基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法
【专利摘要】本发明提供一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，在交互式进化计算对坐标值优化之前，对人脸坐标值之间的相关关系表示为优化的约束条件；对人脸坐标个数采用压缩表示方法，减少待处理的数据量；经过压缩处理后，根据其等值关系对人脸坐标进行编码，进一步减少待处理的数据量；对人脸造型中人眼的优化采用对仿射变换参数优化的方法，进一步减少待处理的数据量。交互式进化计算结合用户对人脸的评价，迭代执行选择、交叉和变异进化操作，实现对人脸造型的设计。该方法能有效提高动漫人物人脸造型设计的效率，有效地降低了人脸造型设计的进入门槛，普通的用户也可在该方法的协助下，完成专业的人脸造型设计。
【专利说明】
基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及计算机图形领域，特别是动漫人物人脸造型的优化设计方法，以及交 互式进化计算领域。
【背景技术】
[0002] 动漫人物的人脸造型是影响动漫产品市场占有率的一个重要因素。特色显明的人 脸造型往往需要高水平的设计人员，动漫公司要为此支付较高的成本，而低水平的设计效 果很难令人十分满意；另外，受设计人员数量的限制，动漫人物造型人脸部分的设计风格变 化少，设计风格单调，多样性较差；由此带来的问题是，同一公司的不同动漫产品中，不同的 人物，具有极其相似甚至相同的造型，观众满意度较低。另外，人脸造型设计过程中，因为人 脸特征点较多，特征点之间的关联复杂，手工操作调整人脸特征点取值极其繁琐。而常规的 计算机辅助的优化方法，因为人脸特征点坐标构成的搜索空间较大，所以搜索效率较低。综 上，目前人脸特征点优化过程中主要存在的3个问题：（1)优化设计效果依赖于高水平的设 计人员、（2)优化设计风格多样性差、（3)常规计算机辅助人脸优化设计效率低。
[0003] 人脸特征点的标准模型Candide 3是学术与工业界采用的主要标准模型之一，主 要用于人脸识别、表情识别等领域。交互式进化计算是一种结合了人的鉴赏能力对复杂问 题进行优化的方法，该方法能够帮助普通的用户设计出专业级的产品。交互式进化计算基 于用户的鉴赏评价，获取用户的偏好心理空间信息，并基于这些偏好信息对设计方案进行 自动地搜索与优化。利用交互式进化计算方法，结合Candide 3人脸模型，进行动漫人物的 人脸造型设计，充分利用设计师或普通用户的鉴赏能力和交互式进化计算的寻优能力，并 通过数据压缩减小搜索空间，通过约束条件形成规范的人脸造型，达到减小对设计师依赖， 提高设计风格多样性和设计效率的目的。
[0004]山东师范大学刘弘等提出了"一种基于遗传算法的动漫模型设计方法"的发明。该 发明主张的设计方法共分为3个阶段。第一阶段是得到基本动漫模型，第二阶段是基于相邻 结构线判别删减对基本动漫模型优化，第三阶段是基于遗传算法对动漫模型进化。但该发 明申请没有针对动漫模型中的人脸的设计申请发明，而动漫人脸却是观众最注重的一个环 节。本发明申请对动漫人脸设计的发明。
[0005] 中国矿业大学孙晓燕等提出了"基于交互式进化优化的图书个性化搜索方法"的 发明，该方法利用CP-net进行图书搜索。将整个进化优化过程分为三大功能模块，包括:初 始化CP-net、CP-net更新、基于CP-net的交互式进化。同理，该发明申请没有针对动漫中人 物的人脸主张专利。
[0006] 郑州航空工业管理学院郭广颂等提出了 "一种用于便携式酒壶设计的混杂型交互 式进化优化方法"，该发明旨在提高酒壶个性化设计的效率，并采用单一数值型与区间数值 型混杂个体适应值赋值方法。但该发明也没针对动漫中人物的人脸主张专利。
【发明内容】
[0007] 本发明给出一种基于交互式进化计算的动漫人物的人脸造型设计方法，包括通过 对标准人脸模型中特征点的坐标值的约束处理、对特征点的坐标值的压缩、对人眼特征点 的仿射变换处理，利用交互式进化计算方法对坐标值进行优化设计。该发明有助于动漫公 司减少对设计人员的依赖，有助于发挥普通用户鉴赏能力，并有助于提高人脸造型设计的 多样性。
