基于單張相片的人臉重構(gòu)與驅(qū)動動畫的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，對三維人臉重構(gòu)和動畫的探索持續(xù)升溫，已成為虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的研究熱點。進(jìn)入21世紀(jì)后，伴隨著通訊技術(shù)、娛樂影視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，計算機(jī)人臉重構(gòu)和動畫有著越來越廣泛的研究意義，且具備極高的應(yīng)用價值。研究的難點和重心主要集中在兩方面，即如何快速重構(gòu)具有高真實感的三維模型，以及如何驅(qū)動產(chǎn)生帶豐富表情的人臉動畫。
　　針對上述問題，本文首先從建模、動畫、驅(qū)動技術(shù)三方面對三維人臉動畫的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)，探討了各種方法的優(yōu)缺。繼而整合一些較為分

2、散的研究點，借助一個中性人臉模型，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于單張正面人臉相片的三維人臉重構(gòu)及驅(qū)動動畫系統(tǒng)。本文的主要成果體現(xiàn)為以下幾方面：
　　1.人臉整體對齊。通過求解特征向量的放射變換矩陣，得到兩組特征向量的最小距離差，從而對齊模型特征點和圖形特征點。模型特征點為手工選定，圖像特征點通過主動形狀模型（ASM）算法自動提取。
　　2.局部五官對齊。提出了一種區(qū)域網(wǎng)格平滑移動算法，進(jìn)一步對準(zhǔn)重構(gòu)模型與輸入圖像中人臉的面部五官細(xì)節(jié)。

3、
　　3.基準(zhǔn)模型網(wǎng)格擴(kuò)展。利用貝塞爾曲面和貝塞爾曲線，平滑延伸基準(zhǔn)中性人臉模型的網(wǎng)格，生成背景板，增加動畫真實感。
　　4.生成基本唇形和表情。使用肌肉向量模型，通過配置分布在人臉的多條肌肉，合成基本的16種嘴形和10種人臉表情，為驅(qū)動動畫提供便利和基礎(chǔ)。
　　5.實現(xiàn)語音驅(qū)動動畫。建立語音字典和文法規(guī)則，利用基于隱式馬爾可夫模型訓(xùn)練得到的語音識別器轉(zhuǎn)換音頻信息為漢字音節(jié)。再通過音節(jié)和唇形對應(yīng)表得到語音對應(yīng)的口型序列