CN102074033B - 一种动画制作方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动画制作方法和装置，其中的方法包括：基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点，以及所述感兴趣物体所处的参考目标区域；从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画。本发明能够用以在不浪费储存空间的前提下，制作出用户感兴趣物体的动画。

Description

一种动画制作方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种动画制作方法和装置。

背景技术

动画与影视作品相比，由于其动作的可随意性和形象的夸张性，深受广大观众，特别是小朋友观众的喜爱。因而现在的许多少儿节目会在播放节目的同时，播放动画字幕，以调解观众的情趣。

现有制作字幕动画的方法，一般是基于图片序列到动画序列的转换，也即，将图片一帧帧叠加起来，形成动画序列。

但在实际应用中，往往会存在这样的情形，对于已经制作好的字幕动画(多帧图片的序列)，针对某些应用场合或者特定节目，只需要展示其中一部分即可，例如，在当前节目中只需要展示基于某个物体或者某个物体部位的动画，或者当前用户仅仅关注某一具体部分，或者，技术人员需要降低当前动画的数据量，以减少对字幕机的资源占用等。则现有技术中，就需要字幕制作人员重新制作一个新的动画，以适应当前需求；其将大大增加字幕制作人员的工作量，并且由于制作需要花费较多时间，无法满足即时播放的需求。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提供一种动画制作方法，用以在不浪费储存空间的前提下，制作出用户感兴趣物体的动画。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种动画制作方法，用以在不浪费储存空间的前提下，制作出用户感兴趣物体的动画。

为了解决上述问题，本发明公开了一种动画制作方法，包括：

基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点，以及所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画。

优选的，所述当前帧图片的目标区域的获取步骤包括：

识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；

计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；

根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

优选的，所述感兴趣物体为人脸或动物脸；

所述识别步骤包括：

搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

优选的，所述确定参考特征点的步骤包括：

在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

获得所述特征点的坐标值。

优选的，所述确定参考目标区域的步骤包括：

在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

获得该矩形区域的边界坐标值。

本发明还公开了一种动画制作装置，包括：

确定模块，包括：

参考特征点确定单元，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点；

参考目标区域确定单元，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

获取模块，用于从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

提取模块，用于根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

串接模块，用于按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画。

优选的，所述获取模块包括：

识别单元，用于识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；

计算单元，用于计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；

获得单元，用于根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

优选的，所述识别单元包括：

搜索检测子单元，用于在所述感兴趣物体为人脸或动物脸时，搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

器官特征点位置确定子单元，用于对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

优选的，所述参考特征点确定单元包括：

标定子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

坐标值获取子单元，用于获得所述特征点的坐标值。

优选的，所述参考目标区域确定单元包括：

绘制子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

边界坐标值获取子单元，用于获取该矩形区域的边界坐标值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明首先采用参考特征点作为感兴趣物体的跟踪标识，采用参考目标区域描述该感兴趣物体所处区域；然后根据所述参考特征点对所述图片序列中每帧图片的感兴趣物体进行跟踪，并根据跟踪结果和参考目标区域，确定每帧图片的目标区域；最后，根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据，并按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画，由于本发明只将每帧图片中感兴趣物体所处区域的数据作为动画数据源，相对于现有技术对整个图片区域进行存储和播放操作，本发明只对感兴趣物体所处区域的数据进行上述操作，因此，无需字幕制作人员重新制作一个新的图片序列，就能够满足即时播放的需求，因而本发明能够避免重复制作图片序列所花费的时间；

此外，相对于现有技术制作出的动画，本发明能够减少动画数据的存储空间，提高动画播放的流畅度。

附图说明

图1是本发明一种动画制作方法实施例的流程图；

图2是本发明一种小鹿摇头动画素材的示意图；

图3是本发明一种矩形区域的示意图；

图4是本发明一种获取目标区域的示例；

图5是本发明一种动画制作装置实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

现有的动画制作方法，考虑的是整帧图片的大小，因而动画的数据来源于整帧图片的数据信息，也即将每幅图片的数据信息串联起来就生成了一个动画。

因此，本专利发明人创造性地提出了本发明实施例的核心构思之一，即当用户只是对一系列图片之中的某个物体感兴趣时，如果只对每帧图片中用户感兴趣物体的数据进行操作，也即，动画的数据只来源于每帧图片中感兴趣物体的数据，那么生成的动画不会浪费大量的数据储存空间。

