[发明专利]一种渐变动画的生成方法及计算设备

说明书

本发明公开了一种渐变动画的生成方法及执行该方法的计算设备，包括步骤：按第一计算方式计算第一/第二人脸图像的投影矩阵和全图三维模型；根据投影矩阵和全图三维模型以第二计算方式分别计算第一/第二纹理坐标；对于每个待插入的中间帧：根据第一/第二投影矩阵和待插入中间帧的位置计算其投影矩阵；根据第一/第二全图三维模型和待插入中间帧的位置计算其全图三维模型；根据待插入中间帧的投影矩阵和全图三维模型以第二计算方式计算其纹理坐标；根据待插入中间帧的纹理坐标与第一/第二纹理坐标分别生成其第一/第二图像分量；结合第一/第二图像分量生成中间帧图像；由第一/第二人脸图像和生成的中间帧图像生成渐变动画。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是一种渐变动画的生成方法及计算设备。

背景技术

由多幅包含人脸的图像(简称为“人脸图像”)生成渐变动画的方法目前有着广泛的应用。例如在相册中，通过用户输入一些本人或好友的照片，将这些照片当做关键帧，并在照片中间插值多帧图像实现动画效果，由于插入的中间帧的过渡，这种照片的播放效果要比PPT式的播放生动有趣。

人脸渐变的普遍方法是在实现图像变形的基础上，先分别对两幅图像进行两个方向的变形，再对两幅变形图像进行图像灰度融合，产生一系列的中间图像，从而实现图像的平滑渐变。然而遗憾的是，任意两张包含人脸的图像，其脸型、表情、姿态可能都是不同的，且人脸与背景部分(如，肩、脖子、场景等)的对应关系也有可能是不同的，比如一张包含左侧脸的图像和一张包含右侧脸的图像之间的过渡，通过插入中间帧图像期望得到一个渐渐地从左到右变化且清晰的人脸。

因此，要如何实现任意两张人脸图像的中间过渡融合，保证插值出的中间帧图像也会是一个相对清晰的人脸，是需要解决的一个重要问题。

发明内容

为此，本发明提供了一种渐变动画的生成方法及计算设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种渐变动画的生成方法，该方法适于在包含人脸的第一人脸图像和第二人脸图像的中间插入至少一个中间帧图像，以生成人脸渐变动画，包括步骤：按第一计算方式计算第一人脸图像的第一投影矩阵和第一全图三维模型；根据第一投影矩阵和第一全图三维模型以第二计算方式计算第一人脸图像的第一纹理坐标；对第二人脸图像依次执行第一计算方式和第二计算方式的计算步骤，得到第二人脸图像的第二投影矩阵、第二全图三维模型和第二纹理坐标；对于每个待插入的中间帧：根据第一投影矩阵、第二投影矩阵和待插入中间帧的位置计算待插入中间帧的投影矩阵；根据第一全图三维模型、第二全图三维模型和待插入中间帧的位置计算待插入中间帧的全图三维模型；根据待插入中间帧的投影矩阵和全图三维模型以第二计算方式计算该待插入中间帧的纹理坐标；根据待插入中间帧的纹理坐标与第一纹理坐标、第二纹理坐标分别生成该待插入中间帧的第一图像分量和第二图像分量；结合第一图像分量和第二图像分量生成中间帧图像；以及由第一人脸图像、第二人脸图像和生成的中间帧图像生成渐变动画。

可选地，在根据本发明的生成渐变动画的方法中，按第一计算方式计算人脸图像的投影矩阵的步骤包括：提取人脸图像中的人脸特征点；通过所提取的人脸特征点拟合得到人脸三维模型及该人脸三维模型对应的投影矩阵。

可选地，在根据本发明的生成渐变动画的方法中，按第一计算方式计算人脸图像的全图三维模型的步骤包括：根据人脸三维模型的深度差计算该人脸图像中非人脸区域的深度，得到全图三维模型。

可选地，在根据本发明的生成渐变动画的方法中，在提取人脸图像中的人脸特征点的步骤之前，还包括步骤：根据检测到的人脸区域对人脸图像进行裁剪和/或缩放处理。

可选地，在根据本发明的生成渐变动画的方法中，通过所提取的人脸特征点拟合得到人脸三维模型和投影矩阵的步骤包括：利用三维形变模型3DMM根据人脸图像的人脸特征点生成人脸图像的人脸三维模型和该人脸三维模型对应的投影矩阵。