收藏本站
《中国科学院研究生院(计算技术研究所)》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

真实感三维人脸合成方法研究

姜大龙  
【摘要】: 随着计算机多媒体和网络技术的迅速发展,人们对各种人机交互界面的人性化要求越来越高。三维人脸合成技术作为虚拟人合成技术的一个重要组成部分,近30年来在动画工作者们的不懈努力下取得了长足的进步和发展。真实感三维人脸合成技术的应用范围非常广泛,其成果可以应用于虚拟主持人、虚拟会议、辅助教学、医疗研究、电影制作、游戏娱乐等等,具有重大的理论意义和应用价值。 本文在三维人脸建模、基于MPEG-4的人脸动画、人脸动画重定位、细微纹理动画、人脸动画驱动等人脸合成的关键问题上展开研究,取得如下成果: 1)在三维人脸建模方面,如何便捷、快速、准确的构造三维人脸模型一直是计算机动画工作者在努力解决的难题。本文提出一种从二维人脸照片到三维人脸模型的构造方法。该方法输入简单,只需要一张正面人脸照片;建模速度快,比国际上同类的三维重构方法快15倍左右;整个重构过程完全自动。该技术还可以应用到基于合成的人脸识别方法中,扩充了训练数据,能够在识别算法不变的前提下,大幅提高人脸识别准确率。 2)MPEG-4的三维人脸动画框架具有通用性强,便于扩展、数据量小等特点。本文提出了一种构造特定人脸模型FAT(facial animation table,人脸动画表)的方法,可以驱动本文的标准模型以及与标准模型拓扑结构相同的人脸模型。 3)动画重定位(animation retargeting)是近年来国际上热门研究课题。本文在已有标准模型FAT的基础上,提出了一种构造任意拓扑结构三维人脸模型FAT的方法,从而实现了人脸动画数据的复用,并解决了驱动任意人脸模型的难题。该方法只需要在模型上提取若干特征点就可以应用,具有自动化程度高,速度快,通用性强等特点。 4)传统的人脸动画只采用一张固定的纹理,纹理上的褶皱无法表现。本文提出一种PERI(partial expression ratio image,局部表情比率图)的概念,并建立了PERI库,利用PERI包含细微纹理特征的特性来表示纹理上的皱褶。在此基础上提出用MPEG-4的FAP(facial animation parameter,人脸动画参数)来参数化控制细微纹理特征的动画方法。为解决不同角度纹理视觉效果的真实性,又提出了多方向PERI技术,从而实现了具有细微纹理特征的真实感三维人脸动画方法。 5)动画数据是驱动一个动画系统必不可少的组成部分。本文介绍了通过视频来获取动画数据的方法,还介绍了用运动跟踪设备来采集人脸特征运动的数据。最后提出了一种解决文本驱动中唇动与手语同步问题的方法。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(计算技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 胡旺;陈益强;王东;周经野;;一种三维人头生成方法在Second Life中的应用[J];计算机仿真;2010年01期
2 王东;陈益强;刘军发;颜庆聪;;基于点匹配的3D人脸网格自动转换方法[J];计算机工程与设计;2010年17期
3 塔依尔·阿力甫;王玲;胡利;江静;阿地力·莫明;;唇裂修复三维多媒体平台的初步建立[J];实用口腔医学杂志;2012年01期
4 丁宝亮;;人脸建模中纹理的生成[J];中国科技信息;2008年09期
5 丁宝亮;;人脸特征建模中特征点的提取[J];科技创新导报;2008年13期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李丽;面向个性化定制产品的人像三维建模技术及其应用研究[D];重庆大学;2011年
2 蔡飞龙;京剧脸谱数字化建模与绘制技术研究[D];浙江大学;2012年
3 郑颖;基于图像的三维人脸建模研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 常江龙;三维人脸表情合成研究[D];中国科学技术大学;2009年
5 迟静;基于动态点云的三维人脸表情跟踪问题研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁静;双模态汉语情感语音合成的研究[D];山东大学;2011年
2 徐雪绒;基于单张正面照片的三维人脸建模及表情合成的研究[D];西南交通大学;2011年
3 雷林华;基于视频帧序列的虚拟人脸合成[D];西安理工大学;2008年
4 付观华;基于样本统计的三维卡通人脸合成的研究[D];湘潭大学;2008年
5 丁宝亮;基于像素点灰度信息的三维人脸建模[D];中国石油大学;2008年
6 高兴宇;三维卡通人脸的样本集构建及其个性化生成的研究[D];湘潭大学;2009年
7 刘娟;个性化多模型中国手语合成方法的研究[D];湘潭大学;2009年
8 胡旺;基于Second Life虚拟环境的三维人脸自动生成算法的研究与实现[D];湘潭大学;2009年
9 张宁;人脸动画合成的研究与实现[D];大连海事大学;2010年
10 江伟;基于线框模型和正交照片的三维人脸建模设计与实现[D];华东师范大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 尹宝才,高文,晏洁,宋益波;基于模型的头部运动估计和面部图像合成[J];计算机研究与发展;1999年01期
2 梅丽,鲍虎军,彭群生;特定人脸的快速定制和肌肉驱动的表情动画[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年12期
3 晏洁;从一般人脸模型到特定人脸模型的修改[J];计算机工程与科学;1997年02期
4 尹宝才,高文;利用Bézier曲面的面部表情和口型几何造型[J];计算机学报;1998年S1期
