表演驱动的二维人脸表情合成

为了由视频进行驱动生成人脸表情动画,提出一种表演驱动的二维人脸表情合成方法。利用主动外观模型算法对人脸的关键点进行定位,并从关键点提取出人脸的运动参数;对人脸划分区域,并获取目标人脸的若干样本图像;从人脸的运动参数获取样本图像的插值系数,对样本图像进行线性组合来合成目标人脸的表情图像。该方法具有计算简单有效、真实感强的特点,可以应用于数字娱乐、视频会议等领域。     

一种参数化的表情映射方法*

人脸表情细节的合成是生成高度真实感人脸动画的重要环节,传统的表情映射技术仅考虑了人脸特征点的位置变化,无法处理表情细节;最新的研究考虑了表情纹理细节的合成,但仅能根据已有的表情样本一对一地获取纹理细节,应用范围很有限。有效地结合小波金字塔分解和表情比例图像两种技术,提出了一种进行表情合成的新算法。该算法既可以映射表情纹理细节,又可以生成表情动画,且表情夸张程度可参数化地控制,算法简单有效。     

基于单张图像的三维人脸建模与表情动画

在人机交互、数字娱乐等领域,传统的表情合成技术难以稳定地生成具有真实感的个性化人脸表情动画.为此,提出一种基于单张图像的三维人脸建模和表情动画系统.自动检测人脸在图像中的位置,自动定位人脸上的关键点,基于这些关键点和形变模型重建个性化三维人脸模型,对重建的人脸模型进行扩展得到完整的人脸网格,采用稀疏关键点控制的动画数据映射方法来驱动重建的人脸模型生成动态表情动画.实验结果表明,该方法稳定性强、自动化程度高,人脸模型与表情动画比较逼真.     

基于关键帧的三维人脸皱纹动画

表现人脸的皱纹特征是提高人脸动画真实感的重要因素之一,文章提出了一种基于关键帧的皱纹动画方法,使用高度图、法线图和MPEG-4人脸运动参数描述皱纹动画关键帧,通过对高度图、法线图插值生成皱纹动画中间帧。所提方法对人脸模型网格复杂度要求不高,且合成的皱纹动画具有真实感强和实时性高的特点。     

基于形变模型的真实感三维人脸动画研究

论文提出了一种新的基于三维人脸形变模型,并兼容于MPEG-4的三维人脸动画模型。采用基于均匀网格重采样的方法建立原型三维人脸之间的对齐,应用MPEG-4中定义的三维人脸动画规则,驱动三维模型自动生成真实感人脸动画。给定一幅人脸图像,三维人脸动画模型可自动重建其真实感的三维人脸,并根据FAP参数驱动模型自动生成人脸动画。     

面向纹理特征的真实感三维人脸动画方法

纹理变化是人脸表情的重要组成部分，传统的人脸动画方法通常只是对纹理图像做简单的拉伸变换，没有考虑人脸细微纹理特征的变化，比如皱纹、酒窝等，该文提出了一种面向纹理特征变化的真实感三维人脸动画方法．给出局部表情比率图(Partial Expression Ratio Image，PERI)的概念及其获取方法，在此基础上，进一步给出了面向MPEG-4的PERI参数化与面向三维人脸动画的多方向PERI方法，前者通过有机结合MPEG-4的人脸动画参数(Facial Anlmation Parameter，FAP)，实现人脸动画中细微表情特征的参数化表示；后者通过多方向PERI纹理特征调整方法，使得三维人脸模型在不同角度都具有较好的细微表情特征,该文提出的方法克服了传统人脸动画只考虑人脸曲面形变控制而忽略纹理变化的缺陷，实现面向纹理变化的具有细微表情特征的真实感三维人脸动画，实验表明，该文提出的方法能有效捕捉纹理变化细节，提高人脸动画的真实感。     

视频驱动人脸动画合成

描述了一种实时的视频驱动的人脸动画合成系统.通过该系统,用户只要在摄像头前面表演各种脸部动作,就可以控制虚拟人脸的表情.首先,建立一个基于肌肉的三维人脸模型,并使用肌肉激励参数控制人脸形变.为提高人脸动画的真实感,将口轮匝肌分解为外圈和内圈两部分,同时建立脸部形变与下颌转动的关系.然后,使用一种实时的特征点跟踪算法跟踪视频中人脸的特征点.最后,将视频跟踪结果转换为肌肉激励参数以驱动人脸动画.实验结果表明,该系统能实时运行,合成的动画也具有较强真实感.与大部分现有的视频驱动的人脸动画方法相比,该系统不需要使用脸部标志和三维扫描设备,极大地方便了用户使用.     

