基于数据挖掘的语音驱动三维人脸动画合成

提出采用数据挖掘的概念，利用神经网络，聚类以及统计学方法从大量语音视频库中发现语音与唇动以及人脸表情之间的关联模型，并应用于语音驱动人脸动画合成中，本文提出的方法不仅可很好地解决语音与人脸动画的同步，同时还具有易训练，鲁棒性强，可扩展等特性，实验表明，基于数据挖掘技术的合成模型非常有效，极大地提高了动画人物的真实感和可信度。     

基于图像的脸部模型调整及表情动画技术研究

采用一种基于图像的三维人脸模型主动调整方法,实现了三维特定人脸模型的真实感重建和表情动画生成。通过特定人脸的正面和正侧面图像上的93个人脸表情特征点,采用整体调整及基于径向基函数插值的局部调整方法对通用三维人脸模型进行几何调整,并利用变形拼接及多分辨率图像融合技术生成无缝的人脸纹理镶嵌图,实现具有真实感的三维特定人脸模型重建。改进了人脸肌肉物理模型并结合弹性约束模型,避免了在表情动画处理中由于肌肉收缩力过大导致网格三角片毁坏而破坏人脸的拓扑结构问题,其局部网格动态细分策略,使生成的表情动画更加细腻。     

基于特征人脸和肤色统计的人脸检测

提出一种在视频中检测人脸的新方法,该方法首先用特征人脸检测第一帧画面中人脸的位置和大小,将它作为卡尔曼(Kalman)滤波的初始值和肤色分布统计的训练样本,然后利用卡尔曼滤波预测人脸,最后用肤色分布模型确定人脸,就可以检测到人脸。这种方法的优点是可以在复杂背景下快速准确地检测到人脸位置和大小。实验结果表明使用该方法可以实时准确地检测到视频中的人脸。     

一种视频驱动的三维人体动画合成方法

三维人体动画的生成是计算机动画领域的热点问题。已有的运动捕获方法虽然可以获得逼真的运动数据，但使用不便、代价昂贵的缺点限制了其应用。利用已有的运动数据库，提出了一种视频驱动的三维人体动画合成方法。该方法通过建立运动库概率转移和统计模型，挖掘运动数据的时空结构，能够根据视频内容合成出新的动画数据，从而提高已有运动数据的可重用性，大大降低动画制作成本。采用广播体操运动视频验证了方法的有效性。     

人舌运动与嘴部表情的多线谱仿真

描述了一种人舌运动与嘴部表情仿真的方法.该方法基于以人舌及嘴部的解剖结构和肌肉控制原理建立的3D模型,用一组表示肌肉收缩量随时间变化而波动的多线谱曲线驱动模型,得到舌体运动及一些舌部参与的嘴部表情.给出了一些微机模拟驱动的实例,结果表明,所描述方法简洁,所用数据量小,易于模型驱动,能较好模拟人舌运动及嘴部表情.     

基于标注图像的MPEG-4人脸运动参数获取方法

提出了一种基于标注图像的MPEG-4人脸运动参数(FAP)获取方法。首先对人脸进行手工标点,然后使用摄像机拍摄人脸运动序列并录制语音数据,通过图像分割与标记点定位等操作提取标记点位置信息,再根据人脸特征点的几何分布确认标记点对应的三维FDP参数,最后经过计算得到人脸运动参数。将获取的结果数据应用到基于MPEG-4的语音驱动的三维人脸合成与动画系统中,取得了很好的效果。     

直线膨胀人工肌肉关节主动弯曲的动态分析

提出一种单自由度弯曲关节结构,关节由柔顺性的直线膨胀弹性波壳人工肌肉作用,人工肌肉采用气压驱动和气液串联复合驱动。文中给出关节的基本结构和工作原理,结合受力分析,建立了关节角位移与弹性波壳人工肌肉内腔的压力间的数学表达式,确立了弯曲的弹性波壳的内腔体积与波壳整体伸长变形量之间的拟合方程,构造了关节角位移与时间变量之间的动态模型、弹性波壳的内腔压力和角位移的数学关系,进一步根据示例进行动态仿真。     

