kaiyun情感表现下的三维人脸颜色建模技术第27卷第4期2010年4月计算机应用研究Appl i cati onResearch ofComputemV01．27 No．4Apr．2010情感表现下的三维人脸颜色建模技术王燕，樊养余( 西北工业大学电子信息学院．西安710129)摘要：为了提高三维人脸面部表情的真实感，研究并提出了一种基于GPU的人脸颜色参数模型。该模型使用了MPEG-4中定义的人脸特征点，划分了每个特征点的作用范围，通过改变特征点的颜色值带动该点周边影响范围内点的颜色改变，并采用帧间插值算法实现了颜色的平滑过渡。仿真实验表明，该模型达到了较为逼真的人脸表情动画效果。关键词：颜色模型；图形处理器( GPU) ；MPEG．4；帧间插值中图分类号：TP391 ...

　　第27卷第4期2010年4月计算机应用研究Appl i cati onResearch ofComputemV01．27 No．4Apr．2010情感表现下的三维人脸颜色建模技术王燕，樊养余( 西北工业大学电子信息学院．西安710129)摘要：为了提高三维人脸面部表情的真实感，研究并提出了一种基于GPU的人脸颜色参数模型。该模型使用了MPEG-4中定义的人脸特征点，划分了每个特征点的作用范围，通过改变特征点的颜色值带动该点周边影响范围内点的颜色改变kaiyun官方网站，并采用帧间插值算法实现了颜色的平滑过渡。仿真实验表明，该模型达到了较为逼真的人脸表情动画效果。关键词：颜色模型；图形处理器( GPU) ；MPEG．4；帧间插值中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：10013695( 20l o) 04．1581．03doi ：10．3969／j ．i ssn．1001．3695．2010．04．01083 D face col ormodel i ng technol ogyWANG Yah，FAN(洲okaiyun体育全站入口，Electronics＆lnforraation，NorthwesternAbstract：In ordeg to i mprove the real i sti c detai l s of 3D faci alcol or based ongraphi cs processi ng uni t( GPU) ．Themodel uti l i zeddi vi ded the acti on sphere of feature poi nts．By changi ng the col orthe i nfl uence scope．Fi nal l y，appl yi ng the i nterframe i nterpol ati onti on resul ts show that the model reaches a more real i sti c ani mati onKey words：col or modeI；GPU；MPEG一4；i nterframe i nterpol ati on随着计算机图形技术的发展，虚拟人成为当今虚拟现实研究的热点，越来越受到广泛关注。三维虚拟人是人在计算机生成空间中的几何特性和行为特性的表示，是多功能感知和情感计算研究的内容。而三维人脸动画是计算机动画研究的一个重要内容，主要研究如何真实地模仿人的面部表情及动作。人脸是非常重要而又复杂的交流通道kaiyun体育全站入口，通过人脸可以鉴别出个人的身份，观察出其喜怒哀乐的情绪，领悟到其情感状态。逼真的面部表情合成技术长期以来一直是计算机图形学以及人机交互中非常活跃的研究领域。由于人们对人脸的外观十分敏感 ，要做到真实模拟人脸的表情动画十分困难。真实感的人脸就是指计算机合成的具有特定人的喜怒哀乐等表情以及脸部各种特征的人脸。从人的视觉要求出发，总是希望合成的人脸能够尽可能地达到逼真kaiyun官方网站，但是由于受模型和计算机能力的限制，合成的图像总是与人们的要求有一定的差距。难点主要集中在两个方面：具有真实感人脸模型的建立和如何在人脸模型上模拟真实感的表情和动作。然而，人脸模型表现情感的方式是多方面的。除了面部表情、局部肢体动作之外，面部的颜色变化也是表现情绪的一个重要方面，研究这部分内容，对增加三维人脸面部表情的真实性是很有意义的。例如，“ 面红耳赤” 显然无法用变形、运动来表示，只有用纹理表达最为恰当，但纹理中的色彩变化规律还未见专门的报道。人们研究更多的是如何将照片的纹理映射到面部的模型上⋯ ，显然这种方法灵活性不够，不能使虚拟人随人意地表现情感。要实现不依赖图像序列的独立色彩变化或者说依据不同的情感而使色彩独立自主地变化，就必须研究符合这一发展趋势。针对上述问题，本文研究了人脸面部颜色随情感的变化规律，统计了不同情绪下人脸颜色的变化值，进一步提出了一种新的基于GPU的人脸颜色参数模型kaiyun体育全站入口。该参数模型通过控制面部特征点的颜色值来达到改变面部颜色的目的。对不同特征点的作用范围使用不同的区域划分规则kaiyun官方网站，目的是使颜色变化的范围更加真实可信；同时采用帧问插值算法，使得每一个动画帧中的颜色值能够平缓自然地变化，最终合成真实感较强的表情动画。最后给出了一个三维人脸模型面部颜色变化的实验结果，用以证明本文提出的方法能够提高虚拟人情感表达的逼线颜色模型颜色模型是对颜色的表示方式与规范。针对不同的应用领域，人们提出了几十种不同的颜色模型。在数字图像处理收稿日期：20090710；修回日期：20090907 基金项目：国家“ 863” 计划资助项目( 2007AA017324) 作者简介：王燕( 1984．) ，女．河南洛阳人。硕士研究生，主要研究方向为虚拟现实、图形图像处理等( l ．coi n) ；樊养余( 1960-) ，男，教授，博导，主要研究方向为图像处理、现代信号处理、虚拟现实等．