人脸肌肉模型的单视频驱动

描述了一种肌肉人脸模型单视频驱动的方法。与传统的通过多视频来驱动人脸模型的方法不同，该方法通过跟踪特定的人脸控制点的位移，来求取人脸肌肉的运动参数，进而求得肌肉模型中所有节点的位移，从而实现以单视频驱动基于肌肉原理的人脸模型。采用此方法我们得到了逼真的表情和口型模拟动画。     

一个MPEG-4兼容的语音动画系统

在已经实现的一个MPEG－4兼容的人脸动画系统的基础上，设计并实现了一个MPEG－4兼容的语音动画系统，MEPG－4是国际上第一个人脸动画标准，本文首先介绍了该标准的定义和我们这现的与MPEG－4标准兼容的人脸语音动画的系统结构，并在此基础上，详细介绍了该系统实现过程中的关键技术，包括人脸动画，中文可视音素的定义，可视音素过渡，表情过渡，可视音素与表情混合，语音与动画同步等。我们的语音动画系统具有计算方法简单，系统通信开销小的特点，在普通微机上就能够产生带有表性的高质量的语音动画。     

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。     

一种人脸图象线性变换模型及其识别应用

在不同光照条件下同一个人脸的成像会有较大差异，这种差异的存在给人脸自动识别带来较大的限制。文中基于合理的假设，提出一种人脸图象的逐点变换模型。该模型简单易行，且能有效减少同一人脸在不同光照条件下的成像差异。在YaleB人脸图象库与AR人脸库上的对比实验表明了该模型的有效性与可行性。     

城市交通系统的动画仿真模型研究

动画技术在仿真中的应用是近年来系统仿真领域的发展方向之一。而城市交通系统是一个规模庞大、路网稠密、干扰多、随机性能强的大系统。因而将动画技术应用于辽杂的交通模型其意义是显著的。本文提出了城市交通系统的动画仿真模型的设计方案──区域网络分页设计思想，实现了两个交叉口的动画仿真，为最终建立通用的城市交通动画仿真模型打下了基础，计算机仿真试验结果证实了模型的有效性。     

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。     

基于脸部结构知识的三维人脸建模

将Sibson坐标用于局部特征分析,提出了一个新的局部形变模型.该模型具有较强的局部性,可以精细地刻画人脸个性特征,且能够根据人脸形状的先验信息进行整体控制.然后,在局部形变的基础上采用双重形变,实现了两种互补的形变算法在特征级的融合,进一步提高了建模精度.实验结果表明,本算法具有较小的重建误差和较快的处理速度,能够生成光滑、逼真的三维人脸模型.     

基于小波的人脸去光照识别算法研究

研究了面部图像的多级小波分解与重构,分析了光照、表情等变化对小波分解低频近似系数的影响,指出了光照变化对小波低频近似系数影响最大,表情和个体差异的影响次之.在此基础上提出应用PCA变换的方法来重建光照影响小的小波低频近似分量,以此来替换原图的小波低频近似系数,再通过小波重构得到去光照人脸.在识别时,运用特征脸的方法对重构脸进行了特征提取与识别研究,在AR人脸库上进行了测试,并对不同小波基进行了比较,结果表明该方法能有效地去除光照等因素影响,识别效果得到了较大地提高.     

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.     

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。     

虚拟人的行为规划模型研究

基于智能主体理论,提出了虚拟人的结构体系。虚拟人的结构体系包括感觉模块、知觉模块、规划模块、行为模块、行动模块、数据库模块、知识库模块、情绪模块、内部变量模块、运动控制模块。这些模块集成为一个整体。本文着重介绍规划模块和行为模块的功能。虚拟人的行为用产生式规则来描述,每条产生式规则具有不同的优先度,可以在不同的行为之间建立合成运算,采用抑制增益系数和疲劳系数来表现行为的时序特征。最后,在微机上实现了一个基于本文模型的虚拟人行为动画系统。     

虚拟人情绪向量和表情向量的合成

虚拟人的面部情绪表达是一个令许多学者感兴趣的研究领域,以往的研究多偏重在人脸数据的获取和面部局部运动的生成方面,尚没有情绪合成的一般性数学模型。首先,提出了情绪向量空间的概念,人的情绪状态可以转化成情绪向量空间中的一个情绪向量,情绪向量可以通过基本情绪向量来计算。其次,建立了表情向量空间的概念,人的表情可以转化成表情向量空间中的一个表情向量,表情向量可以通过基本表情向量来计算。再次,建立从情绪向量空间到表情向量空间之间的映射,表情动画是通过情绪状态和情绪映射来实现的。最后,在微机上进行了初步的实验,利用6个基本情绪状态来计算情绪合成。     

基于MPEG-4的三维人脸动画实现方法

三维人脸动画技术可以应用于虚拟现实、虚拟主持人、虚拟会议、辅助教学、医疗研究、电影制作、游戏娱乐等很多领域。本文介绍了基于MPEG-4标准的人脸动画的工作原理,改进了MPEG-4中已知FAP(人脸动画参数)值和FaceDefTables(人脸动画定义表),计算FAP控制区内点的坐标的算法。最后提出了一种构造人脸动画定义表的方法。该方法的操作结合了自动计算和手工调整,最后实现了以FAP作为参数驱动的三维人脸动画。     

基于虚拟现实技术的居家火灾逃生系统的研究

火灾逃生教育具有重要的现实意义,但在现实生活中,面向公众的火灾逃生演练通常花费很大。虚拟现实技术也能模拟火灾场景,可以增强逃生教育的效果,同时能大大降低训练的费用。建立了面向火灾逃生训练的虚拟现实原型系统,我们编制了集粒子动画和声音于一体的游戏风格图形界面,用户可以控制替身在虚拟火灾场景中逃生,替身的运动采用骨骼动画实现,我们使用面部表情图片来描述替身的情绪状态。初步的实验结果表明,该演示系统能够使火灾逃生演练变得更形象。     

虚拟人行为交互方法研究

人体行为交互是人际之间除语音交互之外的一种重要交互方法。本文介绍了我们应用虚拟人合成技术实现人体行为交互的主要研究工作,以及这些研究成果在聋人手语(手势)交互、人脸表情与动画合成等方面的应用。     

洗消分队战术技术仿真训练系统研究

简介了系统的基本架构,分析了研究过程中使用的主要关键技术:基于XML的三维场景生成与行动规划、基于目标对象表面分解的碰撞检测、基于骨骼动画的虚拟人动作控制、基于层次分析法的训练评估。洗消分队战术技术仿真训练系统集战术训练和技术训练于一体。实际应用表明,除降低训练成本、提高训练效率外,该系统还可以根据训练目的灵活集成与扩展。采用的关键技术可以作为解决仿真领域中场景自动生成与行动规划、精确碰撞检测、虚拟人行为控制、训练评估等问题时的有益参考。