3.2.4纹理匹配

§3.3试验结果

§3.4本章小结

第四章虚拟人物面部运动的量化控制方法

§4.1 WATERS人脸肌肉模型及驱动原理

§4.1.1 Waters人脸肌肉模型的组成

§4.1.2人脸肌肉模型驱动函数

§4.2人脸肌肉模型的表情口型量化控制

§4.2.1 MPEG4参数标准

§4.2.2肌肉收缩参数的归一化处理

§4.3表情量化控制运用之一——表情库的建立

§4.3.1表情库结构

§4.3.2情库建立方法

§4.3.3参数△li控制表情试验结果

§4.4本章小结

第五章人脸肌肉模型的单视频驱动方法

§5.1肌肉模型的单视频驱动原理

§5.2单视频驱动的方法流程

§5.2.1坐标系及控制点位移计算

§5.2.2数据的比例变换

§5.2.3计算肌肉收缩量

§5.2.4面部任意点位移的计算

§5.3试验结果

§5.4基于统计约束的KLT跟踪算法原理

§5.4.1 KLT跟踪算法原理

§5.4.2 KLT跟踪算法用于人脸特征跟踪面临的主要问题

§5.4.3加入统计约束的KLT跟踪算法原理

§5.5基于统计约束的KLT跟踪算法流程

5.6试验和结论

§5.6.1实验方法

§5.6.2实验结果和结论

§5.7本章小结

第六章通过语音获取口型运动参数的研究

§6.1 LIP SYNCHRONIZATION原理

§6.1.1语音信号与声道模型基础

§6.1.2Lip Sync理论基础

§6.2口型几何描述参数和语音信号频谱描述参数

§6.3训练分析算法

§6.3.1训练算法流程

§6.3.2分析算法流程

§6.4试验结果

§6.5本章小结

第七章虚拟人面部制作系统实例-虚拟教师制作系统

§7.1系统结构,主要模块和工作流程

§7.1.1系统结构

§7.1.2模型制作子系统及其工作步骤

§7.1.3参数获取子系统及其工作步骤

§7.1.4人脸动画制作子系统及其工作步骤

§7.1.5主要数据结构描述

§7.2系统操作界面和使用方法

§7.2.1教师模型制作子系统

§7.2.2参数获取子系统

§7.2.3人脸动画制作子系统

§7.3试验结果

§7.4本章小结

第八章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间已完成和发表文章与研究工作

声明

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摘要

本论文以实用为目的,分别从建立一个虚拟人脸制作系统所需的三个方面:“建立虚拟人脸模型”,“控制虚拟人脸模型”,“获取驱动人脸模型所需参数”进行了分析研究,采用取特征点临近三角平面法线向量平均值的方法解决了因为节点数量不足而带来的模型粗糙问题,最终得到较为逼真的人脸模型。通过肌肉网格模型中肌肉运动参数的量化处理,仿真出了人脸微妙的表情动作。在肌肉网格模型中,肌肉运动参数控制肌肉运动,进而驱动相关人脸。针对目前三维跟踪方法中需要处理的多台摄像机之间同步和计算复杂度的问题,依据Waters的人脸肌肉模型原理,提出了单视频驱动的方法,只需要从一个正面视频跟踪获取从MPEG4标准中提取的面部特征点的二维位移信息,就可以计算出人脸的肌肉收缩量,进而得到肌肉控制区域内的所有节点的三维位移信息。完成了跟踪数据从二维到三维的转换,驱动虚拟人脸运动,使得方法更易推广使用。对于人脸特征跟踪,将原本用于三维模型重建的KLT算法用于面部人脸特征的跟踪上,在跟踪过程中加入了人脸特征之间的约束关系,一定程度上解决了KLT算法用于人脸特征跟踪时容易出现的跟踪漂移和跟踪丢失的情况。

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