CN105142447B - 试衣间镜子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括图像捕获装置和图像处理装置的试衣间镜子，该试衣间镜子能够确定身体尺寸并为使用者提供服装试穿建议。

Description

试衣间镜子

技术领域

本发明涉及包括图像捕获装置和图像处理装置的试衣间镜子，该试衣间镜子能够确定身体尺寸并为使用者提供服装试穿建议。

背景技术

对在向人们提供衣服试穿建议方面应用身体尺寸的三维测量的兴趣日渐增长。目前，这种三维(3D)测量通常利用3D扫描器，例如Textile/Clothing技术公司的TC2扫描器、Human Solutions股份有限公司的扫描器以及如EP1207367中描述的Telmat工业公司的自动装置来完成。在大多数所述情形中，捕获3D模型的过程包括利用光，像例如利用结构光，其中光的线或像素的可识别图案被投射在待测主体上。其它方法采用激光三角测量法、摄影测量法、和飞行时间测定。3D测量技术的当前发展是低成本身体扫描器，像例如基于MSKinect或可比较深度的照相机，像例如TC2KX16扫描器(参见上文)、styku扫描器或Bodymetrics扫描器。

3D扫描的现有技术和环境是非常面向技术的并且不会产生你预期在试衣间内找到的感觉，例如隔离、幕帘、镜子、照明。使用者首先进入其内安装有扫描设备的扫描区域而非试衣间。所述扫描区域特别适于扫描设备，其对用户产生与标准试衣间相比完全不同的体验。为了不影响基于使用光的测量，环境光通常减弱，从而将使用者暴露至测量中所用的闪光和/或激光束的光图案。此外，为了获得人的完整扫描，或者围绕待测量的人安装照相机，或者照相机围绕待测量的人移动。扫描结果随后用于给出定制的服装试穿建议(garment fitting advice)，允许使用者选择合适的试穿服装。使用者的下一步骤是从扫描区域走到试衣间。扫描区域和试衣间通过完全不同的体验清楚地分隔开。对于许多人而言，这是个问题，对于顾客和对于店主两者：顾客更喜欢直接走进试衣间并且希望避开技术扫描区域，店主需要用于扫描区域的额外空间并且也更喜欢直接在试衣间中帮助顾客。因而，需要有3D扫描设备，其无缝地结合在标准服装试衣间内而无需修改，即，无需改变例如环境光曝光量且无需安装可视的扫描设备。

例如在PCT公开WO2008150343中提供了在3D测量装置中结合照相机和镜子的努力，其也公开为US2008/294012。在所述参考文献中，照相机定位在半透明镜子或者被电子驱动为在反射和透射状态之间切换的闪烁装置后方。然而，与这种配置相关联的问题是必须找到好镜像的需求和对置于其后的照相机的足够透明度之间的折衷。改善镜像将不可避免地带来照相机透明度变差，反之亦然。例如，具有50％反射和50％透射的半透明镜子将导致具有暗镜像的镜子，因为50％的入射光未被反射。将反射增加至80％来改善镜子特性将会改善镜像，但对于照相机像有不利影响，特别是当作为3D扫描技术的一部分与结构光相结合时。在所述情形中，仅小部分投射光被照相机捕获，这是由于从主体到照相机的光线传播中不可避免的损失，特别是镜子有限的透明度(仅20％)。如果结构光还从这种半透明镜子的后面被投射，由于光两次穿过镜子，镜子的透明度对于照相机像质量具有更大的影响。首先是在把结构光投射在待测主体上时，而其次是在用照相机捕获反射光时。利用例如具有20％透明度的镜子，只有至多(20％的20％)4％的投射光可到达照相机。这明显是不够的。