[0008] 一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，该方法包括如下步骤： 步骤一、预处理，包括:选择Candide 3标准人脸模型，基于人脸的对称性、人脸无向图 表示对应的邻接矩阵的对称性、无向图的稀疏性、人脸无向图的无权性、人脸特征点坐标的 等值关系进行数据压缩处理;进行人脸特征点位置的约束关系处理； 步骤二、产生初始人脸造型群体，包括:根据编码长度，对坐标值加上随机产生的数值， 并对不满足约束关系的点坐标值进行调整，产生不同的人脸坐标值对应的编码，从而产生 初始人脸群体； 步骤三、呈现候选人脸造型给设计师或用户，包括:把产生的人脸坐标值编码进行解压 缩，得到人脸造型所有的特征点对应的坐标值，绘制人脸造型，并将对应的贴图与人脸造型 组合，生成动漫人物造型的人脸，呈现给设计人员或用户；当设计人员或用户认为人脸造型 满足了动漫中人物设计需求，则转入步骤六，否则，转入步骤四； 步骤四、设计人员或用户通过打分的方法对人脸造型给出评价； 步骤五、实施进化操作，把用户的打分评价作为相应的人脸造型编码的适应值，根据适 应值，采用选择算子选择出对应的造型编码;对选择出的造型编码进行交叉算子操作;对交 叉得到的人脸造型对应的编码进行变异算子操作，从而在原来设计人员或用户满意的人脸 造型编码基础上得到新的人脸造型编码;转步骤三； 步骤六:结束。
[0009] 进一步地，步骤一中的基于人脸的对称性的压缩处理是指基于Candide 3标准人 脸模型的左半部和右半部满足对称性的前提下，只优化构造脸部的左半部分，即只优化 Candide 3人脸模型特征点的51个点，而另一半通过对称的方式得到，从而把对(51+41) X 3 =276个坐标值的优化压缩为对51 X 3=153个坐标值的优化。
[0010] 进一步地，所述步骤一中的人脸无向图表示对应的邻接矩阵的对称性的压缩是指 根据人脸特征点关系矩阵对称性的压缩方法，用无向图表示51个特征点之间的关系，该无 向图对应的邻接矩阵满足关于对角线的对称性，只对其上三角矩阵的值优化设计，其下三 角矩阵的值可以根据对称性得到。
[0011]进一步地，所述步骤一中的无向图表示的稀疏性压缩是指根据邻接矩阵稀疏性的 压缩方法，只对上三角矩阵中取值为1的坐标值优化设计，而对取值为〇的坐标值不必优化 设计。
[0012] 进一步地，所述步骤一中的人脸无向图的无权性的压缩是指人脸模型属于不带权 值的无向图，即矩阵元素只存储了有无关联的布尔值，只存储对应的特征点编号，而不必存 储布尔值1。
[0013] 进一步地，所述步骤一中的人脸特征点坐标的等值关系进行数据压缩处理，是指 在Candide 3人脸模型特征点坐标值关系的基础上，提出将具有近似相等坐标的点用一个 编号表示，并在编码中取相同的值，则可以得到如下所示的规律，其中，iftA，4)表示 具有相同的坐标值，用新的编号#统一表示，从而把51 X 3=153个坐标值压缩为 用77个坐标值表示， X坐标值:包括22个坐标值，其中（0，1，2,3,4,5,6,7,8,9，10)的1坐标为0，不需要编码， 在绘制人脸时直接取0值即可，其它点重新编号如下：0(21)，1(40,43)，2(36)，3(48)，4 (39)，5(44,49)，6(19,27)，7(13)，8(41，50)，9(47)，10(11)，11(24,26,31，34)，12(46)，13 (20,23,33,35)，14(42)，15(16，17,22,25,30,32,37)，16(14)，17(12)，18(29)，19(18,38， 45),20(28),21(15)； y坐标值:包括33个坐标值，其中（3)的y坐标为0，不需要编码，其它点重新编号如下:22 (35) ，23(32,34)，24(30,31，33)，25(27,28,29)，26(25,26)，27(22,23,24)，28(21)，29 (20)，30(2，18，19)，31(17)，32(16)，33(1，15)，34(14)，35(13)，36(12)，37(11)，38(0)，39 (36) ，40(37)，41(38,39)，42(40)，43(4)，44(41)，45(5)，46(42)，47(43)，48(6,44)，49(7， 45,46,47,48),50(49),51(8),52(9),53(50), 