基于多线谱驱动的虚拟人手运动及约束控制

针对现有手部运动模拟控制的复杂性,通过分析人手解剖学结构及运动特性,提出了基于多线谱控制的虚拟人手运动及控制机制。针对单指运动,通过控制该指上的多条肌肉归一化收缩量,驱使单指关节的灵活运动;在多指协同运动中,由于相邻手指之间存在运动促进和制约的关系,因此要考虑其他手指的影响,根据其约束关系,控制相应的肌肉收缩,实现多指协同运动。实验表明,所建立的控制机制能较好地仿真单指及多指间的各种运动,在多线谱的控制下,能够方便快捷地仿真多种手势及手语,且运动效果逼真,手部运动自然灵活。

虚拟人食指肌肉控制及运动约束研究

基于生理解剖结构,建立了虚拟人食指肌肉控制机制,通过控制多条肌肉收缩,实现了单指多关节灵活运动。同时针对传统模型单指运动控制较为独立,缺乏约束而导致不够真实的情况,研究了运动中双指间促进和制约的关系,提出了运动约束关系图。该图能够同时描述单指及双指的运动空间及其非线性约束关系,并刻画出实际不可到达区域。实验表明,所建立的控制机制能较好地仿真出食指的灵活运动,利用约束关系图能够保证手部仿真运动符合生理特征,具有较好的真实感和自然性。

虚拟人舌运动可视化在发声中的研究

发音障碍是听力残疾者和言语残疾者的显著特征之一。舌部作为发音的主要器官,在发音训练中起重要作用。如果将发音可视化引入发音障碍康复训练中,可以让聋人和言语残疾者直观地看到发音过程中舌位及舌形的变化,则康复训练时将起到事半功倍的效果。在研究舌部解剖结构及其运动特征的基础上,通过建立三维舌体肌肉模型,结合发音中舌的X光图片和电子颚位图仪等相关数据,实现舌体模型仿真发音中常见的运动及形状,进而利用这种可视化技术,帮助听力残疾者和言语残疾者达到矫正和康复的目的。

基于发音运动特征的舌部肌肉建模及仿真

人舌结构较为复杂,运动灵活,在虚拟人物发音及表情运动过程中起着关键的作用,但现有舌部模型结构较单一,实现的虚拟运动相对简单,描述能力不足,且需要大量数据驱动。针对以上问题,通过对舌部解剖结构的研究,提出一种基于肌肉运动特征的舌部模型及控制方法。将舌部内外肌群按其运动及发音功能进行分类,仅需获得多条肌肉不同的收缩量,即可利用各自的控制函数确定出参数值,进而实现模型前升高、后升高和谷形等多种常见运动。实验结果表明,该方法能够较为灵活便捷地控制虚拟舌体,仿真出符合生理特征的多种舌部运动。

基于n阶R-NMI特征的手势识别

提出基于n阶区域归一化转动惯量(R-NMI)特征的手势识别算法.首先把采集到的手势图像进行二值化处理,得到识别所需的手势区域.然后利用1阶NMI特征值对手势图像的全局形状和质量分布描述进行初步识别.接着把手势图像划分成n2个区域,利用区域形状差异最大的那个n阶R-NMI特征分量进行二次识别.实验结果表明,该算法所需特征量少,计算量较小,能够快速地实现手势识别,且具有一定的平移、缩放等不变性,能够实现较高的识别率.