因此，本发明的目的是解决3D测量设备的前述问题，并且使3D测量设备能够无缝地结合在服装试衣间中而作为试衣镜，从而，

-它能够用作标准试衣镜，

-它提供好的镜像，即明亮且颜色几乎没有或没有变化(真实颜色)，

-它在试衣间通常能得到的光条件下工作，

-它不产生像闪光或激光束这样的不期望的光效果，

-它能够提供使用者的完整3D图像。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种用于在服装试衣间中使用的三维测量设备，包括至少一个图像捕获装置、投射仪、以及波长特定的镜子，其特征在于，所述图像捕获装置定位在所述波长特定的镜子后方，并且特征在于，所述波长特定的镜子仅在透射具有处于可见光谱范围外且处于红外光谱内的波长的电磁波时有效。换句话说，波长特定的镜子透射这种红外波至少70％。如从图4和5提供的例子中明白的，在优选实施方式中，波长特定的镜子透射红外光谱中至少90％的波长，更特别地是它透射红外光谱中至少70％、75％、80％、85％、90％或更多的波长；更特别地是，近红外光谱中的更多波长；在一个实施方式中，是至少750nm的波长；更特别地是，波长从约800nm至约2500nm的近红外光。在一个实施方式中，图像捕获装置和投射仪都定位在所述波长特定的镜子后方。

如下文进一步详细描述，在本发明的特定实施方式中，在根据本发明的三维测量设备中所使用的波长特定的镜子反射所有可见光波长。换句话说，它反射具有在可见光谱(从约380nm至约740nm)中的波长的电磁波并且对于具有在所述光谱外且在红外光谱内的波长的电磁波是透明的。

在反射可见光波长中，所述波长可以被完全反射，但是在替代实施方式中，并且特别是当与另外显示装置结合时，镜子反射可见光波长为至少70％、75％、80％、85％、90％或更多。

在本发明中，波长特定的镜子在透射红外光，即具有至少750nm波长的红外光时是有效的；更特别地是，透射具有从约800nm至约2500nm波长的近红外光时。

在三维测量方法中，投射仪优选地将结构化电磁波投射在待测三维对象上。在所述过程中，在待测三维对象上投射已知图案，典型地包括网格或一组平行条纹。通过确定这一图案在所述对象表面上变形的方式，能够计算该表面的精确几何重建。

在这种测量技术的光学分辨率到了由所使用的条纹的宽度和它们的光学质量确定的重要程度的情况下，能够通过利用轻微位移的图案捕获多幅图像来实现进一步的改进。因而，在特定实施方式中，如所提供的测量方法的进一步特征在于，利用轻微位移的图案进行至少3次曝光。图案的位移可以通过移动图像捕获装置和/或投射仪来实现，可替代地通过移动待测对象来实现。因此，在特定实施方式中，利用高帧速结构光照相机来实现图像捕获。

取代将投射仪和/或图像捕获装置移动至波长特定的镜子后方，还能够通过利用多个图像捕获装置和/或投射仪来实现轻微位移图案的捕获。在本发明的特定实施方式中，三维测量设备包括两个或更多图像捕获装置，特别是两个图像捕获装置。在另一实施方式中，三维测量设备包括两个或更多投射仪，特别是两个投射仪。在本发明更特别的实施方式中，三维测量设备包括两个或更多图像捕获装置，以及两个或更多投射仪；更特别地是两个图像捕获装置和两个投射仪。

就此而言，不存在关于所述两个或更多图像捕获装置和/或投射仪的相互定向的具体限制，在优选实施方式中，所述图像捕获装置和/或投射仪沿同一垂直轴定向。

如前面已经提到的，并且特别是当波长特定的镜子仅部分地反射可见波长时，根据本发明的三维测量设备可以进一步包括定位在所述波长特定的镜子后方的显示装置。这种显示例如可用于向利用根据本发明的三维测量设备的主体显示服装试穿信息或用户使用说明。

在另一方面，本发明提供了如本文所述的三维测量设备作为镜子的用途；特别是作为服装试衣间里的镜子。

本发明的目的还在于提供一种用于采集对象，特别是人类主体的三维形状的方法；更特别地是所述主体的服装大小，所述方法包括：将待测三维对象置于如本文限定的波长特定的镜子前面；从定位在所述波长特定的镜子后方的投射仪投射结构电磁波、特别是红外光到所述对象上；利用定位在所述波长特定的镜子后方的图像捕获装置捕获投射在对象上的来自结构波，特别是来自结构红外光的图像；从所述图像捕获装置将所捕获的图像传输至计算机处理器，并使所述计算机处理器处理所述图像以确定所述对象的三维形状。