5 梅丽,鲍虎军,郑文庭,彭群生;基于实拍图像的人脸真实感重建[J];计算机学报;2000年09期
6 晏洁,高文,尹宝才;具有真实感的三维虚拟特定人脸生成方法[J];计算机学报;1999年02期
7 陈益强,高文,王兆其,姜大龙;基于机器学习的语音驱动人脸动画方法[J];软件学报;2003年02期
8 晏洁;文本驱动的唇动合成系统[J];计算机工程与设计;1998年01期
9 王兆其;虚拟人合成研究综述[J];中国科学院研究生院学报;2000年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗刚;浅析采访主客体间的心理互动[J];安徽大学学报;2001年05期
2 陈芬;林学华;赵清华;;基于骨骼蒙皮动画的三维虚拟士兵研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期
3 程一斌,汪松,任彬;利用弹簧模型提取物体轮廓[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
4 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
5 张雪飞;;基于GVF模型的蔬果图像快速分割方法[J];安徽农业科学;2010年05期
6 王骏;;瞿佑《剪灯新话》之《申阳洞记》隐喻分析[J];安徽文学(下半月);2008年10期
7 王苏君;;论审美体验的个体心理发生[J];安庆师范学院学报(社会科学版);2011年09期
8 曹中江;体育运动与心理保健[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1998年03期
9 赵莹;张学东;;改进水平集的车辆检测算法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
10 张鹤;董彦麟;;一种改进的变分水平集车辆检测技术[J];辽宁科技大学学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 赵建;刘伟宁;;基于主动轮廓模型的海天线检测算法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
7 李梦东;阮秋琦;;利用变形模板提取人脸的完整特征[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 刘勋;孟骧龙;毋立芳;;基于自适应对象模型的篮球运动跟踪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 胡彦婷;木拉提·哈米提;陈建军;孔德伟;孙静;姬金虎;;Bayesian分类算法和活动轮廓模型在肝包虫CT图像分割中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
10 段晓楠;;智能虚拟环境中虚拟Agent感知模型的研究[A];AECC专题学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
3 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
4 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
5 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 初春华;党的群众工作心理层面的研究[D];南开大学;2010年
9 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
10 钟凡;在线视频分割关键问题研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 王华丽;初中生道德情感的理论分析及培养途径研究[D];辽宁师范大学;2010年
4 胡申宁;中医舌诊中舌色、苔色自动分类的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
6 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
7 张研;论人物的病态性[D];上海外国语大学;2010年
8 孙宏伟;基于链码的视觉轨线跟踪[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马玲;拓扑约束法在序列图像高密度细胞追踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 许东滨;基于水平集和局部灰度阈值的神经干细胞序列图像的分割算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐先良,沈萦华,费广正,石民勇;计算机人脸建模和动画技术综述[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年01期
2 尹宝才,胡永利,程世铨,谷春亮;基于形变模型的人脸建模及其应用综述[J];北京工业大学学报;2003年03期
3 王成章;尹宝才;白晓明;孙艳丰;;一种兼容于MPEG-4的三维人脸动画[J];北京工业大学学报;2007年10期
4 鲁东明,潘云鹤,陈任;敦煌石窟虚拟重现与壁画修复模拟[J];测绘学报;2002年01期
5 王孝国;张雄伟;;基于DCT和KDA的人脸特征提取新方法[J];电子科技大学学报;2006年04期
6 庞彦伟;刘政凯;俞能海;张迁;;融合奇异值分解和线性鉴别分析的人脸识别算法[J];电路与系统学报;2006年04期
7 霍笑游;孟中元;杨琦;;虚拟现实——秦兵马俑遗址与文物的数字化保护与展示[J];东南文化;2009年04期
