[發明專利]人臉動畫快速生成方法

無效

• 申請號: 201010166016.1
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101826217A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 葛美玲;姚莉秀;李鵑;楊杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T15/70
• 分類號: G06T15/70;G06T17/20;G06T7/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種圖像處理技術領域的方法，具體是一種人臉動畫快速生成方法。

背景技術

計算機人臉動畫是一種重要的人機交互方式，被廣泛應用于虛擬現實、影視娛樂、輔助教學等領域。三維人臉動畫拉近了人與計算機的距離，但三維人臉重建依然是計算機領域的研究難點。豐富的三維信息依賴于復雜的計算，而簡單易行的二維人臉動畫提供的信息基本能滿足人們的視覺需求。參數控制和數據驅動是人臉動畫的兩大主要實現方法。

經過對現有技術的檢索發現，基于數據驅動的方法(如Noh，J.Y.，Neumann，U.(2000)Talking?Faces(說話的臉).Proceedings?of?IEEE?International?Conference?on?Multimedia?andExpo(II)2000，30July-2August?NY，USA，2000，pp?627-630)產生的動畫真實感較強，但需要提供包含豐富人臉動畫信息的圖像庫，計算復雜度高且難以更換動畫角色，如基于像素的圖像形變(Tony?Ezzat?and?Tomaso?Poggio，MikeTalk：A?Talking?Facial?Display?Based?on?MorphingVisemes(邁克說話：基于視素融合的人臉動畫).Appears?in?Proceedings?of?the?ComputerAnimation?Conference，Philadelphia，Pennsylvania，June，1998)；參數控制方法簡單易行，但合成的動畫往往人造痕跡明顯，如網格人臉動畫。文獻(Woei-Luen?Perng；Yungkang?Wu；MingOuhyoung，Image?Talk：a?real?time?synthetic?talking?head?using?one?single?image?with?Chinesetext-to-speech?capability(圖像說話：具有中文文本語音轉換功能的基于單幅圖像的說話頭像實時合成方法)，Sixth?Pacific?Conference?on?Computer?Graphics?and?Applications，1998，P140-148)中的網格人臉動畫，使用一個自定義的較稠密二維網格模型來表示人臉，通過人臉動畫參數驅動結點以實現動畫。

以上方法中的網格模型都是針對特定人臉生成的較稠密網格模型，網格模型與人臉的準確匹配需要大量的手工交互操作。同時，控制稠密網格模型生成人臉動畫的復雜度較高。因此其實時性及逼真度都不夠。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種人臉動畫快速生成方法，能快速實現動畫角色的更換，生成生動、自然的人臉動畫。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明首先使用改進的主動形狀模型算法檢測出原始人臉圖片中用于網格模型人臉匹配的若干個特征點的坐標；然后根據特征點信息完成網格模型與照片人臉的快速匹配，并對匹配后的網格模型的嘴區域進行細化處理，最后用人臉動畫參數描述人臉基本口型及表情變化并以此參數流驅動網格模型，同時用基于薄板樣條插值的網格形變方法變形細化后的網格模型生成動畫。

所述的使用改進的主動形狀模型算法檢測出原始人臉圖片中用于網格模型人臉匹配的若干個特征點的坐標是指：首先使用適應性機器學習人臉檢測(Adaboost)方法檢測原始人臉圖片中人臉定位瞳孔中心的位置，并用瞳孔中心的位置初始化主動形狀模型(ASM)，通過匹配迭代檢測出眼眉、眼睛、鼻子、嘴和人臉外輪廓邊界上的點；然后使用基于膚色模型的嘴唇檢測方法檢測嘴唇的外輪廓線，并用此檢測結果替換ASM模板檢測中的結果：先將原始人臉圖片進行色彩空間轉換并進行二值化處理，并搜索出嘴唇外輪廓上的特征點的坐標。

所述的色彩空間轉換是指：

C＝0.2R-0.6G+0.4B??????????????????????????????????????(1)

通過上式將輸入圖像轉換成能區分嘴唇區域和膚色區域的灰度圖像，并通過式(2)、(3)定義的變換來突出嘴唇區域，以準確提取特征點：