在上文基础上进一步地，一种在待测对象上移动图案的方法是通过移动所述对象，因而在另一实施方式中，该测量方法包括在波长特定的镜子前面转动对象或使所述对象转动的步骤。

在根据本发明的方法的另一实施方式中，图像以高帧速被捕获。

在根据本发明的方法的另一实施方式中，投射仪投射结构近红外光在待测对象上。

附图说明

现具体参照附图，需要强调的是，示出的细节仅仅是作为例子和用于本发明不同实施方式的示意性讨论的目的。提出它们是为了提供相信是最有用且容易描述本发明的原理和概念方面。为此，并不试图以比用于本发明的基本理解所必须的细节更多的细节展示本发明的结构细节。说明书结合附图使得本领域熟练技术人员能够清楚本发明的各种形式如何在实践中可以被实施。

图1：根据本发明的3D测量设备的示意图，示出了镜子和镜子后方的3D照相机的位置。在这种展示中，照相机的数量和位置仅作为例子给出。实际数量和位置会除了别的以外取决于扫描技术、扫描任务和镜子尺寸。

图2：示出在测量方法中使主体在镜子前方移动的步骤的示意图。在举例性实施方式中，要求使用者在镜子前方转动，优选地同时举起他的胳膊。

图3：示出在根据本发明的3D测量方法中，在捕获的图像的处理过程中另一步骤的示意图。捕获的图像以围绕使用者的体素网格体(voxel gridbox volume)被结合到3D图像中。

图4：针对本发明中使用的波长特定的镜子的代表性波长反射图。从这一方案明显看出，该镜子准完全反射可见光波长。

图5：针对本发明中使用的波长特定镜子的代表性波长反射图。该镜子对可见光是部分透明的，其中它反射约80％的可见光波长。

具体实施方式

如本文所述的本发明解决了与现有3D测量设备相关的问题，特别是当用于在服装试衣间内使用时。如上文已详细描述，本发明的3D测量设备将它自身呈现为镜子，隐藏地集成了3D照相机和处理装置。如图1中示意性地表示的，该照相机和处理装置被定位在波长特定的镜子后方。在特定实施方式中，沿着所述镜子长度上的垂直轴。

该镜子能够简单地被布置为试衣间内的标准镜子。因而，与现有技术的扫描装置不同，不再存在单独的扫描室，但使用者能够直接进入试衣间并且仅仅看到具有高质量镜像的镜子，正如他/她所期望的。为了使3D扫描可用，使用者仅需要在镜子前面转身(参见图2)。此外，不需要环境状况的特定调整；不需要改变(暗化)试衣间内的照明，并且使用者不会经历令人讨厌的闪光或激光。随后，扫描能够被用于例如提供服装试穿建议或用于其它目的。

为了实现前述目的并且如本发明不同实施方式的措词中所体现的，测量设备结合了以下特征。它利用处于可见光谱以外的波长，特别是处于红外光谱内的波长，并且它利用波长特定的镜子，该镜子仅在具有处于可见光谱外且处于红外光谱内的范围内的波长的透射电磁波时是有效的。

在3D测量方法中，它优选地使用具有可见光谱外的波长的结构电磁波；更特别地是结构红外波长。3D测量方法的进一步优化在于图像采样频率，因此优选使用高帧速照相机。如上文已经解释的，当使用结构光时，投射仪将图案投射在待测对象上。图案通过所述对象的变形由照相机(图像捕获装置)捕获并且能够被用于确定所述对象的几何形状。如本文所使用的，结构波被选定为处于可见光谱外，并且特别地包括近红外波。正是如此，不会给使用者带来视觉体验，而使该方法与使用结构可见光相比更少打扰。

不论选定的波长如何，结构波的使用产生了绘制待测对象的完整且详细3D模型的稳定且快速的方法，特别是当与高帧速照相机一起使用时。如上文已经解释的，在利用轻微移动的图案获取图像的情形中，3D图像的质量改善。这可以通过移动照相机来实现，但在另一方面并且为了最小化使用者的测量感觉，在本发明的方法中，照相机优选地在实际测量期间保持静止。在所述的情形中，图案的移动能够仅通过移动对象(在镜子前面转动)替代实现。为了拥有足够的细节和仅是图案轻微移动的图像，因此，在所述的实施方式中需要使用如前所提到的高帧速照相机。能够在本发明的方法中使用的高帧速照相机的典型例子是使用近红外光图案的Kinect。