8 谢伟红;叶亮荣;;曲面细分方法及其应用[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年17期
9 张新奎 ,侯永红;3DS MAX 6.0中渐变贴图的应用[J];电视字幕(特技与动画);2005年01期
10 刘洋;;3ds Max人物角色汉语口型动画自动生成[J];电视字幕(特技与动画);2007年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹北骥;人脸造型与面部表情动画技术研究[D];湖南大学;2001年
2 王进;基于视频的人脸表情建模研究[D];浙江大学;2003年
3 胡永利;真实感三维人脸建模及应用研究[D];北京工业大学;2004年
4 胡国飞;三维数字表面去噪光顺技术研究[D];浙江大学;2005年
5 宋明黎;人脸表情的识别、重建与合成[D];浙江大学;2005年
6 李云峰;基于Gabor小波变换的人脸识别[D];大连理工大学;2006年
7 刘晓宁;基于三维模型的人脸识别技术研究[D];西北大学;2006年
8 雷荣昌;异种松质骨支架构建组织工程骨实验研究[D];中南大学;2006年
9 山世光;人脸识别中若干关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
10 安珣;面向顾客满意度改进决策的结构方程和影响图结合研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江静;单双侧唇裂修复手术仿真及有限元分析[D];新疆大学;2011年
2 胡利;唇裂修复网站式平台的建立及有限元分析初探[D];新疆大学;2011年
3 王瑜;OpenGL在三维造型中的应用[D];大连理工大学;2000年
4 吴思宁;具有真实感的特定人脸模型合成方法的研究[D];北京工业大学;2000年
5 舒新峰;三维人脸建模技术研究[D];西北大学;2002年
6 张献颖;计算机辅助文物复原关键技术研究[D];西北大学;2003年
7 张翀;真实感三维人脸建模及表情动画技术的研究[D];西北工业大学;2004年
8 张国锋;基于图像的人脸建模技术研究[D];西北大学;2004年
9 吴克巍;人脸检测方法研究[D];南京理工大学;2004年
10 颜蒋国;G-ASM:一种基于Gabor Wavelet和Active Shape Model的人脸特征点跟踪方法[D];北京化工大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 黄晓钦;林裕旭;宋明黎;卜佳俊;陈纯;;非线性联合学习的三维人脸表情合成方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年02期
2 牛晓霞;王成儒;顾广华;;基于单张人脸图像三维形状模型重建[J];计算机仿真;2011年04期
3 郝宁波;廖海斌;;真实感3D人脸快速建模研究[J];计算机应用研究;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 林裕旭;基于扫描数据的三维人脸表情合成[D];浙江大学;2010年
2 孙曦;基于双目立体视觉的人脸三维重建与识别[D];中国科学技术大学;2011年
3 李丽;面向个性化定制产品的人像三维建模技术及其应用研究[D];重庆大学;2011年
4 李响;基于手绘图的卡通角色建模与动画生成[D];浙江大学;2011年
5 张柳新;多摄像机三维重建技术与应用[D];北京理工大学;2010年
6 范小九;基于人脸特征定位和建模理论的视频编码关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方恂;基于单幅照片的三维人脸重建[D];中国地质大学(北京);2011年
2 滕飞;基于虚拟现实技术的路径规划方法研究及应用[D];东北石油大学;2011年
3 张明;基于语义特征的人脸特征提取方法的研究[D];东北石油大学;2011年
4 徐雪绒;基于单张正面照片的三维人脸建模及表情合成的研究[D];西南交通大学;2011年
5 周佳;基于手势数据分析的地方手语的合成研究[D];湘潭大学;2011年
6 王媛媛;面向数控加工的三维人像模型相似度评价技术研究及应用[D];重庆大学;2011年
7 陈国安;面向数控加工的人像产品三维建模关键技术研究及应用[D];重庆大学;2011年
8 王永辉;基于3DMM的人脸表情移植研究[D];北京理工大学;2011年
9 孙昊;考勤/门禁系统中的人脸比对方法研究[D];江苏大学;2009年
10 王锋;基于二维正交图像的三维人头建模方法研究[D];厦门大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 晏洁;显示具有真实感的三维合成人脸图形的两种方法[J];计算机工程;1998年01期
2 晏洁,宋益波,高文;一个聋哑人辅助教学系统[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年05期
3 晏洁;从一般人脸模型到特定人脸模型的修改[J];计算机工程与科学;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洵,董兰芳,万寿红;基于MPEG-4的真实感人脸技术[J];计算机工程与应用;2003年22期
2 左力,李治国,李锦涛,高文;基于标注图像的MPEG-4人脸运动参数获取方法[J];系统仿真学报;2001年S2期
3 徐先良,沈萦华,费广正,石民勇;计算机人脸建模和动画技术综述[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年01期
4 陈军民;MPEG-4与PEZW信号编码算法[J];黑龙江通信技术;1998年04期
