DOI QR코드

DOI QR Code

Synthesizing Faces of Animation Characters Using a 3D Model

3차원 모델을 사용한 애니메이션 캐릭터 얼굴의 합성

  • 장석우 (안양대학교 디지털미디어학과) ;
  • 김계영 (숭실대학교 컴퓨터학부)
  • Received : 2012.06.02
  • Accepted : 2012.07.02
  • Published : 2012.08.31

Abstract

In this paper, we propose a method of synthesizing faces of a user and an animation character using a 3D face model. The suggested method first receives two orthogonal 2D face images and extracts major features of the face through the template snake. It then generates a user-customized 3D face model by adjusting a generalized face model using the extracted facial features and by mapping texture maps obtained from two input images to the 3D face model. Finally, it generates a user-customized animation character by synthesizing the generated 3D model to an animation character reflecting the position, size, facial expressions, and rotational information of the character. Experimental results show some results to verify the performance of the suggested algorithm. We expect that our method will be useful to various applications such as games and animation movies.

본 논문에서는 3차원의 얼굴모델을 생성하여 사용자의 얼굴을 애니메이션 캐릭터의 얼굴에 자연스럽게 합성하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 먼저 정면과 측면의 직교하는 2장의 2차원 얼굴영상을 입력 받아 얼굴의 주요 특징을 템플릿 스테이크를 이용하여 추출하고, 추출된 특징점에 맞게 일반적인 3차원 얼굴 모델을 변형시킴으로써 사용자의 얼굴 형태에 적합한 얼굴 모델을 생성한다. 그리고 2장의 얼굴 영상으로부터 얻어지는 텍스처 맵을 3차원의 얼굴 모델에 매핑하여 현실감 있는 개인화된 얼굴 모델을 생성한다. 그런 다음, 개인화된 3차원의 얼굴모델을 애니메이션 캐릭터 얼굴의 위치, 크기, 표정, 회전 정보를 반영하여 캐릭터 얼굴에 자연스럽게 합성함으로써 현실감 있는 사용자 맞춤형 애니메이션을 제작한다. 실험에서는 제안된 캐릭터 얼굴 합성 방법의 성능을 검증하기 위해서 수행한 여러 가지 실험결과를 보인다. 본 논문에서 제안된 방법은 애니메이션 영화, 게임, 캐릭터를 이용한 여러 가지 응용 분야에서 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. Y. C. Choi and S. B. Lim, "Multimedia Baeumter 2.0 - in the Era of IT Convergence," Life & Power Press, January 2010.
  2. S.-W. Jang, S.-H. Weon, and H.-I. Choi, "Estimation of 3D Rotation Information of Animation Character Face," Journal of The Korea Society of Computer and Information, Vol. 16, No. 8, August 2011. https://doi.org/10.9708/jksci.2011.16.8.049
  3. S.-W. Jang, H.-M. Shin, and G.-Y. Kim, "Face and Its Components Extraction of Animation Characters based on Dominant Colors," Journal of Korea Society of Computer and Information, Vol. 16, No. 10, pp. 93-100, November 2011. https://doi.org/10.9708/jksci.2011.16.10.093
  4. S. Hong, "A Study on Pattern of Facial Expression Presentation in Character Animation," Journal of the Korea Contents Association, Vol. 6, No. 8, pp. 165-174, August 2006.
  5. J.-H. Kim, "A Study on the Key Elements for Facial Expression in Animation Character," In Proceedings of the Spring Conference of the Korea Institute of Design, pp. 268-269, 2006.
  6. S.-H. Weon, G.-Y. Kim, "Texture Mapping and 3D Face Modeling Using Two Views of 2D Face Images," Journal of Korean Institute of Information Scientists and Engineers, Vol. 15, No. 9, pp. 705-709, 2009.
  7. F. Ofli, E. Erzin, Y. Yemez, and A. M. Tekalp, "Estimation and Analysis of Facial Animation Parameter Patterns," In Proceedings of the IEEE International Conference on Image Processing, pp. 293-296, September 2007.
  8. O. Kwon, K. Min, J. Chun, and P. Park, "Expression Control of Facial Model Using Radial Basis Function in Real Time," In Proceedings of the Spring Conference of the Korean Society for Internet Information, Vol. 7, No. 1, pp. 363-368, April 2006.
  9. Z. Fu, F. Ni, Q. Cao, and Y. Zhao, "The Facial Texture Analysis for the Automatic Portrait Drawing," Pattern Recognition, Vol. 43, No. 3, pp. 962-971, March 2010. https://doi.org/10.1016/j.patcog.2009.06.015
  10. S. Ferradal and J. C. Gomez, "TwinFaces: Seamless Textures for Rendering Head Models," In Proceedings of the IEEE International Workshop on Multimedia Signal Processing, pp. 176-181, 2006.
  11. S.-W. Jang, G.-Y. Kim, and H.-S. Na, "Recognition of Facial Expressions of Animation Characters Using Dominant Colors and Feature Points," Journal of Korea Information Processing Society, Vol. 18-B, No. 6, pp. 375-384, December 2011. https://doi.org/10.3745/KIPSTB.2011.18B.6.375

Cited by

  1. 얼굴 포즈 추정을 이용한 다중 RGB-D 카메라 기반의 2D - 3D 얼굴 인증을 위한 시스템 vol.24, pp.4, 2012, https://doi.org/10.13089/jkiisc.2014.24.4.607
  2. 2D이미지의 3D 모델화 알고리즘 적용을 통한 인터랙티브 수족관개발 vol.18, pp.12, 2012, https://doi.org/10.9717/kmms.2015.18.12.1562
  3. 2D 이미지에서 3D 모델링 데이터 변환 알고리즘에 관한 연구 vol.19, pp.2, 2012, https://doi.org/10.9717/kmms.2016.19.2.479