[发明专利]一种人脸模型装配与表情驱动方法

权利要求书

1.一种人脸模型装配与表情驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取建模对象的三维可变形人脸模型3DMM，其中，通过以下方法之一获取所述建模对象的3DMM模型：通过所述建模对象的人脸图像获得3DMM模型；通过激光扫描所述对象得到稠密点云，使用三维人脸配准方法将所述稠密点云变换为具有固定顶点数量和拓扑结构的3DMM模型；

S2：从具有固定拓扑结构的所述3DMM模型中提取出人脸特征点，从所述特征点中按照预设规则选择特征点作为模型装配与表情驱动的控制点；

S3：提出对人脸模型以下位置至少之一进行装配的数学模型：下颌骨、括约肌、窄线性肌和宽线性肌；

S4：计算面部动作编码系统FACS中每个动作单元AU的表情基参数，通过插值的方法，计算出不同时刻人脸模型做出表情时的控制点位置与模型顶点位置；

S5：利用所述控制点位置计算出所述3DMM模型中控制点的运动区间，利用所述3DMM模型顶点在不同时刻的位置计算出顶点的位移量，当同一顶点产生明显位移时，表示该顶点与该控制点相关联，将计算出控制点的位移与相关联顶点的位移代入所述S3的数学模型中，求解出所述数学模型的相关变量，完成人脸模型的装配工作；

S6：通过以下方法之一完成对建模对象3DMM模型的表情驱动：利用所述S4中计算得到的不同动作单元AU的表情基参数叠加组合完成人脸模型的表情驱动；利用所述S3的所述数学模型、所述S5中计算出的控制点的运动区间，通过驱动控制点，使人脸模型中与控制点相关联的顶点产生位移，完成表情驱动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：

S2-1：利用人脸图像与所述3DMM模型的对应关系，从所述3DMM模型中提取出所述建模对象的眉部控制点，得到所述眉部控制点的三维坐标；

S2-2：利用人脸图像与所述3DMM模型的对应关系，从所述3DMM模型中提取出所述建模对象的嘴部控制点，得到所述嘴部特征点的三维坐标；

S2-3：利用插值的方法，从所述3DMM模型中得到颧骨控制点的三维坐标；

S2-4：利用人脸图像与所述3DMM模型的对应关系，从所述3DMM模型中提取出所述建模对象的下颌骨控制点，得到所述下颌骨控制点的三维坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3包含以下步骤：

S3-1：通过所述眉部控制点提出装配人脸模型的宽线性肌的数学模型；

S3-2：通过所述嘴部控制点提出装配人脸模型的括约肌的数学模型；

S3-3：通过所述嘴部控制点、所述颧骨控制点提出装配人脸模型的窄线性肌的数学模型；

S3-4：通过所述下颌控制点提出装配人脸模型的下颌骨的数学模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：

S4-1：计算出每个AU的表情基参数；

S4-2：通过插值的方法，计算出无表情与AU表情之间若干时刻各表情基的参数；

S4-3：通过参数的变化将驱动人脸模型做出相应的AU表情，计算出在人脸模型做出表情的不同时刻的控制点位置与模型中顶点位置。