5 胡剑凌,徐盛,陈健;MPEG-4多媒体通信音频编码[J];计算机工程;2000年07期
6 卢官明;MPEG-4中的Profiles及适用场合[J];南京邮电学院学报(自然科学版);2000年04期
7 ;Sun与飞利浦公司为无线和宽带市场开发MPEG-4解决方案[J];电信技术;2001年11期
8 姜大龙,王兆其,高文;基于MPEG-4的三维人脸动画实现方法[J];系统仿真学报;2001年S2期
9 ;MPEG-4中国汉唐叫板美国微软[J];软件工程师;2001年08期
10 樊振萍,唐继勇;基于RTP协议和MPEG-4的流媒体系统分析与实现[J];西部广播电视;2004年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王奎武;王洵;董兰芳;陈意云;;一个MPEG-4兼容的人脸动画系统[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
2 吴渊;潘永娟;郑文庭;;参数化的表情映射[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
3 倪伟;郭宝龙;;MPEG-4形状编码中的自适应二值运动估计算法[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
4 何卫锋;梁圃;毛志刚;;面向流媒体的MPEG-4 AS Profile视频编/解码器的解决方案[A];中国通信集成电路技术与应用研讨会论文集[C];2004年
5 吕梦雅;向移山;;一种基于运动矢量的MPEG-4视频数字水印算法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
6 吕梦雅;向移山;;一种基于运动矢量的MPEG-4视频数字水印算法[A];第二届全国信息检索与内容安全学术会议(NCIRCS-2005)论文集[C];2005年
7 李雄;张筱筠;;河南电力高清晰视频会议系统的建设[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
8 徐振;李惠忠;;一种基于MPEG-4的可视通信便携终端的实现[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 刘新平;蒋华;;一种MPEG-4视频半脆弱水印认证方案[A];全国计算机安全学术交流会论文集(第二十三卷)[C];2008年
10 路意;李建华;王元吉;姜勤忠;付尧;;基于塔式结构的任意形状编码[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 赵建国;人脸动画新技术促我国动漫产业发展[N];中国知识产权报;2009年
2 本报记者 王健;能插卡的MPEG-4播放器[N];中国计算机报;2005年
3 ;威视50便携式MPEG-4网络广播系统在企业通讯方面的应用[N];中国计算机报;2004年
4 本报记者 罗 兵;“MP4”揭开神秘面纱[N];中国质量报;2005年
5 本报记者 李献;IP网上的警卫眼[N];计算机世界;2004年
6 文/周悟;PMP成本结构分析[N];计算机世界;2005年
7 本报记者 刘小如;安全用户关注的重点[N];中国计算机报;2004年
8 晓瑜;手机电视徘徊两种标准间[N];通信产业报;2004年
9 ;中国手机元器件市场一枝独秀[N];中国电子报;2005年
10 执一;中国碟机企业破茧出新[N];中国电子报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜大龙;真实感三维人脸合成方法研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
2 胡永利;真实感三维人脸建模及应用研究[D];北京工业大学;2004年
3 龚勋;基于单张二维图片的三维人脸建模[D];西南交通大学;2008年
4 李皓;语音驱动的人脸建模与动画技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 盖赟;基于形变模型的三维人脸建模方法研究[D];北京工业大学;2012年
6 王进;基于视频的人脸表情建模研究[D];浙江大学;2003年
7 杨高波;基于内容多媒体应用的语义视频对象提取及评价[D];上海大学;2004年
8 夏金祥;面向MPEG-4的视频分割和视频编码算法[D];电子科技大学;2004年
9 包红强;基于内容的视频运动对象分割技术研究[D];上海大学;2005年
10 张庆利;视频对象自动分割技术及其细胞神经网络实现方法的研究[D];上海大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高益茂;三维逼真人脸动画方法研究与实现[D];江苏大学;2005年
2 杨耿国;基于多层结构物理模型的三维人脸动画研究[D];山东大学;2005年
3 刘洁娟;基于MPEG-4的人脸建模和动画实现研究[D];华东师范大学;2008年
4 张睿;基于情景模型的3D人脸动画驱动[D];电子科技大学;2010年
5 商圣贺;三维人脸建模与表情动画技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 张宁;人脸动画合成的研究与实现[D];大连海事大学;2010年
7 陈俊江;MPEG-1/2到MPEG-4的码流转换[D];广西大学;2004年
8 陈海霞;多媒体网络视频监控系统的研究和设计[D];南京理工大学;2004年
9 何伟;MPEG-4 FGS视频流量模型的研究与仿真验证[D];国防科学技术大学;2003年
10 李锋垚;基于ARM9的MPEG-4视频解码播放系统设计[D];西北工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026