项目名称：基于 OpenCV 和 OpenGL 的实时动画 生成系统的设计与实现 刘婧怡 高杨 岳思琪 邓健 陈述人：高杨

主要内容  一、项目背景及意义  二、项目内容  三、技术路线与实现方案  四、系统的使用和功能需求  五、项目难点  六、项目计划  七、团队分工

一、项目背景及意义 人脸识别技术现在已经被广泛地应用到了 很多领域，如电脑加密，上下班考勤，识 别罪犯等等。 随着游戏以及影视动画的发展，对于识别 人物的动态特征的需求也越来越迫切。 目前常见的动画生成软件设计简单，功能 不全面，精度也不高。 如果能够在 QQ 视频聊天中实时地生成脸 部的 3D 卡通动画不仅给网上聊天增加了 趣味性，同时也给对方增添了一些神秘感。

二、项目内容 图像获取 图像处理以 及特征提取 3D 建模及渲 染输出 将真实的人脸图像实时准确地生成 3D 卡通 动画图像。 大致分为以下三个步骤：

三、技术路线与实现方案  技术路线： 在 VC2008 环境下利用 OpenCV ， OpenGL 函数库进行视频图像的获取以及 3D 效果的 渲染输出。 名词解释： OpenCV 是开源计算机视觉库。它轻量级而且 高效 —— 由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，实 现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。 应用领域有人机互动物体识别等。 OpenGL 是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编 程接口的规格，它用于三维图象（二维的亦可）。 OpenGL 是个专业的图形程序接口，是一个功能强 大，调用方便的底层图形库。

实现 方案  将 OpenCV 与 OpenGL 这两个函数库加载 到 VC2008 中。  使用 OpenCV 现有的库函数以及一些算法 对视频获取的图像进行变换并提取图像中 人脸的特征。  用 3dmax 软件对人的头部进行建模，将其 保存为 OpenGL 可识别的 3D 文件格式， 如 “.ms3d” 。  将该 3D 头部模型文件加载到 VC2008 中。

实现 方案  使用已提取的人脸部特征变量、 OpenGL 的库函数及现有的和自己设计的算法对头 部模型实施控制，如拉长脸部，控制眼睛 的形状等等，使其与真实人脸相像。  使用 OpenGL 的库函数及代码实现对头部 模型的渲染输出。  精确度取决于算法的设计。

UML 用例图 start Video input 3D output Win _1 Win_2 Open: user

四、系统的使用和功能需求  1. 打开系统后首先呈现的是真实的人脸图像窗口； ★★★  2. 系统先后出现两个窗口：真实图像以及图像特征 提取窗口、 3D 人脸模型窗口；★★★  3. 图像处理窗口显示的是动态的图像处理过程，并 非处理一个静态的图片；★★★  4. 在图像处理窗口划定人脸的范围；★★★  5. 在 3D 人头部模型窗口能够准确地表现所提取的特 征；★★★  6. 头部模型生动逼真，与真实的人脸相像；★★★

四、系统的使用和功能需求  7. 图像显示需要摄像头协助完成。★★★  8. 两个窗口不同时出现，在真实图像窗口上加两个 按钮，点击弹出后面的窗口；★★  9. 在图像处理窗口提取人头部的基本特征并在图像 上标注和用文字显示出来；★★  10. 在两个窗口分别设置一个退出按钮；★★  11. 可添加一些额外的表情按钮，添加所要表达而人 脸又没有做出的表情。★

理想成果图

五、项目难点 人脸的识别与获取（噪声的干扰，人 脸的动态，都是需要攻克的难题）。 人脸表情的 3D 处理（因为表情界限 的划分模糊，移动的幅度与时间较小 较迅速，也就增加了对于表情的获取 难度以及输出效果把握。）

六、项目计划  1 、项目开题阶段 主要工作：准备开题报告以及相关知识了解，学习。（ 6 周）  2 、项目文档与需求分析阶段 主要工作：需求分析讨论确定后各模块负责人开始撰写文档。（ 1 周）  3 、项目设计阶段 主要工作：根据需求与文档基本框架设计各模块基本实现过程（ 2 周）  4 、项目实现阶段 主要工作：根据文档与设计利用相关技术实现系统功能与模块（ 4 周）  5 、项目测试与总结阶段 主要工作：各模块负责人将系统汇总并进行简单测试与总结（ 3 周）  6 、项目结题阶段  主要工作：准备结题报告与功能演示说明（ 2 周）

甘特图

七、团队分工  组长：负责需求分析，文档管理，协 调各模块，构建基本模型。  组员 1 ：负责文档撰写，周报撰写。  组员 2 ：负责实现用 opencv 插件获取识 别人脸。  组员 3 ：负责实现用 opengl 插件渲染输 出。

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