参照图1，示出了本发明一种动画制作方法实施例的流程图，具体可以包括：

步骤101、基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点，以及所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

动画是指由许多帧静止的画面，以一定的速度(如每秒16帧)连续播放时，肉眼因视觉产生错觉，而误以为画面活动的作品。为了得到活动的画面，每个画面之间都会有细微的改变。参考图2，示出了小鹿摇头动画素材的首、末帧图片，该动画展示的主题是小鹿头部的运动效果，因此，本发明的感兴趣物体为小鹿头部，制作该动画，应该首先获取每帧图片中小鹿头部的数据。但是，从首帧图片2A到末帧图片2B，小鹿头部在每帧图片中是逐渐变化的，例如，小鹿头部在每帧图片的位置不断变化，角度也在不断变化，这给感兴趣物体的数据获取带来困难。

针对上述困难，本发明基于物体追踪原理，来提取每帧图片中感兴趣物体的数据，具体而言，首先，在某一帧图片中确定作为跟踪目标的感兴趣物体(上例中即为小鹿头部)，用参考特征点作为该感兴趣物体的跟踪标识，并用参考目标区域描述该感兴趣物体的位置和大小，以便于获取数据；然后，从第一帧图片开始，根据所述参考特征点对所述图片序列中每帧图片的感兴趣物体进行跟踪，并根据跟踪结果和参考目标区域，确定每帧图片的目标区域；最后，根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据。

在动画制作过程中，给定的图片序列中往往包括多帧图片，本发明可以选择其中的某一帧，作为参考帧图片，以确定所述参考特征点和参考目标区域。以图2所示的小鹿摇头动画素材为例，假设用户觉得首帧图片中的小鹿动作比较典型，可以选择首帧。可以理解，也可以选择中间帧和末帧，本发明对此不加以限制。

在具体实现中，可以采用坐标值描述所述目标区域。

在本发明的一种优选实施例中，所述确定参考特征点的步骤可以包括：

子步骤A1、在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

子步骤A2、获得所述特征点的坐标值。

以动物脸为例，在实际中，可通过手工标定或者自动标定方法从所选择的帧图片中获取动物脸的眼睛、鼻子、嘴巴等特征点的坐标值。

在实际中，可以采用绘制方式来确定所述参考目标区域，所述确定操作具体可以通过以下子步骤实现：

子步骤B1、在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

一种示例可以为，建立一个预览窗口，以方便用户预览给定图片序列的任一帧图片，这样，在用户留意到满意的帧图片时，可以在该帧图片中绘制一个矩形区域。

参考图3，示出了一种绘制矩形区域的示例，其中，椭圆301表示感兴趣物体的外形，矩形302为该感兴趣物体的参考目标区域，其中，矩形中心与椭圆中心303重合。在所述感兴趣物体为动物脸或人脸时，所述椭圆中心可以取为脸的顶部和下巴连线的中点。

子步骤B2、获得该矩形区域的边界坐标值。

可以理解，本领域技术人员可以先确定参考特征点，再确定参考目标区域；或者，先确定参考目标区域，再确定参考特征点，只需满足两种操作是在同一帧图片中进行的要求即可，本发明对具体的操作顺序不加以限制。

步骤102、从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

本步骤是基于物体追踪原理，获取当前帧图片的目标区域。

在具体实现中，所述获取步骤可以具体包括：

子步骤C1、识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；

例如，在所述感兴趣物体为人脸或动物脸时，所述识别步骤可以为：

①搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

②对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

以人脸为例，所述器官可以包括眼睛、鼻子和嘴巴。其中，一种确定双眼眼睛位置的示例可以为，首先，将采集并分割获得的人脸图像中的双眼区域图像和非双眼区域图像作为训练样本，训练得到双眼区域检测器。例如，采用自适应增强(Adaboost，adaptive boosting)算法对10000张双眼区域图像和非双眼区域图像进行训练，得到双眼区域检测器；然后，在进行眼睛定位时，可以采用所述双眼区域检测器在人脸图像内搜索双眼区域位置，确定双眼区域位置后，在所述双眼区域位置内定位左眼位置和右眼位置。

