[發明專利]一種基于交叉映射的面部動畫構建方法

在審

• 申請號: 202010633591.1
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111784808A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京中科深智科技有限公司
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，包括：

將人臉劃分為下顎功能分區和臉頰及前額功能分區；

基于一預先訓練的徑向基函數(RBF)神經網絡構建首幀人臉模板上與一目標人臉模型上的人臉標記點的映射關系，并將所述人臉模板其他幀的表情運動數據映射到具有映射關系的所述目標人臉模型的各所述人臉標記點上，生成各所述人臉標記點對應的表情運動數據；

在所述下顎功能分區和所述臉頰及前額功能分區的結合處設置增強標記點；

根據所述人臉標記點的表情運動數據計算各所述增強標記點的表情運動數據；

結合各所述人臉標記點和各所述增強標記點的表情運動數據，計算所述目標人臉模型上的頂點的表情運動數據；

基于同一時刻所述目標人臉模型上的各所述人臉標記點、各所述增強標記點和各所述頂點的表情運動數據驅動所述目標人臉模型運動，以重構出面部動畫。

2.如權利要求1所述的一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，首幀所述人臉模板與所述目標人臉模型上的所述人臉標記點的映射關系通過下式構建：

上式(1)中，和分別表示首幀的所述人臉模板上和所述目標人臉模型上的第i個所述人臉標記點的位置；

n為所述目標人臉模型上的當前功能分區中的所述人臉標記點的數量；

P為所述人臉標記點從所述人臉模板到所述目標人臉模型的一個固定的仿射變換；

λ_j為所述目標人臉模型上的當前功能分區中的第j個所述人臉標記點的徑向基函數權值；

i和j均≤n-1，n為大于2的自然數。

3.如權利要求2所述的一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，徑向基函數通過下式表達：

上式(2)中，x表示所述目標人臉模型上當前的所述人臉標記點的所處位置；

r表示所述目標人臉模型上當前的所述人臉標記點與其最鄰近的所述人臉標記點間的距離。

4.如權利要求3所述的一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，生成所述目標人臉模型上的各所述人臉標記點對應的表情運動數據的方法具體為：

根據公式(1)表達的所述人臉模板上與所述目標人臉模型上的所述人臉標記點的映射關系，求解得到一徑向基函數權值矩陣和一仿射變換矩陣，將所述徑向基函數權值矩陣和所述仿射變換矩陣進行組合構成(n+3)×3的交叉映射矩陣，所述交叉映射矩陣通過下式(3)表達：

T＝[λ₀,λ₁,…,λ_n-1,P]^T 公式(3)

根據公式(3)表達的所述交叉映射矩陣，利用所述目標人臉模型上的各所述人臉標記點在當前第t幀時刻的表情運動數據構建一系數矩陣A^t，所述系數矩陣A^t的表達形式如下：

然后令為在當前第t幀時刻所述目標人臉模型上的各所述人臉標記點位置矩陣：

M＝A^tT

從所述位置矩陣M中可提取出需要重構的所述人臉標記點在當前第t幀時刻的位置信息作為生成的所述人臉標記點對應的表情運動數據，所述位置信息通過下式計算而得：

M_(i,:)為所述位置矩陣M的第i行向量。

5.如權利要求1所述的一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，在面部的上下嘴唇的每個嘴唇上設置3個所述增強標記點，在所述下顎功能分區和所述臉頰及前額功能分區的結合部設置8個所述增強標記點。

6.如權利要求5所述的一種基于交叉映射的面部動畫構建方法，其特征在于，通過以下公式(4)計算所述增強標記點的表情運動數據：

公式(4)中

τ＝2；

k_i為以當前的所述增強標記點為圓心以搜索半徑r_i的球內所有所述人臉標記點的索引集合。