利用几何度量的无监督实时面部动画生成算法

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1、利用几何度量的无监督实时面部动画生成算法姜那刘少龙石饈周忠北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室摘要：目前面部表情动両生成算法普遍具有捕捉设备昂贵、依赖用户表情数据预采集、需要用户異备专业知识等缺点，因此很难在普通用户中进行推广.针对这些不足,文中选择价格适中、操作简单的Kinect作为采集设备，提出了一种无须预处理的面部表情捕捉算法.首先从捕获的面部表情数据屮提取面部特征点，利用几何度量建立低层而部特征点与高层表情语义之间的联系，根据权重和补偿策略建立儿何度量样本集.然后采用无监督的方式自动分析样本分布，推测各表情单元的变化区

2、间，实现表情参数的实时提取.最后利用表情参数驱动离线生成的通用表情基，生成能反映用户情绪的面部动画.在表情基生成过程中，首次引入控制点影响区域的概念來约束拉普拉斯变形算法，以提高通用Blendshape表情基的精度.实验结果表明，该方法简单易行，无需对每名用户进行表情数据预采集，即可在多人同时出现、部分遮挡等情况下实时、鲁棒地生成与用户近似的面部动画.主观评价中，该方法被证明異备优秀的采集灵活度、方便使用、实时性能良好，在普通用户中更具备推广价值.关键词：Kinect;月金gBg宗;Blendshape模型;表情动岡;表演驱动;作者简介：

3、姜那，女，1989年生，博士研究生，主耍研究方向为深度学习、虚拟现实.E-mail:jiangna@buaa.edu.cn.作者简介：刘少龙，男，1988年生，硕士，主要研宄方向为虚拟现实.作者简介：石峰，男，1982年生，博士，主要研宂方向为计算机视觉.作者简介：周忠，男，1978年生，博士，教授，中国计算机学会（CCF）高级会员，主要研宄方向为虚拟现实、视频大数据分析等.E-mail:zz@buaa.edu.cn.收稿日期：2015-09-18基金：国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金(2015AA016403)Unsupervi

4、sedAlgorithmofReal-TimeFacialAnimationbyGeometricMeasurementsJIANGNaLIUShao-LongSHIFengZHOUZhongStateKeyLaboratoryofVirtualRealityTechnologyandSystems，BeihangUniversity;Abstract：Mostofcurrentfacialanimationalgorithmsaredifficulttobepopularizedamongcommonusers，becauseofthe

5、disadvantagesofusingexpensivecapturedevices,dependingonpreprocessofexpressiondataandneedingspecialoperator.Tosolvetheseproblems,anaffordableandconvenientKinectwaschosenascapturedevice,andanon-preprocessingcapturealgorithmoffacialexpressionwasproposedinthispaper.Firstly,th

6、efacialfeaturepointswasextractedfromtheRGBDdatawhichwascapturedbyKinect,andatthesametimetherelationshipbetweenlow-levelfacialfeaturepointsandhigh-levelexpressionalsemanticswasbuiltusinggeometricmeasurements.Meanwhi1ethesamplegroupofgeometricmeasurementswasestablishedaccor

7、dingtotheweightstrategicsandcompensationstrategies.Secondly,thedistributionofsamplewasanalyzedautomaticallybyunsupervisedmethodandthentherangeofexpressionunitwasinferred,sothatexpressionparameterscanbeextractedinrealtime.Final1y,theuniversalBIendshapebasis，whichweregenera

8、tedoffline,weredrivenbytheexpressionparametertogeneratedreal-timefacialanimationofreflectinguser