ES2842890T3 - Dispositivo y procedimiento para reconstruir la superficie 3D de la vuelta completa de un sujeto - Google Patents

Abstract

Dispositivo que permite la reconstrucción en 3d de la superficie de una vuelta completa de 360° de un objeto o de un cuerpo (30) comprendiendo: - al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva equipado de una óptica doble, - una mesa (20) giratoria sobre la cual se coloca el objeto o el cuerpo (30) al que se va a tomar la imagen o de forma alternativa un cuadro (21) giratorio alrededor del objeto o del cuerpo (30) al que se va a tomar la imagen sobre el cual se fija el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva equipado de una óptica doble, de tal manera que las posiciones relativas del objeto o del cuerpo (30) y de la al menos un aparato (10) 3D sean tales que el objeto o el cuerpo (30) se encuentre en el campo de toma de vistas de al menos un aparato (10) 3D, - un medio (40) de control de la rotación de la mesa (20) giratoria o un medio (41) de control del marco (21) giratorio y un medio (50) de control de la activación de las tomas de vistas que permite recoger un conjunto de pares estéreo adquiridos por medio del al menos un aparato (10) 3D que cubren en su conjunto un ángulo de 360° alrededor del objeto o del cuerpo (30), - medios (60) de cálculo que permiten reconstruir en 3D las porciones de superficies a partir de pares estéreo adquiridos, caracterizado por el hecho de: - que el medio (40) de control de rotación de la mesa (20) giratoria o el medio (41) de control del marco (21) giratorio contemplan una pausa en la rotación durante cada una de las tomas de vistas, y - que comprende medios (80) de cálculo que permiten empalmar las diferentes porciones de superficie 3D adquiridas haciendo corresponder por medio de criterios geométricos en el espacio 3D las superficies 3D reconstruidas, utilizando un algoritmo de cierre para que la sucesión de las diferentes transformaciones geométricas entre las superficies 3D sucesivas conduzca a la identidad al final de la vuelta completa y ajustando diferentes superficies en una representación en 3D de un bucle completo a 360° de la superficie del objeto o del cuerpo.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para reconstruir la superficie 3D de la vuelta completa de un sujeto

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la reconstrucción en tres dimensiones (3D) de la vuelta completa, de 360°, de una superficie en 3d de un objeto o de un cuerpo.

Antecedentes tecnológicos

Las aplicaciones que necesita la representación de un objeto bajo incidencias múltiples son numerosas. Se puede tratar por ejemplo de visualizar objetos a distancia para una telecompra. Para ello, se han propuesto varios sistemas que utilizan una mesa giratoria y basados en la adquisición de fotografías o de películas clásicas, como por Beniyama et al., en la patente US 7,440,691, por Park et al., en el documento US 7,394,977, o más recientemente por McGuire et al., en el documento US 8,462,206.

En todos los casos, un conjunto coherente de vistas del objeto son adquiridas por medio, o bien de un aparato fotográfico convencional, o bien de una cámara de video convencional, de un sujeto colocado sobre una mesa giratoria. Estos sistemas difieren según los grados de libertad de la placa giratoria y/o las posibilidades de orientación y desplazamiento de la cámara. Los mismos difieren, del mismo modo, por la interferencia y la manera en el que las fotografías son restituidas para la fase de visualización. No se trata en estas patentes de reconstruir la superficie de un objeto en tres dimensiones, sino de recoger un conjunto de vistas que pueda permitir a un usuario visualizar el objeto a posteriori según un gran número de direcciones en el espacio, como si desplazase el objeto en 3D delante de él, incluyendo la posibilidad, del mismo modo, de efectuar a voluntad una vuelta completa de este objeto.

Con referencia a las técnicas de reconstrucción de superficies en 3D, la mayoría de las técnicas utilizan un aparato de tomas de vistas fijo que observa un objeto fijo. Las técnicas de reconstrucción 3D se dividen principalmente en dos grupos:

- Las técnicas denominadas de estéreovisión activa, que comprenden una cámara de video por un lado y de un proyector de luz estructurada por otro: por tanto se proyecta un motivo luminoso sobre el sujeto y después se adquieren imágenes del sistema este motivo por medio de la cámara de video y se reconstruye una forma en 3D a partir de la interpretación de la forma luminosa proyectada y de la hipótesis de continuidad de la superficie examinada en la secuencia de video. La luz estructurada utilizada en este caso es de forma muy frecuente un barrido láser o bien una luz infrarroja.

