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Video-Driven 2D Character Animation

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Chinese Journal of Electronics 2021年第6期30卷 1038-1048页

作者： YIN Qinran cao weiqun School of Information Science and Technology Beijing Forestry University Engineering Research Center for Forestry-oriented Intelligent Information Processing of National Forestry and Grassland Administration

Video-driven animation has always been a hot and challenging topic in the field of computer animation. We propose a method of mapping a sequence of human skeletal keypoints in a video onto a two-dimensional character to generate 2 D character animation. For a given two-dimensional character picture, we extract the motion of real human in video data, driving the character deformation. We analyze common two-dimensional human body movements, classify the basic posture of the human body, realize the recognition of skeleton posture based on back propagation network, capture human body motion by automatically tracking the position of the human skeleton keypoints coordinates in the video and redirect the motion data to a 2 D character. Compared with the traditional method, our work is less affected by video data illumination and background complexity. We calibrate human body motion in videos to a 2 D character according to the skeleton topology to avoid motion distortion caused by the difference in skeleton size and ratio. The experimental results show that the proposed algorithm can generate the motion of two-dimensional characters based on the motion of human characters in video data. The animation is natural and smooth, and the algorithm has strong robustness.

关键词： Optical, image and video signal processing Computational geometry Computer vision and image processing techniques Video signal processing Graphics techniques 2D skeleton character animation Video-driven Pose recognition Back propagation network

平行坐标系聚类数据的力导向分段骨骼绑定绘制

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第10期29卷 1807-1815页

作者：巫滨曹卫群北京林业大学信息学院北京100083 河南科技大学艺术与设计学院洛阳471003

针对现有平行坐标系聚类数据在边绑定时线束可能过度弯曲和位置偏移,导致用户对数据分布特征的视觉认知产生曲解的问题,提出基于力导向分段式骨骼布局的边绑定方法.首先通过优化的力场模型完成簇间分离布局;然后建立簇内数据量与线束偏... 详细信息

针对现有平行坐标系聚类数据在边绑定时线束可能过度弯曲和位置偏移,导致用户对数据分布特征的视觉认知产生曲解的问题,提出基于力导向分段式骨骼布局的边绑定方法.首先通过优化的力场模型完成簇间分离布局;然后建立簇内数据量与线束偏移量的负向关联,将簇间分离时线束的移动量调整到规模较小的簇;最后采用分段式骨骼作为簇内线束收敛的基准,生成两端快速收敛、中间呈带状的线束形态,以改善整体绘制效果.实验结果表明,该方法可以明显地改善视图对聚类中心值、数据离散度等数据分布特征表达的准确性,以及视图的整体绘制效果.

关键词：聚类绑定分布属性力导向算法分段式骨骼

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平行坐标系聚类数据绑定绘制评价方法

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第11期29卷 2047-2056页

作者：巫滨曹卫群杨波北京林业大学信息学院北京100083 河南科技大学艺术与设计学院洛阳471003

针对聚类绑定簇间分离时产生的聚类中心偏移和线束布局等问题,从数据分布认知的角度提出可视化评估方法.首先构建数据相关性指数、聚类中心准确性指数、离散度指数等5个指标作为数据分布绘制效果的评价量规;然后设计各指标的视觉映射方... 详细信息

针对聚类绑定簇间分离时产生的聚类中心偏移和线束布局等问题,从数据分布认知的角度提出可视化评估方法.首先构建数据相关性指数、聚类中心准确性指数、离散度指数等5个指标作为数据分布绘制效果的评价量规;然后设计各指标的视觉映射方式,与对应的分布属性实际值作相关性分析,以实现分布特征的量化视觉评价;最后对3种不同的平行坐标视图进行实例分析和比对.基于评估实验,验证了数据分布特征映射准确性的改善方法,以及维度重排和绑定参数等因素对评价结果的影响.

关键词：评价量规聚类绑定分布特征维度重排

Rapid and Reproducible Dibutylation Derivatization Coupled with Ultra-High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for the Simultaneous Determination of Dopamine, Norepinephrine and 5-Hydroxytryptamine in Rat Brain Microdialysates

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International Journal of Analytical Mass Spectrometry and Chromatography 2018年第2期6卷 21-36页

作者： Jinlian Lu Weimin Hu weiqun cao Sitan Xie Zhiyu Li Yi Tao Xin Zhang Bioanalytical Services Unit Lab-Testing Division WuXi AppTec Co. Ltd. Shanghai China