语音驱动人脸唇形动画的实现

提出了一种实现语音直接驱动人脸唇形动画的新方法。结合人脸唇部运动机理，建立了与唇部运动相关肌肉拉伸和下颌转动的唇形物理模型，对输入的语音信号进行分析和提取其与唇部运动相关的特征参数，并直接将其映射到唇形物理模型的控制参数上，驱动唇形动画变形，实现输入语音和唇形动画的实时同步。仿真实验结果表明，该方法有效实现了语音和唇形的实时同步，唇形动画效果更接近自然，真实感更强。且该唇形物理模型独立于人脸几何模型，可广泛应用于各类人脸唇形动画的语音驱动，具有良好的普适性和可扩展性。     

面向移动设备的快速人脸纹理映射

提出一种面向未来掌上移动设备（如高端手机,PDA等）的灵活实用的纹理映射方法.该方法仅需要一张正面人脸照片作为输入,不要求模型和纹理的精确匹配,通过简单的交互实现在较低资源配置下人脸纹理的提取.采用了一种交互调整映射的方案,通过用户对模型中特征点及其影响区域的编辑,实现对局部纹理坐标的定义,得到满意的映射效果.实验结果表明,文中方法具有较高的效率和真实感,可以用于产生真实感三维人脸表情动画.     

人脸动画关键点最优化算法

Thin-shell变形算法基于一组控制点的位移计算所有顶点的位移,不同的控制点集合会得到不同的重构结果.为了使该变形算法更精确地重构人脸表情动画,基于该算法,提出一种最优控制点计算方法.首先将计算人脸变形最优控制点问题建模,以最小化thin-shell变形算法的重构误差为目标,提出一种自适应前后向贪婪策略学习最优化控制点,称为人脸动画关键点;通过引入边界约束、对称性约束以及多分辨率性,使得所提出的关键点具有通用性.实验结果证明,所提出的人脸动画关键点方法在仿真数据和真实数据上可以有效地获取关键控制点和重构人脸动画.     

改进Wav2Lip的文本音频驱动人脸动画生成

为了提高中文唇音同步人脸动画视频的真实性, 本文提出一种基于改进Wav2Lip模型的文本音频驱动人脸动画生成技术. 首先, 构建了一个中文唇音同步数据集, 使用该数据集来预训练唇部判别器, 使其判别中文唇音同步人脸动画更加准确. 然后, 在Wav2Lip模型中, 引入文本特征, 提升唇音时间同步性从而提高人脸动画视频的真实性. 本文模型综合提取到的文本信息、音频信息和说话人面部信息, 在预训练的唇部判别器和视频质量判别器的监督下, 生成高真实感的唇音同步人脸动画视频. 与ATVGnet模型和Wav2Lip模型的对比实验表明, 本文模型生成的唇音同步人脸动画视频提升了唇形和音频之间的同步性, 提高了人脸动画视频整体的真实感. 本文成果为当前人脸动画生成需求提供一种解决方案.     

基于SAPI的语音驱动口型动画方法

语音驱动口型动画是人脸表情动画中非常关键的部分。在研究语音与口型动画同步问题的基础上．提出一种真实、自然的语音口型动画实现方法。该方法首先对输入语音进行大段分割;再通过SAPI识别出具体的汉语序列信息;然后将汉语序列转换为音节序列;最后通过音节序列到口型序列的转换得到舍有口型时间信息的口型序列。在动画模块中利用该口型序列驱动3D人脸模型口型动画。取得了真实、自然的语音动画同步效果。     