基于物理模型的特定人脸模型与表情动画模型

人脸造型与人脸表情动画的研究是计算机图形学领域中的一项热门课题，其模型的建立是构建人脸表情虚拟系统的一个重要基础，该系统可广泛地应用于虚拟环境、可视电话、远程教育等系统中。本文根据人脸生理结构的特点，先将人脸表面分成若干块、进而运用弹性形变原理，分析了脸部各块的形变规律，提出了一种将一般人脸模型变换为特定人脸模型的变形模型，而后又以眼睛为例，分析了“眨眼睛”的物理运动规律，为其建立了表情动画模型。在此基础上我们开发了一个实际的人脸造型与表情动画系统，运用该系统生成的特定人脸及表情动画自然、真实，结果令人满意。     

近似人脸全视角图生成及在特定人脸模型映射

用二维人脸照片构造三维特定人脸模型是三维人脸建模研究的热点问题,其中三维人脸纹理映射直接影响着生成三维人脸的逼真度.采用基于人脸正侧面照片特征点的分层、分部位的径向基函数重构一般人脸模型,得到部位轮廓特征明显的三维特定人脸模型,并提出了基于拉普拉斯金字塔分解的拼接图像交接处色彩融合算法,对人脸正侧面照片进行拼接融合,得到近似的人脸全视角纹理图.然后将近似人脸全视角纹理图映射到三维特定人脸模型,从而得到三维特定真实感人脸模型.实验结果表明该方法计算近似人脸全视角纹理图简单,生成特定人脸模型效果逼真,可应用于特定人脸动画制作的逼真人脸建模中.     

电动汽车运动学建模与模糊控制

电动汽车的总体驱动效率是电动汽车研究的一个重要问题。通过对电动汽车进行整车运动学建模，分析比较了前轮驱动和后轮驱动、单电机和双电机轮边驱动四种情况下的整车驱动效率，提出了一种通过对双电机驱动力矩进行模糊控制的方法，应用该控制方法可以使整车驱动在转向控制时的效率有较大提高。     

海面舰船场景的视频图像海雾去除算法

为满足海面舰船视频图像海雾去除的实时性要求,提出一种基于引导滤波的快速视频图像海雾去除方法。针对单幅图像,根据经典大气散射物理模型,首先利用暗原色先验估计大气光值和初始透射率,然后利用引导滤波优化透射率,进而求解大气散射物理模型,实现快速去雾;针对视频图像,结合帧差法和引导滤波,利用引导滤波估计视频帧序列的雾气遮罩,实现快速去雾。与其他单幅图像和逐帧视频图像去雾算法分别进行实验仿真对比研究,从主观和客观两方面进行处理结果的图像质量评价。结果表明,所提算法能实现快速海雾去除、有效提高视频去雾效率。     

基于SIFT特征匹配的实时鲁棒视频去抖动系统

面向视频去抖动领域,提出了一个实时系统。在有效地利用尺度不变特征转换算法的鲁棒特征提取特性和随机采样一致算法的鲁棒拟合特性的基础上,所提系统可以根据运动参数的变化剧烈程度,自动调整低通滤波器的尺寸来确定抖动参数以实现图像补偿,从而有效地避免了过稳和欠稳现象;所提系统将丰富的视频参考信息与图像纹理合成算法结合起来,有效地提高了输出视频的稳定性和完整性。客观实验结果表明,该系统在峰值信噪比和耗时方面具有较好的综合优势。主观实验结果表明,所提系统在消除抖动视频中让人不舒适感方面具有较好的优越性。     

地铁施工中隐患的传播及控制分析

地铁施工中隐患的传播和管控过程与传染病的传播过程极为相似,众多元素相互关联、动态影响。基于工程实例,通过分析地铁施工现场复杂系统的特征,提出使用传播动力学模型描述元素间相互作用和传播的仿真方法。选取青岛地铁4号线某标段2017年3月份到8月份的危险源及隐患数据作为原始状态,使用MATLAB R2014a仿真计算,得到不同元素的密度变化规律,将元素由危险源状态到隐患状态再到受控状态的过程显性化,展示元素的传播及控制规律,采用外界措施对特殊节点进行干预,探索最优控制效果。     

带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真

在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统.根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块.这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统.以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统,带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比.实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计.     