A rapid and reproducible method has been developed for the simultaneous quantification of dopamine (DA), norepinephrine (NE), and serotonin (5-HT) in rat brain microdialysates. Derivatization was processed through reductive amination with butyraldehyde and sodium cyanoborohydride at 60℃ for 80 min incubation. Dibutylated monoamine neurotransmitters (MANTs) were directly analyzed with ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). The chromatographic run time was shorter (2.1 min/sample) than previous studies [15] [18] [20]. Good linearity (R2 > 0.99) was obtained for DA, NE and 5-HT in the range of 25 - 5000 pg/mL, 5 - 1000 pg/mL and 2.5 - 500 pg/mL, respectively. Acceptable precision (CV, 8.5% - 13.4%) as well as accuracy (recovery, 94.1% - 106.8%) could be acquired by analysis of six batches of quality control samples (QCs) at four different concentrations, which demonstrated the reliability and reproducibility of current method. This method was successfully applied to the simultaneous determination of DA, NE and 5-HT in rat brain microdialysates, where basal levels as well as elevated levels after dosing with amphetamine (AMPH) were quantified for all three MANTs. This study provides a simple and rapid way to analyze MANTs in the biofluid in the future.

关键词： Derivatization Microdialysis Monoamine Neurotransmitters LC-MS/MS

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手绘运动学机构示意图识别及运动过程模拟

中国图象图形学报 2017年第11期22卷 1532-1543页

作者：李玲曹卫群北京林业大学信息学院北京100083

目的为了解决手绘运动学示意图对辅助学习的局限性,以及现有物理辅助教学软件只能模拟系统设定机构的局限性,提出了一种对手绘运动学机构示意图进行识别,并实现其运动过程模拟的方法。方法首先提取笔画的几何特征进行笔画识别,得到笔画... 详细信息

目的为了解决手绘运动学示意图对辅助学习的局限性,以及现有物理辅助教学软件只能模拟系统设定机构的局限性,提出了一种对手绘运动学机构示意图进行识别,并实现其运动过程模拟的方法。方法首先提取笔画的几何特征进行笔画识别,得到笔画类型,然后根据构件笔画组成列表及笔画间相对关系,进行构件的匹配识别,再根据用户意图,识别构件间位置约束关系,自动矫正机构示意图中构件的相对位置,最后通过2维物理引擎,实现机构的运动过程模拟。结果实现了对运动学教学中常见的16种构件的识别,和构件中常用的7种图元的识别,识别准确率分别为93.25%、94%。结论实验结果表明,该方法可在对手写运动学构件符号以及构件间的约束关系进行正确的识别和矫正的基础上,实现对整个运动机构的识别,以及对机构运动过程的模拟。

关键词：手写识别运动学示意图位置约束相对位置矫正运动过程模拟

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样本驱动的大规模植被分布高效合成

计算机辅助设计与图形学学报 2018年第12期30卷 2203-2212页

作者：林琳杨刚曹卫群孙汉秋北京林业大学信息学院北京100083 香港中文大学计算机科学与工程系香港999077

针对自然场景中丰富多样的植被分布模式的模拟时,现有的通用拟合算法计算耗时,不能满足大规模分布与实时交互分布的需要.为了解决任意分布模式的快速合成问题,提出一种基于样本分布控制并结合Wang tiles优化的高效点分布合成方法.该方... 详细信息

针对自然场景中丰富多样的植被分布模式的模拟时,现有的通用拟合算法计算耗时,不能满足大规模分布与实时交互分布的需要.为了解决任意分布模式的快速合成问题,提出一种基于样本分布控制并结合Wang tiles优化的高效点分布合成方法.该方法由离线预计算过程和实时拼接过程组成.在离线预计算过程中,首先通过基于环形点对距离统计的对相关函数特征拟合过程合成多块首尾分布连续,以及与样本分布相似的初始点分布tile,然后通过对初始tile的边界处理得到一组可以非周期性拼接且接缝处分布保持连续的Wang tiles;在此基础上,利用这组Wang tiles进行实时拼接,从而实现以极快的速度和极小的内存占用合成大规模的分布的目的.实验结果表明,该方法适用于随机、均匀、聚集等各种分布特征的数据,是一种对各类样本分布模式通用的分布合成方法;并在大规模分布的合成上比原有的基于样本驱动的分布拟合算法达到3～6个量级的速度提升;可有效地应用于自然场景模拟中大规模植被的分布信息构建,及其他有实时交互分布需求的应用中.