- Las técnicas denominadas de estéreovisión pasiva, en las cuales una sola caja fotográfica, que comprende una óptica doble, permite recoger de forma simultánea dos vistas del mismo modelo con un ángulo de tomas de vistas diferente entre las dos vistas, lo que constituye un par de imágenes estereográficas denominado “par estéreo”. Algoritmos permite a continuación reconstruir en 3D una superficie del objeto provisto de una textura de imagen asociada. Estos algoritmos realizan un emparejamiento de las dos imágenes del par estéreo y, al conocer la diferencia relativa de posición y de orientación entre las dos subópticas de la óptica doble, permite reconstruir una superficie 3D por triangulación. Esto necesita conocer perfectamente las características geométricas de las dos subópticas de la óptica doble. La patente US 9,621,875 presenta un ejemplo de aparato de estéreovisión pasiva y de dichos métodos de reconstrucción de superficie.

Otras técnicas, distintas de las descritas anteriormente y basadas en el flujo óptico, existen además con el fin de reconstruir un objeto en 3D a partir de una simple secuencia de vídeo obtenida por una cámara de video clásica y de la rotación completa del objeto sobre una mesa giratoria. Un ejemplo de este tipo de tecnología se presenta por A. W. Fitzgibbon et al. en “Automatic 3D Model Construction for Turn-Table Sequences” SMILE'98 Proceedings of the European Workshop on 3D Structure from Multiple Images of Large-Scale Environments, páginas 155-170, 06 - 07 de junio de 1998.

Una ventaja de esta última técnica es poder disponer no solamente de una reconstrucción en 3D de la superficie del objeto examinado, sino, del mismo modo, de un bucle de video completo, de 360°, del sujeto y por supuesto de utilizar una cámara de video clásica y no una óptica específica.

Maruya M et al., “Texture based 3D shape reconstruction from multiple stereo images", p137-140, IEEE Proceedings, 11th IAPR International Conference On Pattern Recognition, The Hague, Netherlands, 1992 y Hasegawa K. et al, JP 2016 220911 A (FUJIFILM CORP), 28 de diciembre de 2016 (2016-12-28) presentan ambas la utilización de una mesa giratoria y de un sistema de estéreovisión pasiva.

En el caso de Hasegawa, se propone la utilización de un sistema de estéreovisión acoplado a la utilización de una mesa giratoria con el fin de mejorar el control de calidad en el examen de objetos tales como plaquetas de medicamento, permitiendo gracias a la utilización de la mesa giratoria examinar el objeto según varios puntos de vista, pero Hasegawa no propone una mejora del estado de la técnica en la reconstrucción en 3D de las superficies del objeto.

En el caso de Maruya, se propone un método con el fin de reconstruir porciones de curvas en dos dimensiones para la línea central de toma de vistas supuesta perfectamente alineada en el plano de rotación del objeto. Un algoritmo basado en el emparejamiento de texturas unidimensionales se propone con el fin de empalmar las diferentes porciones de curvas en una sola curva 2D. Se observa en Maruya el problema no resuelto del cierre de esta curva reconstruida (cuyos dos extremos no se unen) e indica de forma explícita que esta técnica necesita que la línea central de tomas de vistas este perfectamente alineada con el plano horizontal de la mesa giratoria (es decir perfectamente perpendicular al eje de rotación de la mesa giratoria), necesitando por ello la utilización de un nivel de burbuja.

La técnica propuesta en Maruya para reconstruir una curva en un plano no es extensible en tres dimensiones a la reconstrucción de superficies 3D completas de 360° para sistemas que no presentan una perfecta perpendicularidad con el eje de rotación de la placa giratoria y/o para sujetos, como cuerpos humanos, cuya orientación con respecto al eje vertical de rotación puede cambiar entre las diferentes tomas de vistas 3D, y finalmente no resuelve el problema de cierre de la forma: tres problemas que nuestra invención, basada en la reconstrucción y utilización de superficies 3D, se propone resolver.