子步骤C2、计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；

所述运动偏移可以为当前帧图片中感兴趣物体的双眼中心点相对于参考双眼中心点的相对位置，当前鼻子相对于参考鼻子的相对位置，当前嘴巴相对于参考嘴巴的相对位置，或者脸的顶部和下巴连线的中点相对于参考中点的相对位置。

子步骤C3、根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

在具体实现中，步骤101中通常选择包括正面动物脸或者正面人脸的参考帧图片，因此，参考特征点双眼的中心线通常为一条水平线，嘴巴和鼻子连线通常为一条竖直线。而在实际中，感兴趣物体的运动可以为简单的平移，或者，平移+旋转。

在当前帧图片相对于参考帧图片作平移运动时，嘴巴和鼻子连线还是一条竖直线，此时，可以根据子步骤C2得到的运动偏移，计算得到目标区域的当前中心位置，然后将参考目标区域搬移到当前中心位置，即得到了当前帧图片的目标区域。参考图4，示出了一种获取目标区域的示例，其中，参考帧图片4A中，椭圆4A1表示感兴趣物体的外形，其中心为4A3，矩形4A2表示该感兴趣物体的参考目标区域，其中心为4A4。那么，在获取当前帧图片的目标区域时，可以首先基于识别得到的椭圆中心4B3，计算出4B3相对于4A3的运动偏移，然后根据此偏移计算得到矩形中心4B4，最后将矩形4A2搬移到当前帧图片4B，即得到当前帧图片的目标区域4B2。

对于感兴趣物体进行平移+旋转运动时的目标区域，其获取过程与上述过程类似，在此不作赘述。

步骤103、根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

本步骤是根据目标区域，从每帧图片中提取出作为动画数据源的目标数据。例如，一帧图片的原始大小为800×600，目标区域的形状为矩形，其大小为40×30，且已知其所在位置，这样，在打开一帧图片后，可以所述已知位置读取并保存确定大小的矩形区域的数据，作为动画数据源。

在实际中，获取目标区域后，是可以得知所述目标区域的边界坐标值的，此时，可以根据所述边界坐标值，将每帧图片的目标区域裁剪出来。以正面放置的矩形区域为例，假设其上、下、左、右四个顶点坐标分别为A(a，b)、B(c，b)、C(a，d)、D(c，d)，那么只需根据所述四个坐标计算出该四个顶点在整帧图片中的位置(行、列)，然后，按照图片的存储顺序从相应的位置读取图片数据即可。

步骤104、按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画。

假设该图片序列包括100帧图片，本步骤可以按照帧图片编号1，2，3，...，100顺序，将每帧图片的目标数据信息串接起来，形成最终的动画。

可以理解，步骤102的目标区域获取操作、步骤103的目标数据提取操作、步骤104的串接操作可以同时进行，也即，按照帧图片编号顺序进行每帧图片的目标区域的获取、目标数据的获取，即可生成动画。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下以100帧图片的序列为例，对本发明的动画生成过程进行说明，具体可以包括：

步骤S1、在给定的图片序列中选择参考帧图片，并基于所述参考帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点及其所处的参考目标区域；

