CN114549706A

CN114549706A - 一种动画生成方法及动画生成装置

Info

Publication number: CN114549706A
Application number: CN202210157402.7A
Authority: CN
Inventors: 刘源; 胡晓琳; 张雨婷; 李骁潇; 周梦舟; 周希莹; 周松林; 甘淑娉
Original assignee: Chengdu Technological University CDTU
Current assignee: Chengdu Technological University CDTU
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本发明公开了一种动画生成方法及动画生成装置，方法包括以下步骤：S1：按帧序列生成并显示当前帧所对应的人像参考轮廓，人像参考轮廓来自于目标视频中的目标角色；S2：采集目标对象的目标图像；目标对象为人像轮廓位于人像参考轮廓中的对象，目标图像为目标人像轮廓位于人像参考轮廓的预设区域且目标人像轮廓与人像参考轮廓的相似度大于相似度阈值的图像，目标人像轮廓为目标对象的人像轮廓；S3：重复S1和S2，直至采集到最后一张目标图像；S4：根据所有的目标图像，按帧序列生成期望动画。本发明提供了一种动画生成方法及动画生成装置，解决非专业人员需要花费大量的时间、精力或财力去学习动画制作或生成动画的问题。

Description

一种动画生成方法及动画生成装置

技术领域

本发明涉及动画技术领域，尤其涉及一种动画生成方法及动画生成装置。

背景技术

动画的概念不同于一般意义上的动画片，动画是一种综合艺术，它是集合了绘画、电影、数字媒体、摄影、音乐以及文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式。作为一门幻想艺术，更容易直观地表现和抒发人们的感情，可以把现实不可能看到的转为现实，扩展了人类的想象力和创造力。

但是现目前的动画均是由专业人员进行制作，对于非专业人员需要花费大量的时间、精力或财力去学习动画制作或生成动画。

发明内容

本申请实施例提供一种动画生成方法及动画生成装置，解决非专业人员需要花费大量的时间、精力或财力去学习动画制作或生成动画的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种动画生成方法，包括以下步骤：

S1：按帧序列生成并显示当前帧所对应的人像参考轮廓，所述人像参考轮廓来自于目标视频中的目标角色；

S2：采集目标对象的目标图像；

所述目标对象为人像轮廓位于所述人像参考轮廓中的对象，所述目标图像为目标人像轮廓位于所述人像参考轮廓的预设区域且所述目标人像轮廓与所述人像参考轮廓的相似度大于相似度阈值的图像，所述目标人像轮廓为所述目标对象的人像轮廓；

S3：重复所述S1和所述S2，直至采集到最后一张所述目标图像；

S4：根据所有的所述目标图像，按帧序列生成期望动画。

可选地，所述S1包括以下子步骤：

S11：提取所述目标视频的当前帧图像；

S12：基于轮廓检测技术从所述当前帧图像中提取所述目标角色的人像轮廓；

S13：根据人像调整模型调整所述人像轮廓，得到所述人像参考轮廓并对外显示。

可选地，所述人像调整模型为：

w_宽＝wk₂

其中，h_上为调整后的目标角色的上半身身高数据，h_下为调整后的目标角色的下半身身高数据，k₁为目标对象上半身与下半身的比例，h₁为目标对象的身高数据，w_宽为目标角色调整后的宽度数据，w为目标角色调整前的宽度数据，k₂为目标对象与目标角色的宽度数据比。

可选地，所述S2包括以下步骤：

S21：计算所述目标对象的人像轮廓与所述人像参考轮廓的相似度；

S22：在所述相似度大于阈值相似度时，构建像素坐标系并获取第一像素的像素坐标和第二像素的像素坐标；其中，所述第一像素为所述人像参考轮廓的像素，所述第二像素为所述目标对象的人像轮廓的像素；

S23：计算相对应的所述第一像素与所述第二像素的像素距离；

S24：在所有的所述像素距离均位于阈值像素距离范围时，采集所述目标对象的人像轮廓。

可选地，所述人像轮廓图像与所述人像参考轮廓的相似度为：

其中，R_i表示所述目标对象的人像轮廓与所述人像参考轮廓的相似度，M_i表示所述目标对象的人像轮廓与所述人像参考轮廓相匹配的特征点总数，F₁表示所述目标对象的人像轮廓的特征点总数，F_2i表示所述人像参考轮廓的特征点总数。

