时空人脸表情动画编辑

为了提高计算机合成人脸表情动画的后期制作效率,提出一种基于时空的人脸表情动画编辑方法.首先使用基于拉普拉斯的网格变形技术将用户的编辑效果在空间域传播到整个人脸模型,很好地保留了中性人脸模型的几何细节特征,从而提高合成表情的真实感;然后使用高斯函数将用户编辑效果在时间域传播到邻近表情序列,保持人脸表情动画的平滑过渡,所合成人脸表情动画与初始给定数据保持一致.该方法为用户提供了人脸表情动画编辑的局部控制,可由用户指定编辑的影响范围,使得编辑效果在指定范围内自然传播.实验结果表明,文中方法所合成人脸表情动画自然、真实,有效地提高了数据驱动人脸表情动画的编辑效率.     

Consistency techniques for continuous constraints

We consider constraint satisfaction problems with variables in continuous, numerical domains. Contrary to most existing techniques, which focus on computing one single optimal solution, we address the problem of computing a compact representation of the space of all solutions admitted by the constraints. In particular, we show how globally consistent (also called decomposable) labelings of a constraint satisfaction problem can be computed.Our approach is based on approximating regions of feasible solutions by 2 ^k -trees, a representation commonly used in computer vision and image processing. We give simple and stable algorithms for computing labelings with arbitrary degrees of consistency. The algorithms can process constraints and solution spaces of arbitrary complexity, but with a fixed maximal resolution.Previous work has shown that when constraints are convex and binary, path-consistency is sufficient to ensure global consistency. We show that for continuous domains, this result can be generalized to ternary and in fact arbitrary n-ary constraints using the concept of (3,2)-relational consistency. This leads to polynomial-time algorithms for computing globally consistent labelings for a large class of constraint satisfaction problems with continuous variables.     

基于运动传播和Isomap分析的三维人脸动画编辑与合成

提出一种三维人脸动画数据编辑与合成的有效方法,使用户可以在三维人脸模型上选定控制点,并在二维平面上指定表情动作的约束条件.根据人脸动画数据训练一个先验概率模型,将较少的用户约束传播到人脸网格的其他部分,从而生成完整生动的人脸表情;通过Isomap学习算法对三维人脸动画知识进行建模,并结合用户指定的关键帧拟合高维曲面上的平滑测地线,以自动合成新的人脸动画序列.实验结果表明,该方法可以直观地对人脸动画的生成进行交互式控制,并能生成较为逼真的表情动画.     

人脸表情动画

人脸表情动画是计算机动画研究的一个重要分支．它有着十分广泛的应用前景。本文评述了国内外人脸表情动画方法和技术研究现状，提出了进一步需要解决的问题。并针对真人脸表情点提取难题给出了一个有效的特别的解决方案。     

视频驱动的语义表情基动画方法

为了重用视频内容中的表情信息,提出一种语义表情构造与语义表情参数优化方法.首先从带有噪声的稀疏特征点中定义出人脸表情的语义信息;然后在语义表情空间中优化求解出最优表情参数,以提高人脸动画的真实感.该方法既不需要标定相机参数,也不需要预先建立表演者的3D人脸模型及其表情基,因此除了可用于网络视频的表情重用,也可用于开发实时在线的网络社交等应用.实验结果表明,对于头部摆动的俯仰角和侧角在[?15?,15?]范围内的原始视频,文中方法能够实时合成稳定、逼真的表情动画.     

A Constraint-Based Interactive Train Rescheduling Tool

In this paper, we report the design and implementation of a constraint-based interactive train rescheduling tool, a project in collaboration with the International Institute for Software Technology, United Nations University (UNU/IIST), Macau. We formulate train rescheduling as constraint satisfaction and describe a constraint propagation approach for tackling the problem. Algorithms for timetable verification and train rescheduling are designed under a coherent framework. Formal correctness properties of the rescheduling algorithm are established. We define two optimality criteria for rescheduling that correspond to minimizing the number of station visits affected and passenger delay respectively. Two heuristics are then proposed to speed up and direct the search towards optimal solutions. The feasibility of our proposed algorithms and heuristics are confirmed with experimentation using real-life data.     