步骤S2、初始化100个目标数据数组A1，A2，...，A100，初始化动画数组B，预置帧参数i＝2；

步骤S3、根据所述参考特征点和参考目标区域，获取第一帧图片的目标区域，并根据所述目标区域提取第一帧图片的目标数据，并保存至A1；

步骤S4、如果i＞100，则执行步骤S7，否则执行步骤S5；

步骤S5、根据所述参考特征点和参考目标区域，获取第i帧图片的目标区域，并根据所述目标区域提取第i帧图片的目标数据，并保存至Ai；

步骤S6、i＝i+1，并返回步骤S4；

步骤S7、顺序合并A1，A2，...，A100，得到动画数组B。

本发明首先采用参考特征点作为感兴趣物体的跟踪标识，采用参考目标区域描述该感兴趣物体所处区域；然后根据所述参考特征点对所述图片序列中每帧图片的感兴趣物体进行跟踪，并根据跟踪结果和参考目标区域，确定每帧图片的目标区域；最后，根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据，并按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画，由于本发明只将每帧图片中感兴趣物体所处区域的数据作为动画数据源，相对于现有技术对整个图片区域进行存储和播放操作，本发明只对感兴趣物体所处区域的数据进行上述操作，因而能够减少动画数据存储空间，提高动画播放的流畅度。

参照图5，示出了本发明一种动画制作装置实施例的结构图，具体可以包括：

确定模块501，包括：

参考特征点确定单元511，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点；

在本发明的一种优选实施例中，所述参考特征点子单元可以包括：

标定子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

坐标值获取子单元，用于获得所述特征点的坐标值。

参考目标区域确定单元512，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

在实际中，可以采用绘制方式来确定所述参考目标区域，此时，所述参考目标区域单元512可以包括：

绘制子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

边界坐标值获取子单元，用于获取该矩形区域的边界坐标值。

获取模块502，用于从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

获取模块502是基于物体追踪原理工作的，在具体实现中，所述获取模块502可以具体包括：

识别单元521，用于识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；

例如，在所述感兴趣物体为人脸或动物脸时，所述识别单元可以包括：

搜索检测子单元，用于在所述感兴趣物体为人脸或动物脸时，搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

器官特征点位置确定子单元，用于对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

计算单元522，用于计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；

获得单元523，用于根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

提取模块503，用于根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

串接模块504，用于按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明可以适用于影视特技、商业广告、游戏、计算机辅助教育等领域，用于为所述影视节目制作用户感兴趣物体的字幕动画。

以上对本发明所提供的一种动画制作方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种动画制作方法，其特征在于，包括：

基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点，以及所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画；

其中，所述当前帧图片的目标区域的获取步骤包括：识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感兴趣物体为人脸或动物脸；

所述识别步骤包括：

搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定参考特征点的步骤包括：

在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

获得所述特征点的坐标值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定参考目标区域的步骤包括：

在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

获得该矩形区域的边界坐标值。

5.一种动画制作装置，其特征在于，包括：

确定模块，包括：

参考特征点确定单元，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定感兴趣物体的参考特征点；

参考目标区域确定单元，用于基于给定的图片序列中的某一帧图片，确定所述感兴趣物体所处的参考目标区域；

获取模块，用于从第一帧图片开始，将所述图片序列的每帧图片作为当前帧图片，并根据所确定的参考特征点和参考目标区域，获取各当前帧图片的目标区域；

提取模块，用于根据所述目标区域，提取所述图片序列中每帧图片的目标数据；

串接模块，用于按照帧图片编号顺序，串接所述每帧图片的目标数据，得到动画；

其中，所述获取模块包括：识别单元，用于识别得到当前帧图片中感兴趣物体的特征点；计算单元，用于计算所述特征点相对于参考特征点的运动偏移；获得单元，用于根据所述运动偏移以及参考目标区域，获得当前帧图片的目标区域。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述识别单元包括：

搜索检测子单元，用于在所述感兴趣物体为人脸或动物脸时，搜索并检测当前帧图片中的人脸或动物脸；

器官特征点位置确定子单元，用于对该人脸或动物脸进行标定，确定器官特征点位置。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述参考特征点确定单元包括：

标定子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中标定该感兴趣物体的一个或多个特定点，作为参考特征点；

坐标值获取子单元，用于获得所述特征点的坐标值。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述参考目标区域确定单元包括：

绘制子单元，用于在图片序列中的某一帧图片中绘制一个该感兴趣物体的外围矩形区域，作为参考目标区域；

边界坐标值获取子单元，用于获取该矩形区域的边界坐标值。