54(10)； z坐标值:包括22个坐标值，其中（3，6)的z坐标为0，不需要编码，其它点重新编号如 下：55(8,43)，56(40)，57(4)，58(7,5)，59(2,9，19)，60(1)，61(16，17,21)，62(10,44,49)， 63(36,48)，64(39,41)，65(50)，66(13,20,23,33,35)，67(24,26,31，34)，68(27,46,47)，69 (37) ，70(22,30) ，71(25,32)，72(14，18,29,42)，73(38)，74(0)，75(12，15,28,45)，76 (11)〇
[0014]进一步的，所述步骤一中进行人脸特征点位置的约束关系处理是指规定特征点在 和X軸3个坐标方面下述约束关系： X坐标值:新编号的22个坐标值，其约束规则是:0浮点数值是半开半闭区间(0，0.0550 ] 的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标值也在逐渐增加，且最大值不超过1.5; y坐标值:新编号的33个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号22~38的浮点数值，其中， 22浮点数值是(0，0.0730]区间的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标值也在逐渐增加，且 最大值不超过1.5 ;(2)对于编号39~54的浮点数值，其中，39浮点数值是半开半闭区间[_ 0.0840，0)的某一值，其余依其编号增加，坐标值逐渐减小，且最小值不超过-1。
[0015] z坐标值:新编号的22个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号55~57的浮点数值，其 中，55浮点数值是(0，0.1120]区间的某一值，其余依其编号增加，而坐标逐渐增加；（2)对于 编号58~76的浮点数值，其中，58浮点数值是[-0.1300，0)区间的某一值，其余依其编号增 加，坐标值逐渐减小，且最小值不超过-1.2。
[0016] 对人脸造型中人眼的优化采用对仿射变换参数间接优化的方法，包括对平移、缩 放、剪切、旋转变化的参数的优化。
[0017] 该方法综合利用了计算机图形、图论、交互式进化计算方法，能有效提高动漫公司 动漫人物人脸造型设计的效率，减轻设计师的工作压力，降低动漫公司的人力成本；同时， 该方法也有效地降低了人脸造型设计的进入门槛，普通的用户也可以在该方法的协助下， 完成专业的人脸造型设计。
【附图说明】
[0018] 图1基于交互式进化计算的人脸优化设计流程图。
[0019] 图2 Candide 3人脸模型。
[0020] 图3 Candide 3人脸模型特征点编号。
[0021] 图4人眼坐标约束关系有向图。
[0022] 图5基于仿射变换的人脸进化流程图。
【具体实施方式】
[0023] 结合附图对本发明进行进一步说明。
[0024] 一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，该方法包括如下步骤： 步骤一、预处理，包括:选择Candide 3标准人脸模型，进行人脸特征点位置的约束关系 处理;基于人脸的对称性、人脸无向图表示对应的邻接矩阵的对称性、无向图的稀疏性、人 脸无向图的无权性、人脸特征点坐标的值进行数据压缩处理； 采用图论中的无向图表示Candide 3人脸模型中的特征点在x、y和z三个坐标轴上的相 互关系。
[0025] 第一次压缩:在人脸的左半部和右半部满足对称性的前提假设下，只优化构造脸 部的右半部或左半部即可，而另一半可通过对称的方式得到。
[0026] 第二次压缩:特征点之间的关系具有对称性，该无向图对应的邻接矩阵为<%:，其 行数记为，，其中的元素记为寒edi)，。由于无向图的邻接矩阵满足关于对角线 的对称性，所以有： gci^j)=scU^y (ο 根据其对称性，本发明只存储和传递该矩阵的上三角的数据，另一半数据可以依据式 (1)进行解压缩，这是对人脸模型的第二次压缩。压缩率约为50%。设第二次压缩后得到的矩 阵为樣。