Finalmente se han desarrollado otras técnicas para reconstruir un bucle completo de 360° de la superficie 3D de un objeto o de un cuerpo utilizando un sistema de estéreovisión activa y una placa giratoria. De hecho, una ventaja de la estereovisión activa es poder proceder por barrido. Una nube de puntos que representa la superficie se constituye y se enriquece en cada barrido nuevo realizado; es por tanto natural asociar este sistema de barrido continuo con un dispositivo que asegura una rotación continua del aparato de adquisición alrededor del objeto, o de manera equivalente la rotación continua del sujeto delante del aparato de estéreovisión activa.

Un primer ejemplo se describe por K. Park en la patente US 7,020,325 en el caso de la reconstrucción en 3D de la superficie de un diente. Este sistema utiliza un barrido láser y una cámara de video que graba una secuencia de imágenes del motivo luminoso proyectado sobre el objeto colocado en una mesa giratoria con el fin de reconstruir su superficie en tres dimensiones. Estas ideas de utilización combinadas de la estéreovisión activa y de una mesa giratoria son profundizados por Weber et al. en la patente US 8,982,201 permitiendo la aplicación a una dentadura completa.

De forma más reciente y para el cuerpo, la empresa Styku, Los Angeles, Californie, USA ha desarrollado un sistema de estéreovisión activa, el “Bodyscanner” que utiliza una mesa giratoria y un aparato de estéreovisión activa. El sistema de estéreovisión activa utilizado es el Kinect V2 que es una cámara de video que utiliza un proyector y un captador de luz infrarroja para evaluar la profundidad y por tanto reconstruir vueltas de 360° de objetos o de personas. Este tipo de métodos se inscribe en la línea de los métodos propuestos por Wang et al., “Accurate Full Body Scanning from a Single Fixed 3D Camera", 2012 Second International Conference on 3D Imaging, Modeling, Processing, Visualization & Transmission, 13-15 Oct. 2012, Zurich, Suiza, que utilizan la estéreovisión activa de tipo “Kynect” y que se basa en sensores del infrarrojo. De manera recíproca, la empresa Shape Labs Inc., San Franciso, California, propone a través de su sistema “shapescale” hacer girar una cámara de visión activa de tipo “Kynect” alrededor del sujeto. En todos estos ejemplos, la rotación de la cámara de video alrededor del sujeto es continua. Sin embargo, sea cual sea el caso de Fitzgibbon, Park o Weber o en el caso de sistemas “bodyscanner” de Styku, la utilización de una cámara de video para recoger las imágenes limita la resolución de las imágenes adquiridas. De hecho, debido al flujo de información importante, pero limitado, de una cámara de video, la resolución de imagen es reducida de forma forzosa cuando se compara con la de un aparato fotográfico de alta calidad. Un aparato fotográfico presenta en general, para una fotografía estática, un número de píxeles en la imagen de un orden de magnitud superior a la de una imagen de cámara de video y una calidad de imagen en general muy superior. Además, la proyección de motivos luminosos puede perturbar la calidad de la textura de imagen es adquirida.

Para superar este problema de resolución de la cámara de video en el caso de un sistema de estéreovisión activa y si se tiene la idea de utilizar además un aparato fotográfico clásico para añadir una textura de resolución muy alta a un modelo 3D reconstruido, nos encontramos con un problema de correspondencia entre la geometría de la superficie y la información de textura, ya que la textura de imagen adquirida independientemente de los datos de video que sirven para reconstruir la superficie, puede estar desplazada con respecto a la superficie 3D. Por tanto, estos métodos de reconstrucción 3D que utilizan una cámara de video y/o un sistema de proyección de motivos luminosos para la reconstrucción 3D están limitados ya que afectan a la calidad y la precisión de la textura de imagen asociada a la superficie 3D reconstruida.

