人工心理模型驱动的人脸表情动画合成
发布时间：2023-03-24 04:32:13 来源：文档文库
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维普资讯http://www.cqvip.comＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎ ｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用 ２００８，４４（８） １０７ ◎研发、测试◎ 人工心理模型驱动的人脸表情动画合成 谷学静 ，许广宾 ，熊 伟 ，王志良 ＧＵ Ｘｕｅ－ｊｉｎｇ ，ＸＵ Ｇｕａｎｇ－ｂｉｎ ，ＸＩＯＮＧ Ｗｅｉ ，ＷＡＮＧ Ｚｈｉ—ｌｉａｎｇ １．河北理工大学信息学院，河北唐山０６３００９ ２．北京科技大学信息工程学院，北京１０００８３ １．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｈｅｂｅｉ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｈｅｂｅｉ ０６３００９，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｆｏｒｎｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｅｒｉｎｇ，Ｂｅｒｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｕｘｕｅｊｉｎｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｎ ＧＵ Ｘｕｅ－ｊｉｎｇ，ＸＵ Ｇｕａｎｇ—ｂｉｎ，ＸＩＯＮＧ Ｗｅｉ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｆａｃｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｉｍａｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅ ｂｙ ａｒｔｉｉｆｃｉｌａ ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ ｍｏｄｅ１．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ。２００８。４４（８）：１０７—１０９． Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｆａｃｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｉｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｆａｃｔｏｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆａｃｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｉｍａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｖｅｃｔｏｒ ｉｓ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｕｔｐｕｔ ｂｙ ｔｈｅ ａｒｔｉｉｆｃｉａｌ ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ ｍｏｄｅ１．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｆａｃｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｉｍａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｄｅｌｖｅｄ ｂｙ ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ ｉｓ ｒｅａｌ—— ｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｎａｔｕｒａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｔｉｉｃｉｆｌ ｐｓｙｃｈｏｌａｏｇｙ；ＨＭＭ；ｆａｃｉａｌ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｉｍａｔｉｏｎ；ＯｐｅｎＧＬ 摘要：提出了一种人脸表情动画合成方法，该方法以人工心理模型输出概率值作为权重向量，通过因素加权综合法，控制表情动 画模型参数。实验结果表明，该方法实现了心理状态对表情的实时驱动，合成的人脸表情动画真实、自然。 关键词：人工心理；隐马尔可夫模型；人脸表情动画；ＯｐｅｎＧＬ 文章编号：１００２—８３３１（２００８）０８—０１０７—０３ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ１８ １引言 信息技术的飞速发展，使得计算机与人类的人机关系越来 越紧密。人类对计算机的要求也不再仅仅停留在原有的科学计 算的水平，而是要求它更加智能化和人性化。也就是说，希望计 算机不仅能理智地理解主人的语言，而且还应该能够富有感隋 地与人类进行各种交流，在交流中进行自我分析、自我调控以 及自我完善，从而使人机交流进行得更为融洽、和谐。 人工心理＿１Ｉ，是指利用信息科学的研究方法，对人的心理活 动的更全面内容（尤其是隋感、意志、性格、创造等）的人工机器 实现。人工智能、人工心理都是从人的心理活动的角度研究人 规律的基础上，以人脸物理模型为基础，提出了ＮＵＲＢＳ曲面和 面片相结合的算法，运用块体变形模型，对人脸表面的各块进 行弹性形变，建立人脸三维网格模型，通过弹性体参数的变化 实现表情动画模拟，构建了特定人脸模型。在此基础上，利用模 糊数学理论中的因素加权综合法，以人工心理模型输出的各表 情的概率作为权重向量，影响表情动画模型参数，从而实现心 理状态对表隋的实时的驱动。最后结合关键帧技术，实现了符 合人类行为规律的连续的表情动画。 ２基于ＨＭＭ的人工心理模型 这里选择经典的离散ＨＭＭ用于建立情感模型。首先，需 要确定情感的每个层次上的分类数，也就是说要确定有多少种 心情——对应隐马尔可夫模型中的状态数 ，多少种表情—— 对应隐马尔可夫模型中的观察值的个数Ⅳ。在每种心情下，各 种表情以一定的概率出现。隐马尔可夫模型由两部分组成，其 一的内在性能和外部行为，人工智能是从智能的角度来研究人的 认知、
