Datenbasierte Gesichtsanimation:
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| Published: |
Berlin
Logos-Verl.
2012
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| Series: | MPI series in biological cybernetics
32 |
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| Physical Description: | XV, 159 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS I X
ABBILDUNGSVERZEICHNIS X I
SYMBOLE XIII
ABKUERZUNGEN X V
1 EINLEITUNG 1
1.1 DAS MENSCHLICHE GESICHT ALS HERAUSFORDERUNG FUER PSYCHOLOGIE U N D
COMPUTERGRAFIK 1 1.2 TEILPROBLEME D E R GESICHTSANIMATION 3
1.2.1 KOPFPOSE 4
1.2.2 CHOREOGRAPHIE D E R GESICHTSBEWEGUNG . 5
1.2.3 DEFORMATION D E R H A U T 6
1.2.4 WEITERE PROBLEME BEI D E R DARSTELLUNG KUENSTLICHER GESICHTER 7
1.2.4.1 BELEUCHTUNG 7
1.2.4.2 HAARE 8
1.2.4.3 A U G E N B E W E G U N G 8
1.2.4.4 M U N D B E W E G U N G B E I M SPRECHEN 9
1.2.4.5 HALSDEFORMATION U N D VERBINDUNG Z U M REST D E S KOERPERS 1 0
1.2.4.6 AUTONOMES VERHALTEN : 1 0
2 GRUNDLAGEN 1 1
2.1 ANFORDERUNGEN A N EIN GESICHTSMODELL 1 1
2.2 VERSCHIEDENE ANIMATIONSTECHNIKEN 1 1
2.2.1 BEWEGUNGSDATENQUELLE 11
2.2.2 SYNTHESETECHNIK 1 3
2.2.3 3D-SYNTHESEMODELLE 1 4
2.2.4 ANALYSE D U R C H BILDSYNTHESE 1 6
2.2.5 KOMMERZIELLE FILMPRODUKTIONEN 1 7
2.2.5.1 DAS "UNCANNY VALLEY" 1 7
2.3 ZIELSETZUNG D E R ARBEIT 1 9
2 . 4 LINEARES GESICHTSMODELL 2 0
2.4.1 KORRESPONDENZPROBLEM FUER GESICHTER 2 1
2.4.1.1 WIEDERHOLUNGSGENAUIGKEIT M A N U E L L E R MARKIERUNGEN 2 2
2.4.1.2 BEWERTUNG D E R KORRESPONDENZ 2 2
2.4.2 DAS FACIAL ACTION CODING SYSTEM (FACS) 2 3
3 MARKERBASIERTE ANIMATION E I N E S GESICHTSMODELLS 2 5
3.1 G E W I N N U N G D E R DATENBASIS 2 6
3.1.1 AUFNAHMEPROTOKOLL 2 6
3.1.2 AUFNAHME D E R 3D-SCAN-DATENBASIS 2 7
V
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.1.3 BAU D E S FACS-BASIERTEN SYNTHESEMODELLS A U S S C A N D A T E N 2
8
3.1.3.1 S AE U B E R U N G D E R 3D-DATEN 2 8
3.1.3.2 NACHREGISTRIERUNG D E R TEILDATEN 3 1
3.1.3.3 N E U A B T A S T U N G 3 1
3.1.3.4 FUELLEN VON LOECHERN 3 1
3.1.3.5 FARBDATEN 3 2
3.1.3.6 POSENNORMALISIERUNG 3 2
3.1.3.7 RETOPOLOGISIERUNG 3 3
3.1.3.8 KONTROLLE DES ERGEBNISSES 3 5
3.1.3.9 BEARBEITUNGSAUFWAND 3 6
3.2 BAU DES MARKERBASIERTEN BEWEGUNGSMODELLS AUS MOTION-CAPTURE-DATEN 3
7
3.2.1 VORBEREITUNGEN Z U R A U F N A H M E 3 7
3.2.2 DATENAUFBEREITUNG 3 8
3.2.3 RIGIDE KOPFBEWEGUNG 3 8
3.2.4 BESTIMMUNG D E R MAXIMALAKTIVIERUNG 3 9
3.3 QPFIT: BEWEGUNGSANALYSE U N D ZERLEGUNG IN ACTION-UNIT-AKTIVIERUNGEN
3 9
3.3.1 FORMULIERUNG DES OPTIMIERUNGSPROBLEMS 4 0
3.3.2 REGULARISIERUNG 4 2
3.3.3 IMPLEMENTIERUNG U N D DISKUSSION 4 3
3 . 4 EXPERIMENT Z U R NICHT-LINEAREN GESICHTSBEWEGUNG 4 3
3.4.1 EXPERIMENTBESCHREIBUNG 4 4
3.4.2 ERGEBNISSE 4 5
3.5 BEWERTUNG DES VERFAHRENS 4 6
4 MODELLBAU A U S D Y N A M I S C H E N 3D-DATEN 4 9
4.1 DYNAMISCHE 3D-SCANNER 4 9
4.1.1 UEBERBLICK EXISTIERENDER SCANSYSTEME 5 0
4.1.1.1 FORSCHUNGSSYSTEME 5 0
4.1.1.2 DIENSTLEISTER 5 1