因而，在本发明的一个特定实施方式中，人被要求在镜子前方以约4秒的舒适速率做完整360度转动。在这一运动期间，处于可见光谱以外的结构波的图案被投射在所述的人上并且图像(优选地使用静态照相机)以至少10帧每秒，优选为20帧每秒，更优选为至少25帧每秒的帧速被捕获；再更优选地帧速为至少30帧每秒或更高。如此，获得的图像以围绕所述人的虚拟体素箱格(voxel gridbox)被处理(参见图3)并且结合以产生镜子前方的人的完整3D扫描。在整个该过程中，照相机被定位在使用者的视线以外，其中这些照相机被定位在波长特定的镜子后方。在照相机在测量期间为静态的情形中，它们的位置仅在测量前可以调整至使用测量镜子的人的身体尺寸。换句话说，位于镜子后方的图像捕获装置的位置是可调的。

在本发明的特定实施方式中，投射仪也被定位在波长特定的镜子后方。在任一情况下，镜子的特征在于，它仅在透射处于红外光谱内的电磁波时有效。换句话说，镜子反射可见光，即至少70％。正是如此，对于人的眼睛而言，测量镜子扮演了标准镜子的角色，其具有颜色没有变化或仅有微小变化的明亮的镜像。这种波长特定的镜子能够利用特定涂层来获得，像例如由来自英国的Thin Metal Films有限责任公司所提供的。取决于选定的要由图像捕获装置检测的非可见波长，需要给定涂层。例如，当使用近红外光时，能够使用具有类似于图4的波长反射图的冷光镜。在测量镜进一步与被定位在镜子后方的信息显示器结合时，镜子应当具有对可见光的有限的透明度。因而，在一个实施方式中，镜子可被选定为不是几乎100％地反射可见光谱(参见图4)，但例如是80％(图5)。镜子看起来仍然明亮且不退色。对于可见光的有限渗透性能够被用于将信息显示器置于镜子后方。能够利用具有高等级亮度的显示器来补偿有限(20％)的可见光透射率。

Claims (12)

1.一种用于在服装试衣间中使用的三维测量设备，包括至少一个图像捕获装置、投射仪、和波长特定的镜子，其特征在于，所述图像捕获装置被定位在所述波长特定的镜子后方，并且特征在于，所述波长特定的镜子被配置成透射具有至少750nm的波长的红外光的至少70％并且反射从约380nm至约740nm的可见光波长的至少70％。

2.根据权利要求1所述的三维测量设备，其中所述投射仪将结构红外光投射在待测三维对象上。

3.根据权利要求1所述的三维测量设备，其中所述图像捕获装置包括结构光照相机，该结构光照相机具有至少10帧每秒的帧速。

4.根据权利要求1所述的三维测量设备，还包括被定位在所述波长特定的镜子后方的显示装置。

5.根据权利要求1所述的三维测量设备，包括两个或更多图像捕获装置。

6.根据权利要求5所述的三维测量设备，其中所述图像捕获装置沿同一垂直轴被定向。

7.根据权利要求1所述的三维测量设备，包括两个或更多投射仪。

8.根据权利要求1或7所述的三维测量设备，其中所述投射仪被定位在所述波长特定的镜子后方。

9.根据权利要求8所述的三维测量设备，其中所述投射仪沿同一垂直轴被定向。

10.一种用于采集对象的三维形状的方法，所述方法包括：将待测三维对象置于如权利要求1至9中任一项所限定的三维测量设备前面；从投射仪将结构近红外光投射在所述对象上；利用被定位在所述波长特定的镜子后方的图像捕获装置捕获来自投射在对象上的结构近红外光波的图像；从所述图像捕获装置将所述捕获的图像传输至计算机处理器，并使所述计算机处理器处理所述图像以确定所述对象的三维形状。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述波长特定的镜子前面转动对象或者使所述对象转动的步骤。

12.根据权利要求10所述的方法，其中以至少10帧每秒的帧速捕获所述图像。