A diferencia de los sistemas de estéreovisión activa, las técnicas de estéreovisión pasiva reconstruyen en 3D superficies de objetos a partir de tomas de vistas de resolución muy alta (pares estéreo) efectuadas con la ayuda de un aparato fotográfico provisto de una óptica doble y que permiten la reconstrucción en tres dimensiones de la superficie de un objeto provisto de una estructura asociada extremadamente fina. Esta textura de imagen se beneficia de todas las ventajas de la caja fotográfica de alta calidad. Además, como las imágenes de resolución muy alta del par estéreo a su vez son utilizadas para la reconstrucción, la correspondencia entre textura y modelo 3D es ciertamente óptima.

Para superar el hecho de que, en la toma de vistas como un sistema de estéreovisión pasiva sólo permite reconstruir una parte de la superficie del objeto a causa de las “partes ocultas”, invisibles desde un solo punto de vista, se han desarrollado, desde hace varios años, técnicas adicionales de “empalme” de superficies 3D, además denominadas “stitching" en inglés, que permiten, a partir de superficies 3D obtenidas a partir de varios pares estéreo correspondientes a vistas diferentes del objeto examinado, reconstruir en 3D una sola representación de la superficie 3D provista de una textura de imagen muy detallada.

El objetivo de la presente invención es adaptar dicho sistema de estéreovisión pasiva y de empalme de superficies 3D a la utilización de una mesa giratoria o de un marco giratorio con el fin de poder reconstruir en 3D la superficie de una vuelta completa de 360° de un objeto o de un cuerpo que comprende una textura de una resolución muy alta. Resumen de la invención

La presente invención presenta un dispositivo según la reivindicación independiente 1 y un procedimiento según la reivindicación independiente 8 para la reconstrucción de una superficie 3D de una vuelta completa de 360° de un objeto o de un cuerpo que utiliza uno o varios aparatos 3D de estéreovisión pasiva que comprenden, cada uno, una óptica doble y una mesa giratoria o de manera equivalente un marco giratorio que soporta el o los aparatos 3D, con el fin de poder realizar tomas de vistas estereográficas 3D del objeto o del cuerpo según estos ángulos diferentes que cubren una vuelta completa de 360° del sujeto, y después de empalmar las superficies 3D diferentes tomas de vistas en una sola representación en 3D de la superficie del objeto o del cuerpo.

Dicha calidad de reconstrucción 3D no se puede obtener con tomas de vistas adquiridas con un simple aparato fotográfico siguiendo vistas diferentes. De hecho, incluso si se puede intentar una reconstrucción 3D a partir de dos vistas según ángulos diferentes tomadas con un mismo aparato fotográfico que se desplaza, o bien incluso con las vistas adquiridas por medio de dos aparatos fotográficos distintos sincronizados, la calibración, es decir el conocimiento de los parámetros de posición relativa de estos dos aparatos o de dos posiciones sucesivas del mismo aparato son mucho menos precisas que la adquisición de un par estéreo con un solo aparato fotográfico provisto de un bloque de óptica doble. De hecho, la precisión de medida de las diferencias entre las dos sub ópticas del bloque constituido por la óptica doble puede aproximarse al micrómetro. En comparación, será muy difícil con dos aparatos fotográficos distintos o un mismo aparato fotográfico que se desplaza conocer estas posiciones relativas al milímetro. Se podrá en este caso tener la idea de añadir del mismo modo sistemas de metrología para medir estas posiciones pero estos sistemas de metrología son extremadamente costosos y delicados de hacer funcionar.

A título de ejemplo, las piezas que tienen juntos dos aparatos fotográficos distintos serán sometidas a cambios de dimensión debidos por ejemplo a variaciones de calor o al efecto de la gravedad, que podrán conllevar muy rápidamente a una incertidumbre relativamente importante relacionada con las posiciones y direcciones relativas de los dos aparatos fotográficos que sostienen.