关键词：通用模式点分布对相关函数 Wang tiles 基于样本的合成森林场景模拟

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可扩展的花卉种类识别

中国图象图形学报 2014年第11期19卷 1630-1638页

作者：苗金泉曹卫群北京林业大学信息学院北京100083

目的基于模式识别的花卉种类识别方法在使用不同特征或分类器时识别准确率有较大差别。本文的研究目的在于实现花卉种类识别方法的快速构建及性能评估,减轻研究人员的编程工作量,提高效率。方法根据使用模式识别技术进行花卉种类识别的... 详细信息

目的基于模式识别的花卉种类识别方法在使用不同特征或分类器时识别准确率有较大差别。本文的研究目的在于实现花卉种类识别方法的快速构建及性能评估,减轻研究人员的编程工作量,提高效率。方法根据使用模式识别技术进行花卉种类识别的一般步骤,应用插件技术将算法中的预处理、特征提取、分类器训练、分类器识别等步骤表示成不同种类的处理器,建立可扩展的系统平台,研究人员可以通过修改各步骤所使用的处理器来修改图像处理和识别算法,并在此基础上采用流式链接方法构建算法。结果基于本文所提出的构建方法进行算法优化,并将其用于68种花卉的识别,准确率Top1为91.26%,Top5为98.41%。结论流式链接方法能够对识别方法进行快速装配,有利于快速评估不同特征和分类器在花卉种类识别中的性能,适于算法的研究和优化。本文所提出的基于工作流式链接方法以及插件技术的构建方法具有灵活易用的特点,所构建的算法具有良好的可扩展性。该方法还可以推广应用于其他基于数字图像的模式识别算法研究。

关键词：插件流式结构可扩展花卉种类识别

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反映人的认知习惯的商品检索方法

中国图象图形学报 2019年第4期24卷 573-582页

作者：周亭亭曹卫群北京林业大学信息学院北京100083

目的便捷的商品检索是用户网络购物体验良好的关键环节。由于电商对商品描述方式的规范性要求以及用户对商品属性理解差异等问题,基于关键词的检索方法在商品检索的应用并不理想。近年来,以图搜图的检索方式在各大电商平台上得到越来越... 详细信息

目的便捷的商品检索是用户网络购物体验良好的关键环节。由于电商对商品描述方式的规范性要求以及用户对商品属性理解差异等问题,基于关键词的检索方法在商品检索的应用并不理想。近年来,以图搜图的检索方式在各大电商平台上得到越来越多的应用,但检索结果往往不尽如人意。为此,提出了一种新的检索思路,从商品外观设计特征出发,将人们对商品的认知模式引入到商品图片的检索过程,从而获得更符合人们预期的检索结果。方法以时尚女包商品为例,在分析设计师的设计规范的基础上,将外观设计特征分解为形状特征、颜色特征和设计元素特征。利用深度卷积神经网络建模、提取特征,并使用哈希方法和Top3类内检索算法加快检索速度。结果利用建立的商品数据集构建3个对应的特征模型,并进行分类识别和图像检索实验。结果表明,各个模型Top1的识别准确率均小于95%,而Top3的识别准确率均在98. 5%以上;商品检索速度加快了将近3. 5倍。实验及用户调查结果表明,本文提出的检索方法与淘宝、百度图片等基于图像的检索工具相比,检索结果更为多样,与原图像相似度更高。结论本文提出的从商品外观设计规范出发、与人的认知模式相结合的商品检索方法,更能满足用户的检索意图,可用于时尚女包商品检索,对基于图像的其他商品的检索方法的研究具有借鉴意义。

关键词：认知设计规范网络购物图像检索深度卷积神经网络哈希方法

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结合图元与感知哈希的手写输入简笔画识别

中国图象图形学报 2015年第9期20卷 1222-1229页

作者：郭玉鹏曹卫群北京林业大学信息学院北京100083

目的为了克服手写输入中随意性强和自由度大的缺陷,同时兼顾简笔画的整体属性和局部特征,提出一种基于图元识别与感知哈希技术相结合的手写输入简笔画二级识别算法。方法首先提取笔画的几何特征、笔序特征及结构特征且进行识别,然后查... 详细信息

目的为了克服手写输入中随意性强和自由度大的缺陷,同时兼顾简笔画的整体属性和局部特征,提出一种基于图元识别与感知哈希技术相结合的手写输入简笔画二级识别算法。方法首先提取笔画的几何特征、笔序特征及结构特征且进行识别,然后查找由图元信息、笔画结构信息和笔序信息构成的简笔画语义库,完成由规则的几何图元构成的简笔画识别;若未被识别,则生成简笔画图像,利用感知哈希技术完成简笔画图像的识别。结果基于本文提出的简笔画识别方法,实现了对样本库中150种简笔画对象的识别,平均识别率为82.6%。结论实验结果表明,对于不同用户手写输入的任意样本库中的简笔画,该方法具有较高的识别率,此外,还可以通过在简笔画语义库和样本库中增加简笔画的种类等方式实现对更多种类简笔画的扩展识别。

关键词：简笔画图元 KNN分类器感知哈希技术二级识别算法