使用Dirichlet自由变形算法实现三维人脸及其变形

人脸是人类相互交流的重要渠道，是人类的喜、怒、哀、乐等复杂表情和语言的载体。因此、具有真实感的三维人脆模型的构造和变形是计算机图形学领域中一个研究热点。如何在三维人脸模型上产生具有真实感的人脸表情和动作．是其中的一个难点。文中介绍了一种基于Delaunay和nfichlev／Voronoi图的Dinchlet自由变形算法（Diridet Free—Form Dcformations，简称DFFD）解决这一问题。文中详细介绍了DFFD技术，并根据MPEG-4的脸部定义参数，应用DFFD对一般人脸进行变形。同时提出了在进行人脸变形时利用脸部定义参数FDP与脸部动画参数FAP分层次控制的方法，这种两级控制点控制的设置，使三维人脸模型产生光滑变形．由此可将人脸各种表情平滑准确地展现出来。     

使用Dirichlet自由变形算法实现三维人脸及其变形

人脸是人类相互交流的重要渠道,是人类的喜、怒、哀、乐等复杂表情和语言的载体。因此,具有真实感的三维人脸模型的构造和变形是计算机图形学领域中一个研究热点。如何在三维人脸模型上产生具有真实感的人脸表情和动作,是其中的一个难点。文中介绍了一种基于Delaunay和Dirichlet/Voronoi图的Dirichlet自由变形算法(Dirichlet Free-Form De-formations,简称DFFD)解决这一问题。文中详细介绍了DFFD技术,并根据MPEG-4的脸部定义参数,应用DFFD对一般人脸进行变形。同时提出了在进行人脸变形时利用脸部定义参数FDP与脸部动画参数FAP分层次控制的方法,这种两级控制点控制的设置,使三维人脸模型产生光滑变形,由此可将人脸各种表情平滑准确地展现出来。     

MPEG—4中脸部动画参数和序列重绘的肌肉模型

MPEG－4中定义了“人脸对象”这样一种特殊的视频对象,并通过脸部动画参数FAP和脸部定义参数FDP来对这类对象进行编码,以实现极低码率的视频编码。通过对MPEG－4中“人脸对象”这类视频码流的句法结构和参数编码方法的详细分析。以及通过对MEPG－4解码器图象重绘（rendering)过程的研究,在Waters的以肌肉收缩强度为参数的肌肉模型基础上,提出了更适应于MPEG－4参数的位移控制肌肉模型（displacement-controlling muscle model),从而实现了通过利用MEPG－4码流中的FAP和FDP参数来重建自然表情的人脸视频序列。     

一个特定人脸的校准系统

对基于DFFD算法的人脸校准系统进行改进的基础上，设计了一个基于径向基函数(RBF)的多步离散数据插值算法的新的人脸校准系统。着重介绍了新系统的基本原理和关键技术。此系统可以用于人脸动画系统的人机交互、虚拟社区和三维聊天室。     

三维特定人脸生成的有效实现方法

三维个性化人脸建模一直是计算机图形领域最具挑战性的课题之一。如何快速、高效地还原具有真实感的三维人脸,是其中的难点。提出了一种快速的三维人脸建模方法,该方法将人脸模型划分成若干个运动相对独立的功能区,然后在各功能区内使用加权自由变形DFFD方法对一般人脸模型进行变形。由于功能区的引入,控制点的数量极大地减少,所以极大地降低了计算量,能很好地满足实时性且更具真实性。     

一个MPEG—4兼容的人脸动画系统

MPEG－4是一个基于对象的多媒体压缩标准,允许将中的间频视频对象（自然的或合成的）独立编码,它能够净人脸动画和多媒体通信集成在一起并且可以在低带宽的网络上控制虚拟人脸,首先介绍MPEG－4中关于人脸动画的基本概念,然后提出一个MPEG－4兼容的有脸动画系统。     

一个基于SAPI5.0的中文语音动画系统

在已经实现了“一个MPEG－4 兼容的人脸动画系统”和基于KD2000的“一个MPEG－4兼容的语音动画系统”的基础上，又设计并实现了一个基于SPI5．0的中文语音动画系统”。该文介绍该系统的设计思想和实现技术，包括定义中文可视音素，得到中文可视音素，估算可视音素的持续时间，处理表情标签，语音与动画同步等，语音动画系统在普通微机上就能够产生带有表情的高质量的语音动画。     

MPEG-4标准中基于内容的视频编码

MPEG－4除了具有MPEG－1和MPEG－2标准的基于“帧”的功能以外，主要特点是对数据采用基于内容的操作，存取及传输。本文阐述MPEG－4视频编码算法中基于内容人的功能及其算法结构。     

在MPEG视频上的语义视频对象分割改进算法

随着MPEG－4，MPEG－7等标准的提出，如何提取语义视频对象已成为当前视频压缩和检索领域共同的研究课题。特别是MPEG－7对视频对象的形状检索提出了具体要求。针对顾创等人的WaterShed算法不能很好处理现有MPEG－1视频数据的缺陷，提出改进算法，从而能够在MPEG视频流中提取到具有光滑轮廓的语义视频对象，算法主要有以下两点改进：提出将类成员数作为分类算法的参数；有压缩域和解码后的图像上先后进行两次分割。实验结果表明，改进算法在鲁棒性和分割结果精度上比原算法有较大的改进，其分割结果可用于轮廓检索和重要视频对象检索。     

