由正交图像造型三维个性化虚拟人体模型

基于正、侧、背面4幅正交人体图像,变形模板人体模型后得到带服饰纹理的个性化虚拟人．以截面环为基本几何元素,给出了模板人体模型的生成和变形方法,建立了截面环和三维人体骨架之间的内在关联;自动提取图像上的人体特征点,生成二维图像上的人体骨架;由三维人体骨架和二维图像上人体骨架之间的对应关系,建立截面环和人体图像之间的对应关系;从人体图像上获取截面环的形状参数,通过参数化变形截面环得到个性化的虚拟人体模型．与已有方法相比,该方法建立在基于特征的参数化框架之上,变形更容易控制,消除了三维模型和二维图像之间对应的不确定性,避免了人体变形中的自交现象,效率高、真实感效果较好．     

自动匹配虚拟人模型与运动数据

使用运动数据驱动虚拟人模型运动是人体运动仿真的常用方法.通常,运动数据本身定义了适合该运动数据的骨架结构,这要求被其驱动的虚拟人模型也必须有相匹配的骨架定义.提出了一种推迟到运动数据导入时再为模型生成骨架结构的基于语义分析的懒匹配算法(lazy match based on semantic analysis,简称LMSA),该算法先用一组平行平面切分人体模型以生成备选关节点集,并在导入运动数据后对备选关节点集和运动数据的骨架结构进行语义分析,匹配具有相同语义的备选关节点和骨架结构的各关节,使已有的虚拟人几何模型能够直接应用于具有不同骨架结构的人体运动数据.     

个性化编辑的轻量化3维树木模型构建

目的 3维树木几何结构和拓扑结构的复杂性,不仅使得真实感3维树木模型的构建过程十分复杂,而且构建的模型文件包含大量的几何数据。针对3维树木模型的构建过程复杂和模型数据量大的问题,提出一种支持骨架个性化编辑的轻量化3维树木模型构建方法。方法 该方法在提取树木模型骨架结构的基础上,通过交互方式对3维树木模型的骨架进行个性化编辑以生成3维树木模型的全新骨架结构,并采用枝干和树冠模型的简化方法实现轻量化3维树木模型的构建。结果 该方法不仅能快速创建轻量化的3维树木模型,减少3维树木可视化时的模型绘制时间;而且能通过骨架个性化编辑来设计树木的拓扑结构,有助于增加同一品种树木外部表现形态的多样性。结论 通过应用表明,本文轻量化3维树木模型构建方法不仅可以构建具有不同表现形态的3维树木模型,而且简化后的3维树木模型可以在无线网络、移动终端等资源有限情况下进行3维树木可视化。     

个性化三维人体模型快速建模方法

采用模型重用的思想，通过输入21个人体测量学参数对标准人体模型进行编辑，实时获得相应体型的个性化三维人体模型．该方法使得编辑过程能够实时完成；生成的人体模型可以方便地驱动；精选的21个人体测量学参数覆盖了人体各处的细节，能够比较完整地描述人体的外形特征，满足对人体模型个性化的需求．     

基于图像的字符加工方法研究与实现

传统的字符雕刻按照型胺加工的方法生成平面刀位轨迹，这种雕刻方法无法体现字符的笔锋与力度，本文提出了一种新的字符加工方法用以解决以上不足，该方法主要包括字符骨架提取、骨架矢量化，骨架宽度提取及宽度到深度的映射等步骤，并在此基础上实现了从字符输入、编辑，排版到刀位轨迹生成，仿真，加工的一体化和自动化。     

基于图像的个性化卡通系统

介绍了一个卡通动画系统.该系统可使用户很方便地生成个性化的卡通头像,并通过简单的交互定制各种夸张而生动的表情,还可以实时生成语音驱动的卡通动画.系统主要包括3部分:基于图像的卡通自动生成模块、交互的卡通表情编辑模块和语音驱动的卡通动画模块.卡通自动生成模块采用基于样本学习的方法生成具有特定艺术风格的卡通头像.这里使用了一种非参数化采样算法来学习原始照片和画像间复杂的统计关系.在此基础上,卡通表情编辑器可以通过预先设计的模板生成各种具有生动表情的卡通.同时,用户也可以定制自己的表情模板.卡通动画模块使用了实时的唇形合成算法,可以生成语音驱动的卡通动画.该系统可以使普通用户很方便地生成个性化的卡通头像和动画,在这一点上优于其他动画制作系统.     