改进型双环控制策略及其应用研究

为了解决系统鲁棒性和控制精度之间的矛盾,在分析纳米级驱动部件物理特性和双环控制特性的基础上,建立具有大进给力的纳米级驱动部件数学模型,并提出基于主控制环和从控制环控制强度可优化的改进型双环控制策略.最后,通过计算机仿真和试验证实:纳米级驱动部件应用本文提出的改进型双环控制策略,在5000N载荷下控制精度达到10nm.     

High efficient moving object extraction and classification in traffic video surveillance

Moving object extraction and classification are important problems in automated video surveillance systems. A background model based on region segmentation is proposed. An adaptive single Gaussian background model is used in the stable region with gradual changes, and a nonparametric model is used in the variable region with jumping changes. A generalized agglomerative scheme is used to merge the pixels in the variable region and fill in the small interspaces. A two-threshold sequential algorithmic scheme is used to group the background samples of the variable region into distinct Gaussian distributions to accelerate the kernel density computation speed of the nonparametric model. In the feature-based object classification phase, the surveillance scene is first partitioned according to the road boundaries of different traffic directions and then re-segmented according to their scene localities. The method improves the discriminability of the features in each partition. AdaBoost method is applied to evaluate the relative importance of the features in each partition respectively and distinguish whether an object is a vehicle, a single human, a human group, or a bike. Experimental results show that the proposed method achieves higher performance in comparison with the existing method.     

微机全画面映射LED显示屏的设计

本文给出了微机全画面映射ＬＥＤ显示屏的一种实现方法。以ＴＶＧＡ８９００显示适配器的接口技术为例，详细介绍了ＬＥＤ显示屏系统中颜色信号的提取、传输及处理过程，并列举了ＬＥＤ像点的几种驱动方式。最后，讨论了颜色校正、闪烁等实际问题。     

基于改进Rake模型的多径BOC信号精确捕获方法

针对多径二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)信号自相关函数的多峰性导致的捕获模糊性问题,提出了一种基于改进Rake模型的精确捕获方法。该方法依据Rake接收机可以有效利用多径分量的优点,首先将接收的多径BOC信号分离后经过带有载波相位估计功能的Rake模型,得到了采用最大比合并方法后的近似单径信号,然后采用带有频偏校正的相关重构方法对BOC信号进行捕获,并详细阐述了相关重构原理。理论和计算机仿真分析表明,在同一条件下,该方法较其他方法具有精度高、易实现的优点,且BOC信号阶数越高效果越好。     

改进A*算法的机器人能耗最优路径规划方法

为了降低移动机器人在运动过程中的能耗, 提高在能源补给有限时的任务执行率, 提出了一种改进A^*算法的机器人能耗最优路径规划方法。首先, 根据四轮差速驱动移动机器人的运动学约束, 建立了其运动的能耗模型。然后, 根据起始状态和目标状态约束求解生成运动基元, 采用能耗模型计算运动基元的能耗值, 构建了能耗运动基元集。其次, 基于传统A^*算法, 改进提出了一种能耗最优路径规划方法, 该方法在规划进程中以能耗运动基元集中定义的节点之间的连接关系进行节点扩展, 而以能耗值作为节点之间的通行成本, 从而保证获得一条全局能耗最优路径。最后, 离线地图仿真测试和机器人实验结果表明所生成的路径总能耗可降低约28.24%, 从而验证了算法的有效性。