支持表情细节的语音驱动人脸动画

针对语音驱动人脸动画中如何生成随语音运动自然呈现的眨眼、抬眉等表情细节以增强虚拟环境的沉浸感的问题,提出一种可以合成表情细节的语音驱动人脸动画方法.该方法分为训练与合成2个阶段.在训练阶段,首先对富有表情的三维人脸语音运动捕获数据特征进行重采样处理,降低训练数据量以提升训练效率,然后运用隐马尔可夫模型(HMM)学习表情人脸语音运动和同步语音的关系,同时统计经过训练的HMM在训练数据集上的合成余量;在合成阶段,首先使用经过训练的HMM从新语音特征中推断与之匹配的表情人脸动画,在此基础上,根据训练阶段计算的合成余量增加表情细节.实验结果表明,文中方法比已有方法计算效率高,合成的表情细节通过了用户评价验证.     

Icola — Incremental Constraint-Based Graphics for Visualization

Visualization is valuable in monitoring and debugging programs. The goal of the Wand research project at the University of Saskatchewan is to provide both a framework and tools for rapid development of visualization aids for logic programming languages. The ICOLA (Incremental Constraint-based Object Layout Algorithm) system is the newest graphics facility within Wand. ICOLA positions graphical objects according to object declarations and constraints specifying relative positional relationships among the objects. Three important features of ICOLA are that it is capable of creating reasonable pictures from highly under-constrained specifications, it uses an incremental constraint solution algorithm and hence generates those pictures efficiently, and it supports incremental (i.e. progressive) insertions and deletions of objects and constraints. The ability of the incremental algorithm to support such deletions is particularly noteworthy. This paper describes: PDI, the language supported by ICOLA; the incremental constraint solution algorithm itself; a successful implementation in Prolog and C; and results of a performance evaluation of the implementation.     

Colouration Issues in Computer Generated Facial Animation

In everyday interactions with one another we use the face for recognising people and for communicating with them. Despite the considerable amount of research into computer generated facial animation, one particular aspect, that of the colouration of the face appears to have been neglected. In this paper we address issues pertinent to the use of colour for both modelling the appearance of the face and for enhancing communication during facial expression and animation. Colouration is an integral part of the face, which helps in the recognition of faces as well as in the interpretation of the often subtle signals emitted by the human face.     

基于物理模型的人脸表情动画技术研究

用计算机建立人脸表情动画是当前计算机图形学研究领域的一个富有挑战性的课题,该文在总结了国内外有关该课题研究方法的基础上,提出了一种基于物理模型的人脸表情画生成算法,并依该算法计和开发了一个实际的人脸表情动画系统HUFACE。该算法将人的脸部模拟为一个弹性体,为使计算简化,又将人脸表面依其生理特性分为八个子块,脸部表情所产生的五官动作模拟为弹性体的形变,并建立相应的弹性形变模型,当脸部表情引起脸部各子块形变时,每个子块上的各点将发生位移,于是利用该模型计算这些点的位移量,由此获得表情动画中的每一帧画面,由于脸部动作由该形变模型控制,且计算简单,速度快,因此不需存储表情动画中的各个画面,提高了系统的效率,实验结果表明,由HUFACE系统生成的人脸表情真实,自然。     

An Analysis of Arithmetic Constraints on Integer Intervals

Arithmetic constraints on integer intervals are supported in many constraint programming systems. We study here a number of approaches to implement constraint propagation for these constraints. To describe them we introduce integer interval arithmetic. Each approach is explained using appropriate proof rules that reduce the variable domains. We compare these approaches using a set of benchmarks. For the most promising approach we provide results that characterize the effect of constraint propagation. The work of the second author was supported by NWO, The Netherlands Organization for Scientific Research, under project number 612.069.003.     