目标骨架的多尺度树表示

基于骨架的目标表示是计算机视觉领域的重要研究内容．虽然目前基于不同原理提出了许多骨架提取算法．但是关于利用骨架信息来有效地表示并识别目标的研究却很少．文章对骨架的结构基元自顶向下地进行分解,将基元组织成层次树表示．通过引入尺度的概念．获得了目标的节点数目小、连接关系稳定的多尺度树表示．实验表明，它可以紧致、稳健地表示目标，并可降低图匹配过程的复杂度．     

基于骨架的三维网格局部编辑

复杂网格的编辑是三维动画设计的关键技术,已经出现了多种比较成功的方案和算法。在研究了三维网格的骨架生成及其优化方法的基础上,提出了一种基于骨架的局部网格编辑算法。先由用户确定编辑区域,绘出与变形后的骨架相对应的编辑曲线,再根据网格顶点与骨架曲线及编辑曲线之间的对应关系,实现网格结点的平移和旋转等编辑操作。实验证明,该算法的实现具有编辑直观、易于控制等特点,能够很好地应用于网格的局部特征编辑。     

智能家居中虚拟人的设计与生成

随着智能家居的快速发展,国内外学者已经对交互界面进行了多方面的研究.立足虚拟人技术,重点探索智能家居中虚拟人的潜在需求.基于设计师的人物设计经验,将各异的人脸五官特征归类为有限个解剖维度,以此作为设计规则,设计人脸五官的卡通风格化模型模板,比对人脸图像特征构建模板库.在此基础上,结合人脸特征识别及基于美学计算的特征——卡通形象模版库映射关系,实现从二维真实人脸图像到三维卡通人脸的自动生成.该生成方法轻量且能够满足用户的个性化需求,并已投入实际应用.     

基于叶脉骨架结构的股骨柄设计方法

为提高股骨柄假体与股骨髓腔的匹配程度,通过股骨关键横切面获取股骨髓腔形态参数,选取粗隆区域为感兴趣区域并构建其叶脉骨架结构,基于叶脉骨架结构的股骨柄假体设计方法构建股骨柄模型.该方法考虑股骨柄局部感兴趣区域的二次编辑修改性,操作简单、灵活、高效,并可以解决假体模型后期修改困难的问题.有限元分析结果表明,构建的股骨柄假体具有良好的力学性能.     

适用于单目视频的无标记三维人体运动跟踪

在无标记人体运动跟踪过程中,由于被跟踪目标缺乏明显的特征以及背景复杂而使得跟踪到的人体运动姿态与真实值偏差较大,不能进行长序列视频跟踪.针对这一现象,提出一种基于形变外观模板匹配进行单目视频的三维人体运动跟踪算法,其中所用的人体外观模型由三维人体骨骼模型及二维纸板模型组成.首先根据人体骨骼比例约束采用逆运动学计算出关节旋转欧拉角;然后利用正向运动学求得纸板模型中像素在三维空间中的坐标,将这些像素根据摄像机成像模型投影到二维图像中得到形变外观模板;最后采用直方图匹配得到人体运动跟踪结果.实验结果表明,该算法对于一些复杂的长序列人体运动能够得到较为理想的跟踪结果,可应用于人机交互和动画制作等领域.     

面向特定领域的汉语句法主干分析

本文提出了一种面向特定领域的汉语句法主干分析方法。该方法中包括浅层句法分析、模板匹配两个关键环节,形成用模板表示的句法主干。在浅层句法分析中,本文使用了级联的隐马尔可夫模型进行了短语的归并;而后以已有的汉语句子模板为基础,进行模板匹配以达到句法主干分析的目标。在针对体育新闻领域语料的开放测试中,模板匹配的精确率和召回率分别达到了98.04%和81.43% ,句子级的精确率和召回率分别达到了96.97%、84.85% ,实验表明该方法在特定领域是有效的。     