本申请实施例的第二方面提供了一种动画生成装置，包括：

第一生成模块，用于按帧序列生成并显示当前帧所对应的人像参考轮廓，所述人像参考轮廓来自于目标视频中的目标角色；

采集模块，用于采集目标对象的目标图像；

第二生成模块，用于在采集到最后一张所述目标图像后，根据所有的所述目标图像，按帧序列生成期望动画。

可选地，所述第一生成模块包括：

第一提取单元，用于提取所述目标视频的当前帧图像；

第二提取单元，用于基于轮廓检测技术从所述当前帧图像中提取所述目标角色的人像轮廓；

调整单元，根据人像调整模型调整所述人像轮廓，得到所述人像参考轮廓并对外显示。

可选地，所述人像调整模型为：

w_宽＝wk₂

可选地，所述采集模块包括：

第一计算单元，用于计算所述目标对象的人像轮廓与所述人像参考轮廓的相似度；

获取单元，用于在所述相似度大于阈值相似度时，构建像素坐标系并获取第一像素的像素坐标和第二像素的像素坐标；其中，所述第一像素为所述人像参考轮廓的像素，所述第二像素为所述目标对象的人像轮廓的像素；

第二计算单元，用于计算相对应的所述第一像素与所述第二像素的像素距离；

采集单元，用于在所有的所述像素距离均位于阈值像素距离范围时，采集所述目标对象的人像轮廓。

可选地，所述目标对象的人像轮廓与所述人像参考轮廓的相似度为：

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

用户通过选择已有的或者感兴趣的动画，并根据显示的人像参考轮廓做出相应的人物姿态即可，不需要额外的专业技能便可以生成由专业人员方能制作的动画，降低了非专业人员生成动画的成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的整体流程示意图；

图2为本发明步骤S1的流程示意图；

图3为本发明步骤S2的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本申请实施例提供一种动画生成方法，如图1-3所示，包括以下步骤：

S1：按帧序列生成并显示当前帧所对应的人像参考轮廓，人像参考轮廓来自于目标视频中的目标角色；

其中，本实施例所说的目标视频为用户感兴趣或想要模仿的视频，例如是舞蹈视频、仪态视频或者其他操作视频等；本实施例所说的目标角色指的是用户想要模拟其动作的人物角色。

具体地，包括以下子步骤：

提取目标视频的当前帧图像；

基于轮廓检测技术从当前帧图像中提取目标角色的人像轮廓；

根据人像调整模型调整目标角色的人像轮廓，得到人像参考轮廓并对外显示，以指导用户摆出相应的轮廓；其中，作为优选地，为便于用户更为直观的获取目标角色的姿态信息，还可以将源图像也对外展示，源图像即目标视频的当前帧图像。

由于目标角色的人像尺寸已经固定，无法更改，而用户并不唯一固定，可以是小朋友、青少年、成年人、男性也可以是女生，因此，用户的人像尺寸与目标角色的人像尺寸存在很大的差距，如果不根据用户的人像尺寸对目标角色的人像轮廓做相应的尺寸调整，仅通过相似度来判断用户动作与目标角色动作的相似性，存在极大的误差。以舞蹈动作为例进行说明，舞蹈动作除了有相应的动作外，动作的幅度和动作的摆放位置也至关重要，如果仅注重动作而不注重动作的幅度和动作的摆放位置，其呈现的舞蹈效果也是完全不同的。因此，在本实施例中，首先通过人像调整模型来对目标角色的人像轮廓进行调节，使目标角色人像轮廓与用户的人像轮廓进行匹配，从而使得用户在模拟动作时，模拟动作在目标角色人像轮廓内，以使得动作的幅度和动作的摆放位置更加标准和规范。