基于自由形状变形的三维人脸表情控制

人脸表情控制是生物特征识别研究的重要内容,本文提出了一种基于MPEG-4中FAP、FAT标准进行三维人脸表情合成的方法。首先对人脸进行关键点定义和区域分割,然后使用面向表面的自由形状变形方法(SOFFD)生成人脸表情。在特定人脸表情生成过程中,使用了基表情的比例合成方法。实验表明,该方法可以有效地合成各种真实的人脸表情。     

MPEG-4编码的现状和研究

随着计算机和通信技术的发展,多媒体编码进入了一个新的时代,即将公布的ＭＰＥＧ－４国际标准表明基于对象的编码、基于模型的编码等第二代编码技术趋于成熟．文中首先从ＭＰＥＧ－４所支持的各种视频对象及其特点、场景的描述和不同应用的框架／级别等３个方面讨论了新的编码标准的主要内容和现状．新的标准用于实际应用还需要提供大量的标准之外的配套工具和研究．在随后的内容中,文中讨论了图像和视频的分割、全景图像的生成、人脸的检测与跟踪、２Ｄ网格模型的建立与跟踪以及３Ｄ人脸的分析和合成等相关领域的研究和进展情况．     

全自动的基于MPEG-4的任意拓扑结构人脸动画

构造任意拓扑结构人脸网格的人脸动画定义表是基于MPEG-4的任意拓扑结构人脸动画系统的关键．通过搜索三维模型的二维纹理图像特征，提出一种自动地在任意拓扑结构三维人脸模型上定位特征点的方法．通过利用任意拓扑结构人脸模型上的三维特征点变形标准人脸模型，并根据标准人脸模型的动画定义表，实现了自动、准确地构造任意拓扑结构人脸模型动画定义表的方法．给定一个任意拓扑结构三维人脸模型，通过文中方法可以全自动地驱动所给人脸模型做动画．     

一种虚拟人物的情感计算方法

本文描述了一种结合MPEG4标准和人脸肌肉模型对人类表情进行归一化定量描述的方法。该方法通过对人脸肌肉运动参数的归一化处理,实现了人脸模型表情的定量描述,为人脸动画制作和建立人脸动画表情库,提供了简洁的途径。     

基于肤色和几何关系的人眼快速定位方法

人眼检测是人脸检测与识别、驾驶员行为分析或MPEG4压缩中的关键技术,为了提高处理速度和检测结果的鲁棒性,提出了一种基于肤色检测和几何特征人眼快速定位方法;通过比较,选用YIQ空间和KL变换联合的方法检测肤色区域,然后运用面积阈值检测出备选人脸区域,并在备选人脸区域中通过灰度特征确定人脸特征区域的位置,并根据人眼的几何位置关系检测出其大致位置;通过对称性和相似性校验所得位置是否为真正的人眼位置,最后运用Hough变换确定人眼瞳孔中心的精确位置;试验表明,该方法操作简单,速度较快,能满足实时处理的要求,对不同的光照条件、姿态以及干扰背景具有较强的适应性。     

视频编码中考虑模式选择的位率优化控制

本文在传统位率控制方法的基础上提出一种新算法,即基于宏块的最佳位率控制算法．主要思想是在考虑还宽,比特率和缓冲区大小的同时,考虑不同宏块模式的选择对位率的影响,文中给出了一些相关结果并将其与传统方法所得数据相比较,结果表明在多数位率条件下用本算法得到的ＰＳＮＲ比传统方法要好．     

Visual Estimation and Compression of Facial Motion Parameters—Elements of a 3D Model-Based Video Coding System

The MPEG4 standard supports the transmission and composition of facial animation with natural video by including a facial animation parameter (FAP) set that is defined based on the study of minimal facial actions and is closely related to muscle actions. The FAP set enables model-based representation of natural or synthetic talking head sequences and allows intelligible visual reproduction of facial expressions, emotions, and speech pronunciations at the receiver. This paper describes two key components we have developed for building a model-based video coding system: (1) a method for estimating FAP parameters based on our previously proposed piecewise Bézier volume deformation model (PBVD), and (2) various methods for encoding FAP parameters. PBVD is a linear deformation model suitable for both the synthesis and the analysis of facial images. Each FAP parameter is a basis function in this model. Experimental results on PBVD-based animation, model-based tracking, and spatial-temporal compression of FAP parameters are demonstrated in this paper.     

利用OpenGL生成人脸视点无关纹理图

在基于计算机的人脸动画领域中,人脸视点无关纹理图对增强人脸的真实感和加快绘制速度起着关键的作用.本文阐述了从多张照片合成人脸纹理图的关键问题和解决方案,介绍了一个用OpenGL快速生成视点无关纹理图的方法,并将其应用到一个MPEG-4兼容的人脸动画系统,满足了实时调整的要求.     

一种基于小波变换的平滑预处理压缩算法

在现在编码标准(如MPEG4)中,基于小波的压缩算法已经成为一种主要技术。文章在已经成熟的小波变换及零数编码等算法的基础上,分析小波变换以及小波变换系数的特点,经过多次实验得出一种在小波变换前对图象先进行预处理的可逆平滑算法。实验表明这种算法在已有小波压缩编码的基础上大大提高了图象压缩效率。