一种模板匹配与高适应性的裂缝骨架提取算法

在对裂缝图像骨架进行提取时,已有的算法通常存在细化后骨架主体信息缺失、毛刺去除效果随图像规模增大而快速下降等问题。针对上述问题,该算法提出一种模板匹配与高适应性的裂缝骨架提取算法。首先,结合模板匹配对Rosenfeld细化算法进行改进,以保留骨架主体结构;然后提出一种高适应性毛刺去除算法,以分支像素点数量与细化后骨架图像目标像素点数量之比作为判断标准,可以高效适应不同目标像素点密度和规模的裂缝图像。实验结果表明,该算法能够有效实现单一像素宽度骨架并尽可能去除骨架毛刺,有一定的可行性及优越性。     

A novel template‐based automatic rigging algorithm for articulated‐character animation

Rigging is a process for creating skeletons used to animate articulated characters. In conventional computer‐animation software, this process must be performed manually. Although several automatic rigging algorithms have been proposed, these methods still require user intervention. This paper proposes an automatic algorithm that generates an inverse kinematic skeleton for a character by locating an appropriate template skeleton on the extracted curve skeleton of the input 3D character model. After the curve skeleton is extracted, it is analyzed and classified into an appropriate category. The classification conditions are developed from the characteristics of each kind of real animal. We also develop an algorithm to extract the anatomical meaning of each skeleton segment. On the basis of the classification result, a suitable template skeleton is retrieved from the database. Each bone of the template skeleton can then be located on the appropriate skeleton segment of the input skeleton graph by using the extracted anatomical meanings. In contrast to previous methods, the algorithm does not require the input 3D character models to have certain poses or orientations. Moreover, all processes can be completed without user intervention. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

三维虚拟士兵训练仿真研究

采用骨骼动画技术实现了对士兵训练动作的仿真。为了克服已有模型格式不够灵活的缺点采用自定义格式的模型,该模型分为皮肤层和骨骼层,皮肤层赋有皮肤纹理贴图,在骨骼层的带动下运动,模型利用关键帧插值实现骨骼层的运动。最后编程实现对士兵训练的仿真。     

基于RGB—D序列的人体动态建模方法

人体建模是计算机视觉研究领域的重要研究课题。人体建模被广泛应用于科研、动画、游戏、服装设计、工业等领域,具有非常广阔的应用前景。传统的建模方法可以在大体上还原人体的姿态,但细节上会有偏差。本文提出一种基于RGB—D序列的人体动态建模方法。人体在场景中自然活动,利用廉价的深度摄像设备Kinect可以获取人体的骨架信息和三维点云。利用获得的骨架信息将模板人体分段刚性地变形到目标位置,使用ICP算法将变形后的模型与Kinect获取的点云进行更精确的配准,使用TPS变形获得一个平滑的柔性形变人体。     

虚拟人骨骼结构的多刚体系统建模方法研究

提出了一种虚拟人骨骼结构的多刚体系统模型，可有效地克服DH表示法只能适用于单链结构的缺陷．首先通过合理的简化与假设，给出了一种16关节、39自由度的虚拟人简化模型；然后将该虚拟人模型抽象成为一个各肢体间通过机械转动铰相连的多刚体系统；最后引入树模型与低序体阵列来表达虚拟人的骨骼结构．分析结果表明，文中方法除能够自然地表达虚拟人的复杂分支结构外，还可以容易地实现虚拟人模型的任意分辨率扩展，并具备递归计算的优点，具有广泛的适用性。     

任意姿态虚拟人网格模型骨骼提取算法

人体骨骼动画技术是虚拟人物建模中的研究重点。在现有人体骨骼动画的制作过程中,动画师必需手工标定人体各主要关节点位置及人体骨架每一关键帧的姿态,工作量巨大。因此提出一种自动提取人体任意姿态网格模型骨架结构的方法。该方法首先利用模型各顶点间测地距离的几何关系自动识别人体位于四肢和头顶末端的5个特征点,再以特征点为起点生成等测地距离曲线族,利用等测地距离曲线将人体四肢和躯干区分开来,将这些相邻等测地线中心连接起来生成5条骨骼中心线,最后在中心线上根据中心夹角极小值及等测地距离曲线似圆率来确定人体关节的确切位置。实验结果表明,该算法能适应不同姿态的人体模型,计算结果准确性高,能完全自动实现关节点定位和骨骼提取。