[0027]第三次压缩:根据矩阵的稀疏性，人脸模型中，并不是任意的两点都在同一个三角 片中，通常一个点只与少数的点位于同一三角片，所以，其对应的邻接矩阵是一个稀疏矩 阵。本发明在第二次压缩的基础上，只存储和传递中汾?&/：)的信息数据， 设由这些信息构成的矩阵为
[0028] 第四次压缩:根据无权无向图的特点，本发明中的人脸模型属于不带权值的无向 图，即仰???)的取值只有〇和1两种，因此，在第三次压缩后，本发明只存储和传递的关 联信息。其压缩率约为67%，设此时得到矩阵为:疼丨。
[0029] 第五次压缩:根据特征点之间坐标的关系，在x，y和ζ共3个维数的坐标方面，有许 多点的某一坐标几乎是相等的。本发明将具有近似相等坐标的点用一个编号表示，并在编 码中取相同的值。
[0030] 在经过上述压缩处理后的人脸特征点坐标值，在x，y和ζ共3个维数方面，根据其坐 标值等值关系，具有近似相等坐标的点用一个编号表示，并在编码中取相同的值，得到如下 所示的规律，其中，表示?…Λ点具有相同的坐标值，用新的编号统一表 7Jn 〇
[0031] X坐标值:需要22个坐标值。其中（0，1，2,3,4,5,6,7,8,9，10)的1坐标为0，可以不 参与进化，所以不必编码到个体中，在绘制人脸时直接取0值即可。其它点重新编号如下:〇 (21),1(40,43),2(36),3(48),4(39),5(44,49),6(19,27),7(13),8(41,50),9(47),10 (11)，11(24,26,31，34)，12(46)，13(20,23,33,35)，14(42)，15(16，17,22,25,30,32,37)， 16(14) ,17(12) ,18(29),19(18,38,45),20(28),21(15)〇
[0032] y坐标值：只需要33个坐标值。其中（3)的y坐标为0,不需要编码。其它点重新编号 如下：22(35)，23(32,34)，24(30,31，33)，25(27，28,29)，26(25,26)，27(22,23,24)，28 (21)，29(20)，30(2，18，19)，31(17)，32(16)，33(1，15)，34(14)，35(13)，36(12)，37(11)，38 (0)，39(36)，40(37)，41(38,39)，42(40)，43(4)，44(41)，45(5)，46(42)，47(43)，48(6,44)， 49(7,45,46,47,48),50(49),51(8),52(9),53(50),54(10)〇
[0033] z坐标值:只需要要22个坐标值。其中（3,6)的z坐标为0,不需要编码。其它点重新 编号如下：55(8,43)，56(40)，57(4)，58(7,5)，59(2,9，19)，60(1)，61(16，17,21)，62(10， 44,49)，63(36,48)，64(39,41)，65(50)，66(13,20,23,33,35)，67(24,26,31，34)，68(27， 46,47)，69(37)，70(22,30) ，71(25,32)，72(14，18,29,42)，73(38)，74(0)，75(12，15,28， 45)，76(11)。
[0034] 用无向图表示的人脸特征点坐标值之间满足如下的约束关系： X坐标值方面:在前述权利5中新编号的22个坐标值，其约束规则是:0浮点数值是半开 半闭区间(0，0.0550 ]的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标值也在逐渐增加，且最大值不 超过1.5; y坐标值方面:在前述权利5中新编号的33个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号22~38 的浮点数值，其中，22浮点数值是(0，0.0730]区间的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标 值也在逐渐增加，且最大值不超过1.5;(2)对于编号39~54的浮点数值，其中，39浮点数值是 半开半闭区间[-0 . 0840，0)的某一值，其余依其编号增加，坐标值逐渐减小，且最小值不超 过_1。