以下对本实施例中的人像调整模型进行说明：

步骤1、获取目标角色的身材比例，具体地，包括：

提取目标视频的任意一帧帧图像并对外展示；

基于轮廓检测技术从帧图像中提取目标角色的人像轮廓；

获取人像轮廓中各个像素点之间的距离信息，根据距离信息获取目标角色的身材数据，例如肩宽、跨宽、臀宽或者腿长等；

将身材数据与标准的身材比例进行对比，获取目标角色的身材比例。由于在动作模拟过程中，最为直观且最为明显的身材比例便是上半身与下半身比例，因此，本实施例中获取的身材比例为上半身与下半身比。

其中，作为可选地，在提取目标视频的任意一帧帧图像时，选取目标角色处于站立状态或四肢均暴露在环境中(四肢没有被身体所遮挡)的帧图像，以便于较为准确的获取目标角色的身材比例和身材数据。

步骤2、获取目标对象(用户)的身材比例，具体地，包括：

用户根据展示的帧图像，摆出相应的姿态；

采集用户的人像轮廓图像；

基于轮廓检测技术从用户的人像轮廓图像中提取用户的人像轮廓；

基于SIFT特征提取算法计算用户的人像轮廓与目标角色的人像轮廓的相似度；

在相似度大于阈值相似度时，获取用户的人像轮廓中各个像素点之间的距离信息，根据距离信息获取目标对象的身材数据，例如肩宽、跨宽、臀宽以及腿长等；

将身材数据与标准的身材比例进行对比，获取用户的身材比例，本实施中用户的身材比例为上半身与下半身比。

步骤3、基于用户的身材数据、身材比例、目标角色的身材数据和身材比例对目标角色人像轮廓进行调节：

设获取到的用户上半身与下半身的身高数据分别为：h₁₁，h₁₂；目标角色上半身与下半身的身高数据为：h₂₁，h₂₂；

则用户上半身与下半身的比例k₁为：

若目标角色要达到k₁的比例，则上半身与下半身的身高数据应更改为：

k₁x+x＝h₂₁+h₂₂

y＝h₂₁+h₂₂-x其中，x表示下半身的身高数据，y表示上半身的身高数据。

用户与目标角色的身高比k₂为：

则调整后的目标角色上半身与下半身的身高数据为：

h_上＝yk₂

h_下＝xk₂

宽度方向(肩宽、跨宽、臀宽等)比较简单，按照目标角色与用户的身材比例进行变换即可：例如用户的肩宽为w₁，目标角色的肩宽为w₂，则用户与目标角色的肩宽比

换算后肩宽为：w_宽＝wk_宽。

现有技术在进行人像缩放时，仅仅是通过获取目标对象A与目标对象B的身高数据之比，然后根据身高数据之比来进行身高数据的缩放，使得缩放后的目标对象A与目标对象B的身高一致；但由于每个目标对象的身材比例并不一致，导致缩放后的目标对象A与目标对象B并不完全一致，而本实施例中，由于其运用场景的特殊性，对缩放后的目标对象A与目标对象B的一致性有着较高的要求，因此本实施例提出了一种新的人像调整模型，除了对目标对象A的身高数据进行调节外，还对目标对象A的身材比例也进行了相应的调节，以使得缩放后的目标对象A最大程度上与目标对象B一致，保证动作的幅度和动作的摆放位置更加标准和规范。

S2：采集目标对象的目标图像；

目标对象为人像轮廓位于人像参考轮廓中的对象，目标图像为目标人像轮廓位于人像参考轮廓的预设区域且目标人像轮廓与人像参考轮廓的相似度大于相似度阈值的图像，目标人像轮廓为目标对象的人像轮廓；

具体地，包括：

计算目标对象的人像轮廓与人像参考轮廓的相似度：

其中，R_i表示目标对象的人像轮廓与人像参考轮廓的相似度，M_i表示目标对象的人像轮廓与人像参考轮廓相匹配的特征点总数，F₁表示目标对象的人像轮廓的特征点总数，F_2i表示人像参考轮廓的特征点总数。

