[发明专利]一种人体口型视频重构系统与重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，具体涉及一种基于环形弹性空间动力学时间演化的人体口型视频重构系统及重构方法。 

背景技术

随着计算机技术的发展和日趋完善，人脸的造型和动画作为计算机图形学中的一个独特分支也越来越受到人们的关注，其中针对视频、图像中人体口型的变化更是有广泛的应用。许多场合需要将现有的视频或图像中的人的口型进行重构，即由一张静止的图像生成一系列口型动作，或对现有视频里的口型进行修正。为了达到这样的目的，现有的技术方法一般都是通过对已有的大量视频图像信息加以分析处理，建立口型数据库，再针对具体问题进行从所述的口型数据库中调用相关的信息。这样的技术手段虽然能够较为准确地对视频、图像中的人体口型进行变换，但是它的局限性也是明显的。一方面，它的实现依赖于事先构建好的庞大的口型数据库，需要规模巨大的数据样本，可移植性较差；另一方面，算法的实现涉及大量的计算分析，复杂度很高，也限制了它的应用范围。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种精度高、可移植性好的人体口型视频重构方法和系统，以根据所需要的口型实现目标对象单帧图像向视频的演化，或实现目标对象多帧图像组成的视频的修改和反演。传统的口型变换技术依赖于庞大的口型数据库，该口型数据库中包含了语音库以及与之对应的口型图像，以便于在变换中加以调用，一方面占用了大量的空间；另一方面由于该口型数据库本身不能自主构建出新的口型，实际运用中无法处理数据库中未包含口型的变换问题。本发明系统区别于传统的口型变换系统，不需要这样的口型数据库，即可快速、准确地完成人体口型的视频重构。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种人体口型视频重构方法，具体包括以下四个步骤：

(1)   信息读入：从输入口读入人体信息和口型信息，所述的人体信息选自目标对象的单帧图像或多帧图像组成的视频，所述的口型信息选自文字、声音、图像、视频的任意一种或任意多种；

(2)   预处理：对输入口读入的口型信息进行识别转换并将识别转换后的口型信息在显示模块实时显示，并对输入口读入的人体信息进行分析并锁定口部的位置；

(3)   口型重构：基于环形弹性空间动力学的时间演化法，根据预处理后的口型信息和人体信息进行人体口型视频重构； 

(4)   视频输出：在输出口输出重构完成后的人体口型视频。

本发明技术方案的流程图如图1所示。 

所述的步骤(3)中，所述口型重构的方法是基于环形弹性空间动力学时间演化。所述的环形弹性空间是一种定义了点的顺序和距离的平面空间， 其具有以下4条性质： 

1、环形弹性空间里的任意两点P₁和P₂-，其间距离可变。

2、环形弹性空间里的任意两点P₁和P₂-，其顺序严格不变，即：选取环形弹性空间里异于P₁、P₂的任一点P₃，这三点顺时针（或逆时针）的顺序在任意变换中都不会发生变化。 

3、环形弹性空间里的任意一点P可以受与水平轴夹角为α、大小为f的力F的作用，并因此产生位置上的变化，表现为相对原始位置沿与水平轴夹角为α的方向产生一定的位移。 

4、当环形弹性空间里的任意一点P受到一个力F的作用时，该力F在影响P的同时也会影响到环形弹性空间中其他的点，使其等同于受到一个与水平轴夹角为α^′、大小为f^‘的力的作用，称作关联作用。该点相对于P的空间位置决定了α^′的大小，该点和P的距离决定了f^′的大小，当该点和P的距离大于的影响范围R时，认为其不受力F的关联作用影响。 

环形弹性空间示意图如图2所示。