4.1.1.3 KOMMERZIELLE PRODUKTIONEN M I T D Y N A M I S C H E N
SCANSYSTEMEN . . . . 5 2
4.1.1.4 SYSTEME FUER DIE BIOMETRIE O D E R QUALITAETSKONTROLLE 5 2
4.1.1.5 KOMMERZIELL ERHAELTLICHE DYNAMISCHE 3D-SCANNER 5 3
4.1.2 PRAKTISCHE PROBLEME DYNAMISCHER 3D-SCANNER 5 3
4.2 SUPERGLUE: MODELLFREIE MARKERLOSE BEWEGUNGSVERFOLGUNG 5 9
4.2.1 TECHNISCHE BESCHREIBUNG DES AKTIVEN 4D-SCANNERS VON A B W 5 9
4.2.2 IMPLIZITE FLAECHE IN 4D 6 3
4.2.3 REFERENZNETZ 6 5
4 . 2 . 4 BEWEGUNGSVERFOLGUNG D U R C H ENERGIEMINIMIERUNG 6 5
4.2.5 REPARAMETRISIERUNG D E R DEFORMATION 6 7
4.2.6 OPTIMIERUNGSVERFAHREN U N D PARAMETERWAHL 6 7
4 . 2 . 7 ERGEBNISSE U N D DISKUSSION 6 8
4.3 ICPFIT: MODELLBASIERTE BEWEGUNGSANALYSE DYNAMISCHER GESICHTSDATEN 7
1
4.3.1 PASSIVER DYNAMISCHER 3D-SCANNER ( D L 4 D ) 7 2
4.3.1.1 TECHNISCHE DATEN 7 2
4.3.1.2 DATENEIGENSCHAFTEN 7 4
4.3.2 DEFORMIERBARES GESICHTSMODELL 7 5
4.3.2.1 STATISTISCHES GESICHTSDEFORMATIONSMODELL 7 7
4.3.3 ABSTANDSMASS D U R C H ICP 8 2
4 . 3 . 4 SCHRITT 1 - AUSWAHL VON TESTPUNKTEN 8 4
V I
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.5 SCHRITT 2 - FINDEN D E R NAECHSTEN PUNKTE 8 5
4.3.6 SCHRITT 3 - BERECHNUNG DES FEHLERTERMS 8 8
4 . 3 . 7 SCHRITT 4 - GRADIENT D E R FEHLERFUNKTION 8 9
4.3.8 ALTERNATIVE ZU SCHRITT 3 U N D 4: ANALYTISCHE LOESUNG 8 9
4 . 3 . 9 ENTWICKJUNGSUMGEBUNG 3 D S M A X 9 1
4.3.10 DREI TEILPROBLEME D E R BEWEGUNGSANALYSE 9 2
4.3.11 KOMMUNIKATION ZWISCHEN 3 D S M A X U N D M A T L A B 9 4
4.3.12 OPTIMIERUNGSDETAILS 9 5
4.3.13 ERGEBNISSE D E S MODELLBASIERTEN ANSATZES 9 6
4.3.13.1 ANPASSUNG A N GEMESSENE DATEN 9 6
4.3.13.2 BENCHMARK: GROUND TRUTH D U R C H SYNTHETISCHE DATEN 9 8
4.3.13.3 ERGEBNISSE DES ICA-MODELLS 1 0 6
4 . 3 . 1 4 REDUKTION D E S RESTFEHLERS D U R C H PROJEKTION 1 0 8
4.3.15 GESICHTSREKONSTRUKTION AUS STARK VERRAUSCHTEN DATEN 1 1 2
4.3.15.1 TIME-OF-FLIGHT 112
4.3.15.2 K I N E C T - S E N S O R 1 1 5
4.3.16 BEWERTUNG U N D AUSBLICK 115
4 . 4 MODELLADAPTATION: BERECHNUNG EINES INDIVIDUELLEN
3D-ACTION-UNIT-MODELLS 1 1 8 4.4.1 ZERLEGUNG IN AU-AKTIVIERUNGEN 118
4.4.2 UEBERBLICK D E S GESAMTABLAUFS 1 2 1
4.4.3 BESTIMMUNG DES INDIVIDUELLEN MODELLS 1 2 2
4.4.4 UMFORMULIERUNG IN EIN OPTIMIERUNGSPROBLEM 1 2 4
4.4.5 ERGEBNISSE D E R MODELLADAPTATION 1 2 5
4 . 4 . 6 BEWERTUNG U N D AUSBLICK 1 2 7
5 DISKUSSION 1 3 1
5.1 ZUSAMMENFASSUNG 1 3 1
5.2 BEWERTUNG 132
5.3 AUSBLICK 1 3 3
A ANHANG 1 3 5
A . L BERECHNUNG D E R SCHAERFENTIEFE 135
A.2 3D-GESICHTSANIMATION IN KOMMERZIELLEN FILMPRODUKTIONEN 1 3 5
A.3 NACHBEARBEITUNG V O N 4D-SCANDATEN IN A B W - V I S 1 3 7
A.4 STATISTIK D E R GESICHTSDATENBANK 1 4 1
A.5 ABLEITUNG D E R MODELLBASIERTEN FEHLERFUNKTION 1 4 2
A.5.1 ANALYTISCHE LOESUNG D E R FEHLERFUNKTION 1 4 2
A.5.2 ANALYTISCHE LOESUNG MIT REGULARISIERUNG 1 4 4
LITERATURVERZEICHNIS 1 5 7
DANKSAGUNG 1 5 9
VII |
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| author | Breidt, Martin |
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