[发明专利]三维人脸动画控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统基于一被测人脸表情数据驱动一动画角色的表情，其中所述三维人脸动画控制系统包括一表情处理模块和被可通信地连接于所述表情处理模块的一驱动模块。所述表情处理模块提供所述被测人脸表情数据，所述驱动模块以将所述表情处理模块提供的所述被测人脸表情数据对应于所述动画角色的表情的方式实时地驱动所述动画角色的表情。

技术领域

本发明涉及一计算视觉技术，尤其涉及一三维人脸动画控制系统及其控制方法。

背景技术

随着计算机视觉领域技术的发展，三维人脸检测和识别逐渐成为热门技术之一。三维人脸检测和识别的发展不仅可满足对身份鉴别等高级别的安防领域的需求，同时，基于人脸检测和识别技术的应用层面的开发也在不断丰富着人类的体验，例如，表情识别，换脸卡通特效，人脸表情动态跟踪等。在这些应用中，三维人脸动画系统是集大成者，其视觉特效强，包含技术众多。

早期，三维人脸动画系统被应用于影视特效制作领域。通常，操作者会配置一系列传感器和动作捕捉设备来检测采集自身的动作信号和脸部表情信号，进而，通过利用这些信号来控制虚拟动画人物移动及表情呈现。可以想象，在实际的操作过程中，该操作者必须装备大量的传感器和动作信号捕捉设备，这对于操作者来说是极大的负担，无论是安装还是拆卸这些设备。此外，为了确保信号采集的稳定性，所有的设备需稳固地安装于演员身体的各个部位，以在演员移动或做表情呈现时，确保这些设备不会从演员身体脱落或松动，防止信号采集失败或出现误差。

进一步地，采集到的动作信号和人脸表情信号经过分析处理，以控制动画角色的动作。然而，受限于处理算法的难度和计算复杂程度，传统的三维人脸动画系统的实时性较差。相应地，在实际的驱动过程中，操作者不得不多次重复相同的动作和神情，以获得期望的动画效果。也就是说，传统的三维人脸动画技术，对操作者的要求高。操作者必须必须接受专门的训练，同时，为了获取期望的动画效果，操作者和后期动画制作者必须耗费大量的心力，进行修改润色。还需要指出的是，大量的传感器和昂贵的动作捕捉设备必然会耗费相当的经济成本，因此，早期的三维人脸动画系统仅被应用于相对较为专业的领域，而在大众多媒体领域却现有应用。

近年来，三维人脸检测和识别技术的发展为三维人脸动画系统的应用开发提供了新的可能性。具体地，通过三维人脸检测和识别技术重建人脸表情模型，并通过人脸表情识别以相应地驱动动画角色表情变化。可以想象，基于此技术方案，仅需通过人脸图像采集设备的高精度3D人脸表情动画系统便成为可能。从而，三维人脸动画系统可被应用于大众多媒体领域，真正实现“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。

发明内容

发明的另一目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统能够实现高精度的三维人脸表情动画跟踪。

本发明的另一目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统仅需单目摄像模组便可实现高精度的三维人脸表情动画跟踪。

本发明的主要目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统所需的信号采集设备仅为常规摄像模组，从而相较于现有的三维动画系统，其成本降低，因此，所述三维人脸动画控制系统可被更为广泛地应用。

本发明的另一目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统操作简单，操作者只需在常规摄像模组前提供脸部表情信息，便可实现高精度的三维人脸表情动画效果，用户体验佳。

本发明的另一目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画控制系统操作简单，操作者无需经过特殊的培训，因此所述三维人脸动画系统可被应用于大众多媒体领域。

本发明的另一目的在于提供一三维人脸动画控制系统及其控制方法，其中所述三维人脸动画系统具有相对较高的实时性，以使得操作者能够实时动态观测动画人物的表情变化。