La ventaja del dispositivo según la presente invención es por tanto que puede combinar la extrema precisión de la superficie 3D reconstituida y de la textura de imagen asociada obtenida con la ayuda de uno o varios aparatos de estéreovisión pasiva de óptica doble y la posibilidad de obtener una vuelta completa de 360° del sujeto gracias a una mesa giratoria; todo ello utilizando un procedimiento de empalme 3D. En términos de precisión, el resultado será superior al obtenido utilizando aparatos fotográficos simples o cámaras de video de estéreovisión activa.

Se comprenderá que para la presente invención será equivalente utilizar una mesa giratoria que permita hacer girar el sujeto delante de uno o varios aparatos 3D de estéreovisión pasiva o bien incluso hacer girar uno o varios aparatos 3D de estéreovisión pasiva alrededor del sujeto por medio de un marco giratorio que soporta el o los aparatos 3D. Existe la misma equivalencia entre la mesa giratoria o marco giratorio en lo que se refiere al procedimiento según la presente invención.

Introducción de las figuras

Los diseños adjuntos ilustran la invención:

- La figura 1 presenta un dispositivo según la invención, que utiliza una mesa giratoria.

- La figura 2 presenta un dispositivo según la invención que utiliza un marco giratorio alrededor del sujeto, que soporta un aparato 3D.

- La figura 3 presenta un procedimiento según la invención que utiliza una mesa giratoria.

- La figura 4 presenta un procedimiento según la invención que utiliza un marco giratorio alrededor del sujeto, que soporta un aparato 3D.

Descripción detallada

Con referencia a los dibujos, se presenta en la figura 1 un dispositivo según la invención y que comprende una mesa giratoria:

- (10) representa un aparato 3D de estéreovisión pasiva,

- (20) es una mesa giratoria,

- (30) es un objeto o un cuerpo colocado sobre la mesa giratoria (20), de tal manera que el objeto o el cuerpo (30) esté colocado en el campo del aparato (10) 3D,

- (40) es un medio de control que permite el control de la rotación de la mesa (20) giratoria,

- (50) es un medio de control que permite la activación de la toma de vistas del aparato (10) 3D,

- (60) es un medio de cálculo que permite la reconstrucción de una superficie 3D y de su textura de imagen asociada a partir de un par estéreo que proviene del aparato (10) 3D,

- (70) es un medio de almacenamiento de superficies 3D y de texturas asociadas correspondientes a las diferentes vistas del objeto o del cuerpo (30),

- (80) es un medio de cálculo que permite el empalme en una sola superficie 3D y la textura asociada de una vuelta completa del objeto o del cuerpo a partir de varias superficies 3D y de texturas asociadas que cubren una vuelta completa alrededor del objeto o del cuerpo (30) del que se han tomado la imágenes almacenadas en el medio (70) de almacenamiento.

El medio (40) de control que permite el control de la mesa (20) giratoria puede estar conectado a la misma por un cable o por cualquier otro medio electrónico de comunicación como por ejemplo una transmisión de una onda electromagnética que puede ser de tipo infrarroja, Bluetooth, Wi-Fi u otra. Del mismo modo este puede ser un sistema integrado en la mesa giratoria y sincronizado con un reloj para adoptar posiciones dadas de rotación de la mesa en instantes dados.

El medio (50) de control que permite la activación de la toma de vistas del aparato (10) 3D puede ser un cable de telecontrol de la caja fotográfica del aparato (10) 3D o cualquier otro medio de activación electromagnética tal como la transmisión de una onda electromagnética de tipo infrarroja, Bluetooth, Wi-Fi u otra. Este podrá ser del mismo modo un medio de activación sincronizado con un reloj para activar tomas de vistas estéreo en instantes dados y que puede estar integrado en el aparato (10) 3D.

El medio (70) de almacenamiento de superficies 3D y de texturas asociadas puede, del mismo modo, estar integrado directamente en el medio (80) de cálculo permitiendo el empalme en una sola superficie 3D y textura asociada de la vuelta completa del objeto o del cuerpo, lo que permite además poder comenzar el trabajo de empalme mientras que la vuelta completa no ha sido todavía terminado de ser realizada. Del mismo modo, el medio (60) de cálculo que permite la reconstrucción de una superficie 3D y de la textura asociada a un solo par estéreo puede estar integrado en el conjunto de medios (80) de cálculo para limitar el número de medios de cálculos utilizados.