[0035] z坐标值方面:在前述权利5中新编号的22个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号 55~57的浮点数值，其中，55浮点数值是(0，0.1120 ]区间的某一值，其余依其编号增加，而坐 标逐渐增加；（2)对于编号58~76的浮点数值，其中，58浮点数值是[-0.1300，0)区间的某一 值，其余依其编号增加，坐标值逐渐减小，且最小值不超过-1.2。
[0036]对上述约束关系约束的检查与应用主要包括三个过程:一是人脸的初始化时，要 形成满足约束条件的可行解;二是在交叉算子中，交叉结果要满足约束条件;三是在变异算 子中，变异结果要满足约束条件。该模块还具备对违反约束条件情况进行相关处理的功能， 当某些坐标违反约束条件时，通过对相关坐标值进行微调，使得满足约束条件。
[0037]在开始使用交互式进化计算之前，用户选择对整体或部分分别进行优化，这里采 用了进化计算中部分基因编码冻结法，即针对太大的搜索空间，按照相关性将基因意义单 元(Genetic Sense Unit, GSU)划分，把与其他GSU相关性较小的GSU独立进化，而相关性较 大的GSU联合进化;然后再把进化得到的结果进行组合优化。本功能模块把人脸模型分为8 个GSU:额头GSU、眉毛GSU、眼睛GSU、鼻子GSU、嘴唇GSU、下巴GSU、脸颊GSU、轮廓GSU。
[0038]对于人眼的优化采用间接编码方法。标准人眼模型包括28个人眼特征点，假设人 脸是对称的，则可以只对其中的14个点进行优化，如图3中的点20，22~27，29~35。采用图 论中的哈斯图来表示人眼jr坐标的约束关系，可以得到图4。在三维空间中，通过仿射变换， 球可以变换为椭球，而椭球也可以通过仿射变换变为其它不同的椭球。考虑到人眼的特殊 性，可以看作椭球的一部分。通过对仿射变换参数的优化实现人眼图形的进化，采用的仿射 变换包括:平移、缩放、剪切、旋转。平移变换如式(2)所示，包括3个参数和i%。缩放变 换如式(3)所示，包括3个参数和剪切变换如式(4)所示，包括6个参数:沿芩轴剪 切的参数，沿J轴剪切的参数和沿0，轴剪切的参数。旋转变换如式(5) 所示，包括3个参数:绕年轴旋转的参数_?.，绕,:轴旋转的参数於和绕芦轴旋转的参数為:。如 果对一个点进行所有的变换，则其仿射变换过程可以用式(6)表示。
由于本发明是通过对仿射变换参数的优化间接实现对人眼图形的优化，因此，个体编 码的内容就是参数A。这种对仿射变换参数编码而不对人眼特征点进行编码 的方法，至少可以带来如下几个方面的好处：（1)不必考虑人眼特征点之间的复杂约束关 系。例如，但是，在仿射变换中，变换前后特征点坐标之间的约束关系不变，即图4所示的点 之间的坐标关系不变，所以算法可以避免对约束关系进行维护而带来时间和空间的浪费， 而且，编程工作大大简化；（2)搜索空间大大减小。因此，采用对人眼特征点直接进化的方 法，搜索空间的大小是1(Ρ。而采用仿射变换方法，则只需要对式(2)~(5)的仿射变换矩阵 中的15个参数进行编码即可。如果仍以0.001为精度，仿射变换矩阵中每个数据的变化区间 宽度为1，则搜索空间大小为：，搜索空间缩小为]：0*5/1?^ = 1/10^ ; (3)编码长 度大大减少。采用对人眼特征点进行编码的方法，需要对42个实数进行编码;而采用仿射 变换，则只需要对15个实数进行编码；（4)算法效率大大提高。由于编码长度的减小，搜索空 间的减小，及维护约束关系工作的减少，使得算法效率大大提高。
[0040] 采用仿射变换对人眼进化的方法流程图如图5所示，图中个体编码是仿射变换的 参数，人脸是由基准人脸坐标值与仿射变换进行运算后得到的。
[0041] 步骤二、产生初始人脸造型群体。包括:根据编码长度，对坐标值加上随机产生的 数值，并对不满足约束关系的点坐标值进行调整，产生不同的人脸坐标值对应的编码，从而 产生初始人脸群体。
[0042] 步骤三、呈现候选人脸造型给设计师或用户，包括:把产生的人脸坐标值编码进行 解压缩，得到人脸造型所有的特征点对应的坐标值，绘制人脸造型，并将对应的贴图与人脸 造型组合，生成动漫人物造型的人脸，呈现给设计人员或用户；当设计人员或用户认为人脸 造型满足了动漫中人物设计需求，则转入步骤六，否则，转入步骤四； 步骤四、设计人员或用户通过打分的方法对人脸造型给出评价； 步骤五、实施进化操作。把用户的打分评价作为相应的人脸造型编码的适应值，根据适 应值，采用选择算子选择出对应的造型编码;对选择出的造型编码进行交叉算子操作;对交 叉得到的人脸造型对应的编码进行变异算子操作，从而在原来设计人员或用户满意的人脸 造型编码基础上得到新的人脸造型编码;转步骤三； 步骤六:结束。