一种快速鲁棒的唇部建模方法研究与实现

快速提取完整的嘴唇外形是计算机人脸动画和语音动画的首要任务之一，模仿真实感的嘴唇，建立逼真的唇部模型是该文的主要目的。文中主要采用Red Exclusion与Cr色调分离相结合的唇部检测方法。该方法首先利用肤色模型快速准确确定出人脸区域及嘴唇检测区域，然后在RGB空间采用红色排除法，在已有的唇部区域中只考虑绿色和蓝色光谱将唇部从背景图像中分割出来。最后利用此法得到的唇部信息与变形模板方法相结合建立唇部模型。该算法对近百幅人脸图片进行嘴部提取实验，结果令人满意。该方法能够快速检测出完整的嘴唇外形，建立较好的唇部模型，为人脸动画提供唇部素材及唇部模型。     

具有真实感的三维人脸动画

具有真实感的三维人脸模型的构造和动画是计算机图形学领域中一个重要的研究课题.如何在三维人脸模型上实时地模拟人脸的运动,产生具有真实感的人脸表情和动作,是其中的一个难点.提出一种实时的三维人脸动画方法,该方法将人脸模型划分成若干个运动相对独立的功能区,然后使用提出的基于加权狄里克利自由变形DFFD(Dirichlet free-form deformation)和刚体运动模拟的混合技术模拟功能区的运动.同时,通过交叉的运动控制点模拟功能区之间运动的相互影响.在该方法中,人脸模型的运动通过移动控制点来驱动.为了简化人脸模型的驱动,提出了基于MPEG-4中脸部动画参数FAP(facial animation parameters)流和基于肌肉模型的两种高层驱动方法.这两种方法不但具有较高的真实感,而且具有良好的计算性能,能实时模拟真实人脸的表情和动作.     

Exploring Non‐Linear Relationship of Blendshape Facial Animation

Human face is a complex biomechanical system and non‐linearity is a remarkable feature of facial expressions. However, in blendshape animation, facial expression space is linearized by regarding linear relationship between blending weights and deformed face geometry. This results in the loss of reality in facial animation. To synthesize more realistic facial animation, aforementioned relationship should be non‐linear to allow the greatest generality and fidelity of facial expressions. Unfortunately, few existing works pay attention to the topic about how to measure the non‐linear relationship. In this paper, we propose an optimization scheme that automatically explores the non‐linear relationship of blendshape facial animation from captured facial expressions. Experiments show that the explored non‐linear relationship is consistent with the non‐linearity of facial expressions soundly and is able to synthesize more realistic facial animation than the linear one.     

Animating expressive faces across languages

This paper describes a morphing-based audio driven facial animation system. Based on an incoming audio stream, a face image is animated with full lip synchronization and synthesized expressions. A novel scheme to implement a language independent system for audio-driven facial animation given a speech recognition system for just one language, in our case, English, is presented. The method presented here can also be used for text to audio-visual speech synthesis. Visemes in new expressions are synthesized to be able to generate animations with different facial expressions. An animation sequence using optical flow between visemes is constructed, given an incoming audio stream and still pictures of a face representing different visemes. The presented techniques give improved lip synchronization and naturalness to the animated video.     

拼音文本驱动的任意嘴唇曲线的动画生成

口型的变化是人脸动画中的重要组成部分.为了能够简单、形象地研究口型曲线动画,定义了一种新的口型LAP模型,用28个LAP控制口型形状,并用Cardinal曲线进行绘制,得到了很逼真的口型效果.提出将已测定的拼音基本视位的标准LAP值应用到不同嘴唇上的自适应动画方法.首先计算出"单位LAP参数值";再根据任意指定的嘴唇的宽度、高度和突出度,计算出适合该嘴唇所有视位的每个LAP;最后以任意拼音文本驱动该嘴唇,生成连续动画.在动画实现过程中,采用插值来实现口型与口型之间的连续过渡,同时考虑前一口型对后续口型的影响,以达到连续、光滑的视觉效果.     

人工心理模型驱动的人脸表情动画合成

提出了一种人脸表情动画合成方法,该方法以人工心理模型输出概率值作为权重向量,通过因素加权综合法,控制表情动画模型参数。实验结果表明,该方法实现了心理状态对表情的实时驱动,合成的人脸表情动画真实、自然。