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有限元法在人脸三维建模及表情动画中的应用研究
  • ISSN号:1000-7024
  • 期刊名称:《计算机工程与设计》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.7[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]广西工学院机械工程系,广西柳州545006, [2]钦州学院,广西钦州535000
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50365001);广西教育厅科研基金项目(200707MS064).
中文摘要:

将机械工程中的有限元方法用于人脸的三维建模,利用人脸上提取的99个特征点和一些辅助点,用光滑的样条曲线模拟人脸表情肌分布位置连结成线,由线生成三角面片和四角面片组合的有限元建立的人脸几何模型。给该模型定义合适的单元类型、实常数等参数,定义能与人脸皮肤等效的材料属性,并在眼睛、嘴等动作敏感位置加一定量载荷求解,模拟人脸表情动作。从求解的应力图中可以看出,该几何模型变形均与人脸表情动作时皮肤弹性变形一致。该方法可以快速、准确的进行三维人脸参数化建模,可方便提取特征点进行人脸识别。这种建模方法为人脸三维建模提供了一种新的思路和可靠的理论依据,同时降低了后期人脸识别的难度。

英文摘要:

Finite element method applied in mechanical engineering is adopted to construct 3D facial model. Firstly, simulated facial expression muscle distribution, 99 key points is which are extracted from face and some auxiliary points composed lines by smooth spline curve. Secondly, the geometry model is then produced by triangle curved surfaces and quadrilateral ones being composed of the former lines. After that, 3D facial model is given some parameters such as suitable element type, constant and equivalent skin material attribute, and then is applied the load on eyes, mouth, etc to simulate the expression action of personal face. It is shown from the result of stress diagram that the deformation of facial geometry model coincided with real facial expression skin elastic-deformation. It has been proved to be set up 3D facial parameterized model more rapidly and exactly, and much easier to extract facial characteristic points to be recognized. Meanwhile, it has been proved to be a new idea and reliable theoretical base to 3D facial modeling and make the later face recognition easier.

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期刊信息
  • 《计算机工程与设计》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:中国航天科工集团二院706所
  • 主编:汤铭瑞
  • 地址:北京142信箱37分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:ced@china-ced.com
  • 电话:010-68389884
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7024
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1775/TP
  • 邮发代号:82-425
  • 获奖情况:
  • 中国科学引文数据库来源期刊,中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国科技论文统计与分析用期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:45616