[0043] 在规定前述的数据压缩与约束关系后，采用Java程序设计语言开发系统，采用 Java 3D绘制人脸造型。
[0044] 在交互式进化计算中，采用三角函数选择算子、近亲回避的交叉算子、对各基因意 义单元随机的变异算子。用户给出的打分评价采用百分制方法或语言描述评价法。
[0045] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，其特征在于：该方法包括 如下步骤： 步骤一、预处理，包括:选择化ndide 3标准人脸模型，基于人脸的对称性、人脸无向图 表示对应的邻接矩阵的对称性、无向图的稀疏性、人脸无向图的无权性、人脸特征点坐标的 等值关系进行数据压缩处理;进行人脸特征点位置的约束关系处理； 步骤二、产生初始人脸造型群体，包括:根据编码长度，对坐标值加上随机产生的数值， 并对不满足约束关系的点坐标值进行调整，产生不同的人脸坐标值对应的编码，从而产生 初始人脸群体； 步骤Ξ、呈现候选人脸造型给设计师或用户，包括:把产生的人脸坐标值编码进行解压 缩，得到人脸造型所有的特征点对应的坐标值，绘制人脸造型，并将对应的贴图与人脸造型 组合，生成动漫人物造型的人脸，呈现给设计人员或用户；当设计人员或用户认为人脸造型 满足了动漫中人物设计需求，则转入步骤六，否则，转入步骤四； 步骤四、设计人员或用户通过打分的方法对人脸造型给出评价； 步骤五、实施进化操作，把用户的打分评价作为相应的人脸造型编码的适应值，根据适 应值，采用选择算子选择出对应的造型编码;对选择出的造型编码进行交叉算子操作;对交 叉得到的人脸造型对应的编码进行变异算子操作，从而在原来设计人员或用户满意的人脸 造型编码基础上得到新的人脸造型编码;转步骤Ξ; 步骤六:结束。2. 根据权利要求1所述的一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，所 述步骤一中的基于人脸的对称性的压缩处理是指基于化ndide 3标准人脸模型的左半部和 右半部满足对称性的前提下，只优化构造脸部的左半部分，即只优化化ndide 3人脸模型特 征点的51个点，而另一半通过对称的方式得到，从而把对(51+41) X 3=276个坐标值的优化 压缩为对51 X 3=153个坐标值的优化。3. 根据权利要求1所述的一种基于交互式动漫人物人脸造型进化优化方法，其特征在 于:所述步骤一中的人脸无向图表示对应的邻接矩阵的对称性的压缩是指根据人脸特征点 关系矩阵对称性的压缩方法，用无向图表示51个特征点之间的关系，该无向图对应的邻接 矩阵满足关于对角线的对称性，只对其上Ξ角矩阵的值优化设计，其下Ξ角矩阵的值可W 根据对称性得到。4. 根据权利要求1所述的一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，所 述步骤一中的无向图表示的稀疏性压缩是指根据邻接矩阵稀疏性的压缩方法，只对上Ξ角 矩阵中取值为1的坐标值优化设计，而对取值为0的坐标值不必优化设计。5. 根据权利要求1所述的一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，所 述步骤一中的人脸无向图的无权性的压缩是指人脸模型属于不带权值的无向图，即矩阵元 素只存储了有无关联的布尔值，只存储对应的特征点编号，而不必存储布尔值1。6. 根据权利要求1所述的一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，其 特征在于:所述步骤一中的人脸特征点坐标的等值关系进行数据压缩处理，是指在化ndide 3人脸模型特征点坐标值关系的基础上，提出将具有近似相等坐标的点用一个编号表示，并 在编码中取相同的值，则可W得到如下所示的规律，其中，?角占，…，?表示弓去，…，^点具有 相同的坐标值，用新的编号?