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项目名称:基于 OpenCV 和 OpenGL 的实时动画生成系统的设计与实现
刘婧怡 高杨 岳思琪 邓健
陈述人:高杨
主要内容 一、项目背景及意义 二、项目内容 三、技术路线与实现方案 四、系统的使用和功能需求 五、项目难点 六、项目计划 七、团队分工
一、项目背景及意义 人脸识别技术现在已经被广泛地应用到了很
多领域,如电脑加密,上下班考勤,识别罪犯等等。
随着游戏以及影视动画的发展,对于识别人物的动态特征的需求也越来越迫切。
目前常见的动画生成软件设计简单,功能不全面,精度也不高。
如果能够在 QQ视频聊天中实时地生成脸部的 3D卡通动画不仅给网上聊天增加了趣味性,同时也给对方增添了一些神秘感。
二、项目内容
将真实的人脸图像实时准确地生成 3D 卡通动画图像。大致分为以下三个步骤:
三、技术路线与实现方案 技术路线: 在 VC2008 环境下利用
OpenCV , OpenGL 函数库进行视频图像的获取以及 3D 效果的渲染输出。
名词解释: OpenCV 是开源计算机视觉库。它轻量级而且
高效——由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成,实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。应用领域有人机互动物体识别等。
OpenGL 是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格,它用于三维图象(二维的亦可)。 OpenGL 是个专业的图形程序接口,是一个功能强大,调用方便的底层图形库。
实现方案 将 OpenCV 与 OpenGL 这两个函数库加载
到 VC2008 中。 使用 OpenCV 现有的库函数以及一些算法
对视频获取的图像进行变换并提取图像中人脸的特征。
用 3dmax 软件对人的头部进行建模,将其保存为 OpenGL 可识别的 3D 文件格式,如“ .ms3d” 。
将该 3D 头部模型文件加载到 VC2008 中。
实现方案 使用已提取的人脸部特征变
量、 OpenGL 的库函数及现有的和自己设计的算法对头部模型实施控制,如拉长脸部,控制眼睛的形状等等,使其与真实人脸相像。
使用 OpenGL 的库函数及代码实现对头部模型的渲染输出。
精确度取决于算法的设计。
UML 用例图
start
Videoinput
3Doutput
Win _1
Win_2Open:
user
四、系统的使用和功能需求 1. 打开系统后首先呈现的是真实的人脸图像窗口;
★★★ 2. 系统先后出现两个窗口:真实图像以及图像特征
提取窗口、 3D 人脸模型窗口;★★★ 3. 图像处理窗口显示的是动态的图像处理过程,并
非处理一个静态的图片;★★★ 4. 在图像处理窗口划定人脸的范围;★★★ 5. 在 3D 人头部模型窗口能够准确地表现所提取的
特征;★★★ 6. 头部模型生动逼真,与真实的人脸相像;★★★
四、系统的使用和功能需求
7. 图像显示需要摄像头协助完成。★★★ 8. 两个窗口不同时出现,在真实图像窗口上加两个
按钮,点击弹出后面的窗口;★★ 9. 在图像处理窗口提取人头部的基本特征并在图像
上标注和用文字显示出来;★★ 10. 在两个窗口分别设置一个退出按钮;★★ 11. 可添加一些额外的表情按钮,添加所要表达而
人脸又没有做出的表情。★
理想成果图
五、项目难点
人脸的识别与获取(噪声的干扰,人脸的动态,都是需要攻克的难题)。
人脸表情的 3D 处理(因为表情界限的划分模糊,移动的幅度与时间较小较迅速,也就增加了对于表情的获取难度以及输出效果把握。)
六、项目计划 1 、项目开题阶段主要工作:准备开题报告以及相关知识了解,学习。( 6 周) 2 、项目文档与需求分析阶段主要工作:需求分析讨论确定后各模块负责人开始撰写文档。( 1 周) 3 、项目设计阶段主要工作:根据需求与文档基本框架设计各模块基本实现过程( 2 周) 4 、项目实现阶段主要工作:根据文档与设计利用相关技术实现系统功能与模块( 4 周) 5 、项目测试与总结阶段主要工作:各模块负责人将系统汇总并进行简单测试与总结( 3 周) 6 、项目结题阶段 主要工作:准备结题报告与功能演示说明( 2 周)
甘特图
七、团队分工
组长:负责需求分析,文档管理,协调各模块,构建基本模型。
组员 1 :负责文档撰写,周报撰写。 组员 2 :负责实现用 opencv 插件获取识别人脸。
组员 3 :负责实现用 opengl 插件渲染输出。
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