人脸表情运动捕捉移植的研究（可复制毕业论文）.pdf

中文摘要表情运动捕捉是人体运动捕捉的重要分支。由于准确性高,操作简单,应用效率高等优点,基于视觉的运动捕捉系统在很多相关领域的研究中被使用。表情移植是运动捕捉的一个引申,也是最有魅力的分支之一,简而言之就是将同样的表情加载到不同的人脸模型上去,这样只要有一个演员在摄像头前录制视频,经过处理,该演员的表情就可以被移植到任何一个我们想看到人物的脸上。目前为止,这一方向的研究方法普遍需要昂贵的设备,如立体成像仪等,而且需要加很多的标识点以及手动设定的工作,无论从应用角度还是研究普及的程度上都受到很大的限制。为了提高方便性,这篇论文做了相应的研究,实现了一个单摄像头的无标识点的表情捕捉系统。在运动捕捉模块中,本文实现了半自动化的运动数据提取。利用模式识别和图像处理中的方法,我们捕捉并追踪了个面部特征点。检测结果比较理想而且仅仅需要很少的手动工作,在归一化处理后运动数据将被存储到我们预先定义好的数据结构中。在人脸建模模块中,因为表情动画和移植模块的算法要求,本文使用所有的模型必须具有相同的顶点数目和面数。这里我们利用已有的工具建立了拓扑结构相同几个人脸头部模型,生成的模型为袷健NA吮阌谛薷奈锢斫峁购投我们自行设计了数据格式来载入和重新索引模型中的所有顶点。为了能够逼真的驱动模型,我们还设计了眼睛和嘴巴的弹性形变模型。这样在输入运动数据到特征点时,非特征点就会相应的跟随特征点的运动而移动起来。最后一个模块是表情移植。为了实现表情移植,我们对模板模型和特定模型的纹理间映射变化关系进行计算。利用二维算法对不同纹理进行匹配,这样可免除三维模型之间直接三维所需要的庞大的数据运算。除此之外,本文还对二维纹理曲面在旅娴耐队敖屑扑悖业轿评硗队昂腿P图湮评淼挠成关系后,就会利用纹理反驱动模型,从而实现了将模板模型上的表情移植到特定模型。本文介绍并应用了很多图像处理和三维建模中的算法。系统的硬件要求很低,一个普通的摄像头和电脑即可实现。关键词:表情动画;籱0迤ヅ洌孕伪淠P停槐砬橐浦玻理映射
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铭是独创性声明抟年隆砣本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:
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致谢苗振江教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给予了我本论文的工作是在我的导师苗振江教授的悉心指导下完成的,苗振江教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来苗振江老师对我的关心和指导。很大的关心和帮助,在此向苗振江老师表示衷心的谢意。苗振江教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,众多博士硕士师兄弟以及郝菲、刘茗、方颖等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父亲和母亲,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学、。
研究背景表情克隆是面部运动捕捉、人脸三维建模和动画合成相结合的综合性课题,是近些年来随着运动捕捉领域和产业需求扩大应运而生的学科。人脸是人类情感表达和交流的最重要、最直接的载体。通过人脸可以推断一个人的种族、地域,甚至身份、地位等信息。另外,通过人脸丰富而复杂的变化,可以得到这个人的个性和情绪状态等信息,正因为人脸在人的情感表达中扮演着重要的角色,从古至今,对于人脸的描述和刻画一直得到人们的广泛关注。随着计算机技术的迅速发展,在使人们对于复杂的人脸对象表示有了新途径,人们试图通过各种不同方法在计算机上实现人脸模型,并寻找人脸表情、动作等动态信息的描述和表示方法,最终建造真实感的虚拟人脸。然而真实感人脸建模却是一个极具挑战性的课题。人物面部表情的研究已成为计算机图形学的重要分支,同时也是模式识别,运动捕捉领域中一个具有挑战性的课题。而面部运动捕捉是表演动画系统中最关键的技术,它实时地检测、记录表演者的肢体在三维空间的运