统一表示，从而把51X3=153个坐标值压缩为用77个坐标值表 示， X坐标值:包括22个坐标值，其中（0，1，2,3,4,5,6,7,8,9，10)的^坐标为0，不需要编码， 在绘制人脸时直接取0值即可，其它点重新编号如下：0(21)，1(40,43)，2(36)，3(48)，4 (39)，5(44,49)，6(19,27)，7(13)，8(41，50)，9(47)，10(11)，11(24,26,31，34)，12(46)，13 (20,23,33,35)，14(42)，15(16，17,22,25,30,32,37)，16(14)，17(12)，18(29)，19(18,38， 45),20(28),21(15)； y坐标值:包括33个坐标值，其中（3)的y坐标为0,不需要编码，其它点重新编号如下:22 (35) ,23(32,34),24(30,31，33),25(27,28,29),26(25,26),27(22,23,24),28(21)，29 (20)，30(2，18，19)，31(17)，32(16)，33(1，15)，34(14)，35(13),36(12),37(11)，38(0)，39 (36) ,40(37)，41(38，39),42(40)，43(4),44(41),45(5),46(42),47(43)，48(6,44)，49(7， 45，46，47，48),50(49)，51(8),52(9),53(50),54(10); Z坐标值:包括22个坐标值，其中（3,6)的Z坐标为0,不需要编码，其它点重新编号如 下：55(8,43),56(40)，57(4)，58(7，5)，59(2,9，19),60(1),61(16,17,21),62(10，44,49)， 63(36,48)，64(39,41)，65(50)，66(13,20,23,33,35)，67(24,26,31，34)，68(27,46,47)，69 (37) ，70(22,30) ,71(25，32),72(14,18,29,42),73(38)，74(0),75(12,15,28,45)，76 (11)。7. 根据权利要求1所述的基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，其特征 在于:所述步骤一中进行人脸特征点位置的约束关系处理是指规定特征点在^^和^轴3个 坐标方面下述约束关系： X坐标值:新编号的22个坐标值，其约束规则是:0浮点数值是半开半闭区间(0,0.0550] 的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标值也在逐渐增加，且最大值不超过1.5; y坐标值:新编号的33个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号22~38的浮点数值，其中， 22浮点数值是(0,0.0730]区间的某一值，其余坐标依其编号增加，坐标值也在逐渐增加，且 最大值不超过1.5; (2)对于编号39~54的浮点数值，其中，39浮点数值是半开半闭区间[- 0.0840，0)的某一值，其余依其编号增加，坐标值逐渐减小，且最小值不超过-1; Z坐标值:新编号的22个坐标值，其约束规则是：（1)对于编号55~57的浮点数值，其中， 55浮点数值是(0,0.1120]区间的某一值，其余依其编号增加，而坐标逐渐增加；（2)对于编 号58~76的浮点数值，其中，58浮点数值是[-0.1300,0)区间的某一值，其余依其编号增加， 坐标值逐渐减小，且最小值不超过-1.2。8. 根据权利要求1所述的一种基于交互式进化计算的动漫人物人脸造型设计方法，其 特征在于:对人脸造型中人眼的优化采用对仿射变换参数间接优化的方法，包括对平移、缩 放、剪切、旋转变化的参数的优化。
【文档编号】G06T13/40GK106097418SQ201610412503
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610412503.9, CN 106097418 A, CN 106097418A, CN 201610412503, CN-A-106097418, CN106097418 A, CN106097418A, CN201610412503, CN201610412503.9
【发明人】郝国生, 吕俊怀
【申请人】江苏师范大学