基于表演驅(qū)動的人臉動畫生成系統(tǒng)研究.pdf

1、基于表演驅(qū)動的人臉動畫生成技術是一項根據(jù)表演者面部表演驅(qū)動虛擬人物做出相同頭部姿態(tài)和面部表情的技術，可廣泛地應用于影視制作、人機交互、游戲制作、遠程會議、醫(yī)療輔助等領域，近年來一直是計算機視覺和計算機圖形學的研究熱點。目前，一些成熟的系統(tǒng)都有比較苛刻的使用條件，有的需要復雜昂貴的采集設備作為支撐，有的需要高性能計算機完成高額運算，難以推廣到普通消費者中使用。本文旨在搭建一個實時、精確、消費級的表演驅(qū)動人臉動畫生成系統(tǒng)，利用普通單目攝像頭

2、捕捉人臉表情，并將捕捉到的信息重定向到動畫角色中。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對基于優(yōu)化方法的快速三維人臉建模算法提出了改進。為了去除用于合成的人臉模型張量中的冗余信息，提出用高階奇異值分解（HOSVD）對張量進行壓縮。針對手動標定誤差影響殘差物理含義的問題，根據(jù)不同人臉部位的標定特點，在能量方程中建立不同的殘差模塊。實驗證明本文提出的改進有效提高了算法的精確度。⑵提出了基于隨機森林特征提取的三維表情捕捉算法，直接從二維圖像中得到

3、三維人臉形狀，解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中捕捉設備復雜或計算量大的問題。該算法中利用隨機森林提取聯(lián)合局部二值特征并用于線性回歸運算，提高了系統(tǒng)的精度。采用三角重心坐標表達的形狀索引NPD（Normalized Pixel Difference）特征作為森林中決策樹的分裂依據(jù)，提高了對不同人臉姿態(tài)的魯棒性。⑶針對不同驅(qū)動目標的人臉三維結(jié)構(gòu)，提出了基于三角網(wǎng)格形變傳遞的動畫驅(qū)動生成算法和基于Blendshape的動畫驅(qū)動生成算法，提高了動畫驅(qū)動的效率和