Podrá ser ventajoso combinar el medio (40) de control de rotación de la mesa (20) giratoria y el medio (50) de activación del aparato (10) 3D en un solo medio (40-50) de control común con el fin de sincronizar perfectamente los ángulos adoptados por la mesa (20) giratoria y los instantes de toma de vistas por medio del aparato (10) 3D. Del mismo modo podrá ser ventajoso que el medio (40) de control de la rotación de la mesa (20) giratoria pueda permitir suspender la rotación de la mesa (20) giratoria durante cada toma de vistas para reducir el desenfoque de movimiento de la rotación de la mesa (20) giratoria durante las tomas de vistas.

Finalmente puede ser ventajoso combinar los medios (40, 50) de control y los medios 60, 70, 80 de cálculo y de almacenamiento en un solo aparato de control, de almacenamiento y de cálculo, como por ejemplo un ordenador que controla el conjunto del dispositivo.

Se comprenderá fácilmente que un dispositivo similar se puede realizar manteniendo el objeto o el cuerpo fijo y disponiendo un marco giratorio que soporta al aparato 3D con el fin de que sea el aparato 3D el que gira alrededor del sujeto en lugar de que sea el sujeto el que gira delante del aparato 3D. La figura 2 presenta esta variante del dispositivo según la invención:

- (21) es un marco giratorio alrededor del sujeto y que soporta al aparato (10) 3D.

- (41) es un medio de control del marco (21) giratorio.

Los otros elementos son, en su conjunto, invariables. El dispositivo según la variante de la figura 2 de la invención puede comprender las mismas variaciones que la variante según la figura 1, es decir que el medio (50) de control del aparato (10) 3D y el medio (41) de control del marco (21) giratorio pueden estar conectados a sus elementos respectivos por cable o por onda electromagnética o incluso utilizar una sincronización gracias a un reloj, y los dos medios (50) y (41) de control pueden estar unidos en uno solo (41-50). Se pueden contemplar pausas en la rotación del marco giratorio durante las tomas de vistas con el fin de reducir el desenfoque de movimiento.

En otra variante según la invención, no representada por la figura, el dispositivo puede comprender medios robotizados que permiten orientar y/o desplazar el aparato (10) 3D a lo largo del tiempo y en función de las tomas de vistas. Se podrá tratar por ejemplo de un sistema de elevación y de orientación del aparato (10) 3D permitiendo adquirir vueltas del sujeto a diferentes alturas y combinar estas diferentes vueltas con el fin de reconstruir en 3D una sola superficie que representa un sujeto particularmente alargado en el sentido vertical, como por ejemplo una persona que está de pie.

En otra variante según la invención, igualmente no representada por una figura, el sistema podrá comprender varios aparatos 3D de estéreovisión pasiva. Una disposición ventajosa será situar estos diferentes aparatos verticalmente, de tal manera que al efectuar una vuelta completa del sujeto sobre una mesa giratoria o alrededor del sujeto con la ayuda de un marco giratorio, sea posible adquirir simultáneamente varias vueltas completas de un sujeto a alturas diferentes y empalmar el conjunto de las imágenes 3D obtenidas a partir de todos estos pares estéreo en una sola superficie 3d y textura asociada. Una vez más, esta variante de la invención será particularmente ventajosa para un sujeto alargado en el sentido vertical como por ejemplo una persona que está de pie.

La figura 3 presenta un procedimiento según la invención y que utiliza una mesa giratoria para realizar la vuelta de 360° del sujeto y que comprende las etapas siguientes:

- (100) situar un sujeto (30) en el centro de una mesa (20) giratoria de tal manera que el sujeto (30) esté en el campo de un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva fijo,

- (200) hacer girar la mesa (20) giratoria de manera que se adopta un ángulo relativo dado entre el sujeto (30) y el aparato (10) 3D,

- (300) activar la toma de vistas del aparato (10) 3D y almacenar el par estéreo correspondiente a esta toma de vistas en un medio (70) de almacenamiento,

- (400) iterar y alternar entre rotación (200) de la mesa (20) giratoria y la activación (300) de la toma de vistas del aparato (10) 3D hasta cubrir 360° alrededor del sujeto.

