The invention relates to a method for making character mouth animation based on lip reading technology, which belongs to the field of computer intelligent recognition technology. Lip reading technology is used to solve the problem of inconsistency between mouth shape, expression and voice in character animation. The invention mainly comprises lip detection and location, lip movement feature extraction, lip language recognition and role interaction control. For lip detection and localization, ASM algorithm is used to calibrate 68 key points of face; for lip movement feature extraction, gray-scale energy map with good robustness is used; for lip recognition, dynamic time warping algorithm is used. By adopting the method of character mouth animation, the animator can control the character mouth by lip-reading technology in the process of character animation production. The method can reduce the complexity and workload of mouth animation production and improve the efficiency of animation production.
【技术实现步骤摘要】
基于唇读技术的角色口型动画制作方法
本专利技术涉及计算机智能识别
,特别涉及一种图像处理与角色口型动画制作相结合的基于唇读技术的角色口型动画制作方法。根据识别人物的唇动变化,完成角色口型动画制作。
技术介绍
唇读(lip-reading/speech-reading),是指通过观察说话者的口型变化,“读出”或“部分读出”其所说的内容,唇读技术源于听力弱者和听力障碍者学习、了解正常人语言表达的一种技巧。唇读技术研究涉及多个领域,包括人工智能、知识工程、模式识别、图像处理、自然语言理解等。随着自动语音识别、人机自然交互和计算机视觉技术的迅速发展,唇读技术不在仅仅是改善语音识别率的辅助手段,唇读作为新的人体生物特征、新的人机接口、新的编码方式、新的反恐手段,在人们生活中发挥着越来越重要的作用。在三维角色动画制作中,面部动画最为关键,只有当表情、口型、声音三者一致时,角色动画看起来才会更加真实自然。在欧美的动画中,为了做到表情、口型、声音的对应,传统的方法先请配音演员录音,然后让动画师捕捉配音演员说话时的表情神采与口型,并以此设定角色形象。后来随着计算机图形图像技术的快速发展,欧美开始使用建立标准英文口型发音系统的方法来创作口型动画。而在国内,则基本上采用关键帧制作法,只把台词中夸张的口型部分做出来,其他部分则含糊带过,这使得国内动画中的角色口型与台词的契合度很低,角色面部动画生。计算机智能识别技术的日渐成熟,使得动画制作技术不断向智能化、便捷化发展,因此,对于角色口型动画而言,也需要智能化的制作方法来减轻动画制作人员繁重的、重复的工作,减少对制作人员专业与 ...
【技术保护点】
1.一种基于唇读技术的角色口型动画制作方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:通过摄像头拾取人脸视频信号,获取人脸图像序列;S2:从人脸图像中检测与定位出唇部位置,唇部检测与定位采用主动形状模型法ASM,步骤如下:S21:训练:构建形状模型,首先手动标记训练样本的脸部特征点,然后对特征进行归一化、对齐、PCA处理,最后为每个特征点构建局部特征,局部特征选取梯度特征;S22:搜索:首先计算嘴部的位置,对齐人脸,然后根据马氏距离匹配局部特征点;S3:从标定出的唇部位置,提取包含唇动特征的特征值序列,唇动特征提取步骤如下:S31:求取唇动图像序列的灰度图像;S32:求取灰度能量图;S33:对灰度能量图进行小波离散变换,分解尺度为3,采用db4小波;S34:选取低频近似分量作为候选特征值,对候选特征值进行重采样处理,得到特征序列值;S4:根据唇动特征值进行唇语识别,唇语识别采用动态时间规整方法,步骤如下:S41:比较待比较模板的长度,如果长度差别大于阈值,则返回匹配失败;S42:根据待比较模板的长度,将匹配区域划分为两段或三段;S43:分别对每一段区域进行匹配;S44:计算总累计距离;S5:根据 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于唇读技术的角色口型动画制作方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:通过摄像头拾取人脸视频信号,获取人脸图像序列;S2:从人脸图像中检测与定位出唇部位置,唇部检测与定位采用主动形状模型法ASM,步骤如下:S21:训练:构建形状模型,首先手动标记训练样本的脸部特征点,然后对特征进行归一化、对齐、PCA处理,最后为每个特征点构建局部特征,局部特征选取梯度特征;S22:搜索:首先计算嘴部的位置,对齐人脸,然后根据马氏距离匹配局部特征点;S3:从标定出的唇部位置,提取包含唇动特征的特征值序列,唇动特征提取步骤如下:S31:求取唇动图像序列的灰度图像;S32:求取灰度能量图;S33:对灰度能量图进行小波离散变换,分解尺度为3,采用db4小波;S34:选取低频近似分量作为候选特征值,对候选特征值进行重采样处理,得到特征序列值;S4:根据唇动特征值进行唇语识别,唇语识别采用动态时间规整方法,步骤如下:S41:比较待比较模板的长度,如果长度差别大于阈值,则返回匹配失败;S42:根据待比较模板的长度,将匹配区域划分为两段或三段;S43:分别对每一段区域进行匹配;S44:计算总累计距离;S5:根据唇语识别结果,控制角色口型动画。2.根据权利要求1所述的基于唇读技术的角色口型动画制作方法,其特征在于:步骤S21所述的训练的过程包括以下步骤:S211:搜集N个训练样本;S212:手动记录下每个训练样本中的k个关键特征点,本方法k值为18,为唇部轮廓的关键点;S213:构建训练集的形状向量,将一幅图中标定的k个关键特征点组成一个形状向量,式中,表示第i个训练样本上第j个特征点的坐标,n表示训练样本的个数;S214:形状归一化,采用Procrustes方法进行点分布模型对齐操作;S215:将对齐后的形状向量进行PCA处理;S216:为每个特征点构建局部特征。3.根据权利要求1所述的基于唇读技术的角色口型动画制作方法,其特征在于:步骤S22所述的搜索的过程包括以下步骤:S221:计算每个特征点的新位置,初始模型为:X=M(s,θ)[ai]+...
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