在相似度大于阈值相似度时，构建像素坐标系，获取第一像素的像素坐标和第二像素的像素坐标；其中，第一像素为人像参考轮廓的像素，第二像素为目标对象的人像轮廓的像素；

计算相对应的第一像素与第二像素的像素距离；

具体的，可以以坐标原点为基点，从最靠近坐标原点的像素起，按坐标顺序计算第一像素与第二像素的像素距离，且每一个像素仅计算一次。

在所有的像素距离均位于阈值像素距离范围时，采集目标对象的人像轮廓，即目标人像轮廓。

由于相似度计算的计算处理过程相对轮廓检测处理过程的处理步骤少，可以更快的获取检测结果，因此本实施例中首先进行相似度计算，再进行轮廓检测计算，从而避免在轮廓检测合格后而相似度检测不合格的情况，进而减少处理器的处理量，提升处理器的有效处理次数。

S3：重复S1和S2，直至采集到最后一张所述目标图像；

S4：根据所有的所述目标图像，按帧序列生成期望动画。

相比于现有的动画由专业人员生成，本实施例提供的一种动画生成方法可供业余爱好者或者毫无基础的用户使用并生成动画，用户通过选择已有的或者感兴趣的动画，并根据显示的人像参考轮廓做出相应的人物姿态即可，不需要额外的专业技能便可以生成由专业人员方能制作的动画。此外，本实施例中的动画生成方法还可以用于用户学习新鲜的事物，例如舞蹈，由于会逐帧提取已有动画的人物轮廓并对外显示，用户通过摆出相应的姿态并使得自身的姿态位于轮廓的预设范围内即可，相当于将舞蹈动作分解，让用户逐帧逐帧的学习，相比于观看完整的舞蹈视频或者动作分解教程，可以更简单的定位舞蹈动作、动作幅度以及动作摆放位置等，提升学习效率及动作准确性。

实施例2

本申请实施例提供了一种动画生成装置，包括：

第一生成模块，用于按帧序列生成并显示当前帧所对应的人像参考轮廓，人像参考轮廓来自于目标视频中的目标角色；

采集模块，用于采集目标对象的目标图像；

目标对象为人像轮廓位于人像参考轮廓中的对象，目标图像为目标人像轮廓位于人像参考轮廓的预设区域且所目标人像轮廓与人像参考轮廓的相似度大于相似度阈值的图像，目标人像轮廓为目标对象的人像轮廓；

第二生成模块，用于在采集到最后一张目标图像后，根据所有的目标图像，按帧序列生成期望动画。

本实施例中的第一生成模块包括：

第一提取单元，用于提取目标视频的当前帧图像；

第二提取单元，用于基于轮廓检测技术从当前帧图像中提取目标角色的人像轮廓；

调整单元，根据人像调整模型调整人像轮廓，得到人像参考轮廓并对外显示。

其中，本实施例中的人像调整模型为：

w_宽＝wk₂

本实施例中的采集模块包括：

第一计算单元，用于计算目标对象的人像轮廓与人像参考轮廓的相似度；

获取单元，用于在相似度大于阈值相似度时，构建像素坐标系并获取第一像素的像素坐标和第二像素的像素坐标；其中，第一像素为人像参考轮廓的像素，第二像素为目标对象的人像轮廓的像素；

第二计算单元，用于计算相对应的第一像素与第二像素的像素距离；

采集单元，用于在所有的像素距离均位于阈值像素距离范围时，采集目标对象的人像轮廓。

其中，目标对象的人像轮廓与人像参考轮廓的相似度为：

相比于现有的动画由专业人员生成，本实施例提供的一种动画生成装置可供业余爱好者或者毫无基础的用户使用并生成动画，用户通过选择已有的或者感兴趣的动画，并根据显示的人像参考轮廓做出相应的人物姿态即可，不需要额外的专业技能便可以生成由专业人员方能制作的动画。此外，本实施例中的动画生成装置还可以用于用户学习新鲜的事物，例如舞蹈，由于会逐帧提取已有动画的人物轮廓并对外显示，用户通过摆出相应的姿态并使得自身的姿态位于轮廓的预设范围内即可，相当于将舞蹈动作分解，让用户逐帧逐帧的学习，相比于观看完整的舞蹈视频或者动作分解教程，可以更简单的定位舞蹈动作、动作幅度以及动作摆放位置等，提升学习效率及动作准确性。

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。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种动画生成方法及动画生成装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。