- (500) reconstruir la superficie 3D y la textura asociada a cada uno de los pares estéreo correspondientes a las tomas de vistas realizadas,

- (600) empalmar el conjunto de superficies 3D y texturas asociadas en una sola superficie 3D y textura asociada correspondiente a la superficie de una vuelta completa alrededor del sujeto (30).

Una variante del procedimiento según la invención consistirá en efectuar la etapa (500) de reconstrucción de una superficie 3D y la textura asociada en el seno del bucle (400), justo después de haber activado la toma de vistas (300) correspondiente a este par estéreo; la ventaja de esta variante es disminuir la duración de realización del método efectuando la reconstrucción de las superficies en paralelo con la toma de vistas.

De la misma manera, podrá ser ventajoso realizar la etapa (600) de empalme de las superficies 3D a lo largo de la generación de cada superficie 3D correspondiente a la adquisición de un nuevo par estéreo. Como en el caso del dispositivo propuesto, el método podrá, de forma ventajosa, utilizar varios aparatos 3D en lugar de uno sólo y/o desplazar progresivamente el aparato 3D utilizado con el fin de realizar varias vueltas a diferentes alturas alrededor del sujeto, lo que es particularmente ventajoso para un sujeto alargado en el sentido de la altura como una persona. Se comprenderá finalmente que es del mismo modo posible realizar el método según la invención haciendo girar el aparato (10) 3D alrededor del sujeto (30) por medio de un marco (21) giratorio que soporta al aparato 3D en lugar de hacer girar el sujeto (30) delante del aparato (10) 3D fijo por medio de una mesa (20) giratoria.

La figura 4 presenta una variante del procedimiento según la invención que utiliza un marco (21) giratorio. El método según la variante de la figura 4 presenta, como diferencia con la variante según la figura 3, el hecho de comenzar por colocar (110) el sujeto (30) en el centro de rotación de un marco (21) giratorio que soporta un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva, después la etapa (210) consiste en situar el marco (21) giratorio de tal manera que se coloca relativamente el sujeto (30) y el aparato (10) 3D según un ángulo predefinido y la iteración (410) consiste en hacer girar el marco (21) giratorio con el fin de cubrir 360° alrededor del sujeto. Las otras etapas de esta variante del método son principalmente inalteradas, y las otras variantes ventajosas que consisten en disponer de varios aparatos 3D o de desplazamientos adicionales del aparato (10) 3D con el fin de realizar vueltas a varias alturas o bien incluso realizar de forma paralela las etapas (500) de reconstrucción y (600) de empalme de las superficies se aplican del mismo modo de manera evidente.

El dispositivo y el procedimiento según la invención están particularmente destinados a permitir la reconstrucción en 3D de la superficie y la textura asociada de una vuelta completa de 360° de un sujeto que puede ser un objeto o un cuerpo, con una precisión geométrica muy grande para la superficie y una finura muy grande de la textura de imagen asociada. Se utilizarán, de forma ventajosa, en el campo de la cirugía estética con el fin de reconstruir en 3D vueltas completas de 360° de personas con el fin de estimar su dimensión, de seguir la evolución de estas dimensiones en el transcurso del tiempo o de simular operaciones de cirugía estética, en especial, en lo que se refiere al reperfilado de cuerpo de las personas a las que se ha tomado la imagen.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo que permite la reconstrucción en 3d de la superficie de una vuelta completa de 360° de un objeto o de un cuerpo (30) comprendiendo:

- al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva equipado de una óptica doble,

