[發明專利]一種基于數據驅動的動畫自動生成方法及系統有效

申請號：	202011129688.5	申請日：	2020-10-22
公開（公告）號：	CN112258608B	公開（公告）日：	2021-08-06
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：	G06F16/53	分類號：	G06F16/53;G06N3/04;G06N3/08
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于數據驅動動畫自動生成方法系統
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【權利要求書】：

1.一種基于數據驅動的動畫自動生成方法，其特征在于，包括：

給定一組動畫角色的示例運動；

通過自回歸遞歸神經網絡學習所述動畫角色的運動特征，并訓練形成一自回歸運動模型；

給定一組目標關鍵幀；

所述自回歸運動模型根據各所述目標關鍵幀的運動特征生成與所述目標關鍵幀的運動特征相匹配的插值幀，并將所述插值幀自動插值在各所述目標關鍵幀之間，最終合成使用所述目標關鍵幀編排的新的運動；

生成與所述目標關鍵幀的運動特征相匹配的所述插值幀的方法包括：

所述自回歸運動模型識別各所述目標關鍵幀中運動目標的關節姿態；

所述自回歸運動模型根據前后的所述目標關鍵幀中運動目標的關節姿態，在一圖像數據庫中檢索出可插值在兩所述目標關鍵幀之間的圖像集；

根據動畫合成逼真度要求，在檢索到的所述圖像集中選定插值圖像作為所述插值幀并按照關節姿態變化幅度由小變大插值在兩所述目標關鍵幀之間；

通過關節角表示所述運動目標的所述關節姿態；

根據所述目標關鍵幀中運動目標的關節姿態，從所述圖像數據庫中檢索出可插值在兩所述目標關鍵幀之間的目標圖像的方法具體包括如下步驟：

計算所述目標關鍵幀中的運動目標的每一關節的關節角，得到同個關節在前一所述目標關鍵幀中的第一關節角和在后一所述目標關鍵幀中的第二關節角；

從所述圖像數據庫中檢索出對應關節的關節角在所述第一關節角和所述第二關節角之間的所述目標圖像作為可插值在所述目標關鍵幀之間的所述插值幀。

2.根據權利要求1所述的基于數據驅動的動畫自動生成方法，其特征在于，所述動畫角色的示例運動為頑皮臺燈的跳躍運動。

3.根據權利要求2所述的基于數據驅動的動畫自動生成方法，其特征在于，所述頑皮臺燈的角色運動模型包括基連桿、腿連桿和頸連桿，所述頑皮臺燈的運動姿態具有6個自由度，分別為所述基連桿在x軸向上的位置、所述基連桿在y軸向上的位置、所述基連桿與水平線之間的關節角θ₁、所述基連桿與所述腿連桿之間的關節角θ₂、所述腿連桿與所述頸連桿之間的關節角θ₃以及所述頑皮臺燈燈頭處的關節角θ₄。

4.根據權利要求3所述的基于數據驅動的動畫自動生成方法，其特征在于，可通過以下公式(1)預測所述頑皮臺燈的運動姿態：

τ＝k_p(θ_d-θ)-k_dω 公式(1)

公式(1)中，τ表示可將連桿移向給定的目標姿態θ_d的驅動力矩；

θ_d為希望連桿作出的目標姿態；

θ為用關節角表示連桿的當前所處位置；

k_p表示驅動關節運動的比例微分控制器的剛度；

k_d表示所述頑皮臺燈跳躍的阻尼參數；

ω為連桿的當前運動速度。

5.根據權利要求1所述的基于數據驅動的動畫自動生成方法，其特征在于，將所述插值幀插值到所述目標關鍵幀之間的方法包括：

根據動畫合成逼真度要求，明確需要插值的所述插值幀的數量；

按照關節角變化幅度由小到大依序插值在兩所述目標關鍵幀之間。

6.一種基于數據驅動的動畫自動生成系統，可實現如權利要求1-5任意一項所述的動畫自動生成方法，其特征在于，包括：