三维人脸唇形动画的语音驱动研究的任务书.docx

三维人脸唇形动画的语音驱动研究的任务书
任务书：
一、研究背景
随着科技的不断发展，三维人脸动画技术逐渐广泛应用于虚拟人物、电影等领域。其中，唇形动画技术是重要的一环，能够使虚拟人物的嘴唇与发音相对应，提高真实感。本课题研究的是基于语音信号的三维人脸唇形动画驱动技术，在语音信号的基础上制作出相应的模型动画。
二、研究目的
本研究的目的是采用语音识别技术，将语音信号转化为唇形动画的驱动信号，通过对唇形的运动匹配，达到模拟人类嘴部发音的效果。这将有助于提高虚拟人物或动画角色的真实感，增强沟通和交互的过程中虚拟角色的可信度。
三、研究内容
1.研究音频信号处理技术，通过声学分析和语音特征提取，提取语音的音频信息。
2.研究三维人脸动画技术，包括面部建模、骨骼动画、实时渲染等技术。
3.结合唇形运动和语音特征，设计分析出唇形运动与发音的关系模型。
4.开发基于语音信号的三维人脸唇形动画驱动算法，实现唇形运动的匹配和模拟。
5.进行实验验证，评价算法性能。
四、研究方法
针对上述内容，本研究采用声学和计算机科学等多学科知识的综合运用。首先在已有的基础上，收集和处理语音与三维人脸动画数据，通过分析、建模等技术，探索唇形运动与语音特征之间的数学模型，并基于此开发实现算法。最后，通过实验验证评价算法的性能和效果。
五、预期成果
1.实现基于语音信号的唇形动画驱动算法。
2.制作并展示三维人脸唇形动画，达到与语音发音相对应的效果。
3.实现算法的性能评估，并与传统的唇形动画制作技术进行比较分析。
六、工作计划
时间安排：2021年11月至2022年5月
1.第一周至第四周：熟悉基础知识，收集和备份数据。
2.第五周至第十周：研究音频信号处理技术，进行特征提取和分析。
3.第十一周至第十四周：研究三维人脸动画技术，建立面部模型。
4.第十五周至第二十周：研究运动与语音特征之间的关系，设计建立匹配模型。
5.第二十一周至第二十四周：开发实现唇形动画驱动算法。
6.第二十五周至第二十八周：实验验证算法的效果，优化算法。
7.第二十九周至第三十二周：完成论文撰写和实验报告，准备毕业答辩。
七、参考文献
1.Ha,T.,Jin,Z.,Lee,S.,&Ahn,S.C.(2018).Analysisandsynthesisof3Dlipanimationbasedonmotionfeaturesofspeaker.MultimediaToolsandApplications,77(5),5839-5852.
2.Lu,G.,Zhang,J.,&Zhang,H.(2020).Data-DrivenLipAnimationGenerationwithLongShort-TermMemoryNetworks.IEEEAccess,8,202779-202789.
3.Hu,R.,Li,S.,Chen,S.,Yu,S.,&Zhou,G.(2021).ANovelApproachforGeneratingLipMovementsin3DTalkingHeadModelBasedonSpeechFeatureExtraction.IEEETransactionsonIndustrialInformatics.