面向普通用户的3D虚拟人脸动画

为合成真实感人脸动画,提出一种实时的基于单摄像头的3D虚拟人脸动画方法.首先根据用户的单张正面人脸图像重建用户的3D人脸模型,并基于该人脸模型合成姿态、光照和表情变化的人脸图像,利用这些图像训练特定用户的局部纹理模型;然后使用摄像头拍摄人脸视频,利用特定用户的局部纹理模型跟踪人脸特征点;最后由跟踪结果和3D关键形状估计Blendshape系数,通过Blendshape模型合成的人脸动画.实验结果表明,该方法能实时合成真实感3D人脸动画,且只需要一个普通的摄像头,非常适合普通用户使用.     

VB中动画的实现

在用VB开发应用程序时,加入一些简单的动画,可使用户界面看起来比较生动。文章介绍了关于VB中动画的实现,从实现VB动画的关键技术入手,重点介绍了时钟控件的属性和实践,并且通过两个生动的实例描述了动画的实现过程。     

数值与符号的耦合约束求解模型

采用约束关系依赖图(CRDG)表达耦合约束之间的依赖关系,从而建立数值与符号耦合约束模型.提出耦合约束的求解算法:对CRDG进行最小独立子图分解,对存在耦合约束的子图用\"孪生变量法\"进行一阶解耦,对没有耦合约束的子图用传统方法进行独立求解,求解之后再对孪生变量进行等效性验算.该耦合约束模型及其求解算法拓展了传统约束理论,实现了教学求解和推理求解有机地结合.     

基于状态异步DBN的语音驱动面部动画合成

提出一种基于状态异步动态贝叶斯网络模型(SA-DBN)的语音驱动面部动画合成方法。提取音视频语音数据库中音频的感知线性预测特征和面部图像的主动外观模型(AAM)特征来训练模型参数,对于给定的输入语音,基于极大似然估计原理学习得到对应的最优AAM特征序列,并由此合成面部图像序列和面部动画。对合成面部动画的主观评测结果表明,与听视觉状态同步的DBN模型相比,通过限制听觉语音状态和视觉语音状态间的最大异步程度,SA-DBN可以得到清晰自然并且嘴部运动与输入语音高度一致的面部动画。     

基于约束的旅游推荐系统的研究与设计

针对旅游领域的特点和传统推荐技术的应用局限性,提出一种基于约束的旅游推荐系统的设计方案,并对系统的推荐引擎进行了详细设计。系统通过可视化的知识获取工具高效地获取旅游领域知识、推荐规则、个性化规则等知识,使用交互＆个性化代理以会话式的交互方式逐步地启发用户的偏好和需要,利用多属性效用理论对推荐结果进行排序。相比传统的推荐方法,利用基于约束的推荐技术,能够为用户提供更加准确、个性化的旅游推荐服务。     

求解布尔与非线性数值约束相混合的约束问题

布尔与数值变量相混合的约束问题有着广泛的应用,但是当约束中的数值变量间存在非线性关系时该问题求解起来十分困难.目前的许多求解方法都是不完备的,即这些方法不能完全肯定某些包含非线性数值表达式的约束是否能够成立.针对这种问题,提出了将非线性数值约束转化为特殊形式的优化问题,采用全局优化算法对其进行求解的方法.已经实现了一个基于此方法的原型工具.实验结果表明,该方法能够有效地求解非线性混合约束问题,并且总能够得到该约束条件是否可满足的结果.     

Kinect驱动的人脸动画合成技术研究

三维人脸动画合成技术可以应用于虚拟现实、角色控制等多个领域。为此,提出一种基于Kinect的人脸动画合成方法。人脸跟踪客户端利用Kinect对用户的脸部表情进行跟踪识别,得到人脸表情动画参数,通过socket发送给人脸动画合成服务器,由人脸动画合成服务器查找基于MPEG-4标准的人脸动画定义表,控制人脸模型的变形,从而实时合成与用户表情相对应的三维人脸动画。实验结果表明,该方法能够在满足实时性要求的条件下合成高质量的三维人脸动画,同现有技术相比,结构简单、容易部署且具有较好的可扩展性。     

应用Cult3D技术实现交互式三维人脸动画

介绍一种新的Web3D实现技术Cult3D,对比了其与VRML在实现网络三维图形技术上的优越性,着重论述了如何使用Cult3D技术并结合照片建模工具实现网络环境下的交互式三维人脸动画。     

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．