- una mesa (20) giratoria sobre la cual se coloca el objeto o el cuerpo (30) al que se va a tomar la imagen o de forma alternativa un cuadro (21) giratorio alrededor del objeto o del cuerpo (30) al que se va a tomar la imagen sobre el cual se fija el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva equipado de una óptica doble, de tal manera que las posiciones relativas del objeto o del cuerpo (30) y de la al menos un aparato (10) 3D sean tales que el objeto o el cuerpo (30) se encuentre en el campo de toma de vistas de al menos un aparato (10) 3D, - un medio (40) de control de la rotación de la mesa (20) giratoria o un medio (41) de control del marco (21) giratorio y un medio (50) de control de la activación de las tomas de vistas que permite recoger un conjunto de pares estéreo adquiridos por medio del al menos un aparato (10) 3D que cubren en su conjunto un ángulo de 360° alrededor del objeto o del cuerpo (30),

- medios (60) de cálculo que permiten reconstruir en 3D las porciones de superficies a partir de pares estéreo adquiridos,

caracterizado por el hecho de:

- que el medio (40) de control de rotación de la mesa (20) giratoria o el medio (41) de control del marco (21) giratorio contemplan una pausa en la rotación durante cada una de las tomas de vistas, y

- que comprende medios (80) de cálculo que permiten empalmar las diferentes porciones de superficie 3D adquiridas haciendo corresponder por medio de criterios geométricos en el espacio 3D las superficies 3D reconstruidas, utilizando un algoritmo de cierre para que la sucesión de las diferentes transformaciones geométricas entre las superficies 3D sucesivas conduzca a la identidad al final de la vuelta completa y ajustando diferentes superficies en una representación en 3D de un bucle completo a 360° de la superficie del objeto o del cuerpo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1 y caracterizado por el hecho de que comprende una mesa (20) giratoria de tal manera que un objeto o un cuerpo (30) colocado sobre esta mesa (20) se encuentre en el campo de toma de vistas de al menos un aparato (10) 3D y que los medios (40) de control permitan controlar la rotación de la mesa (20) giratoria.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 y caracterizado por el hecho de que comprende un marco (21) giratorio que soporta el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva de tal manera que un objeto o un cuerpo (30) colocado en el centro de rotación de este marco (21) giratorio se encuentre en el campo de toma de vistas del aparato (10) 3D y que los medios (41) de control permitan controlar la rotación del marco (21) giratorio.

4. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo comprende varios aparatos (10) 3D de estéreovisión pasiva equipados cada uno de una óptica doble.

5. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende además medios robotizados para orientar y/o desplazar el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva.

6. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque el medio (40) de control de la mesa (20) giratoria o el medio (41) de control del marco (21) giratorio estén sincronizados o coincidan con el medio (50) de control que controla la activación de las tomas de vista en un solo medio (40-50) o (41-50) de control que controla la adquisición de pares estéreo según diferentes ángulos y que cubran una vuelta completa.

7. Dispositivo según la reivindicación 6 y caracterizado porque el medio (40-50) o (41-50) de control que permite el control de la orientación de la toma de vistas comprende la posibilidad de redefinir un cierto número de ángulos relativos de toma de vistas de o de los aparatos (10) de estéreo visión pasiva y controla la mesa (20) giratoria o el marco (21) giratorio con el fin de, para cada ángulo de toma de vistas predefinido:

- colocar relativamente el objeto o el cuerpo (30) con respecto a o a los aparatos (10) 3D de estéreo visión pasiva según uno de los ángulos predefinido de toma de vistas,

- adquirir el o los pares estéreo según este ángulo relativo de toma de vistas,

- desplazar relativamente el objeto o el cuerpo (30) con respecto a o a los aparatos (10) 3D de estéreovisión pasiva para adoptar otra posición relativa,

- y realizar sucesivamente las tomas de vistas estéreo según el conjunto de ángulos de toma de vistas predefinidos,

- con el fin de construir (60) y de empalmar (80) en 3D una sola representación de la superficie 3D y de la textura del objeto o del cuerpo (30) del que se ha tomado la imagen.

8. Procedimiento de reconstrucción en 3D de un bucle completado a 360° de la superficie 3D y de la textura asociada de un objeto o de un cuerpo (30) comprendiendo las etapas:

- (100-110) de posicionamiento (100) del objeto o del cuerpo (10) sobre una mesa (20) giratoria, o de posicionamiento (110) en el centro de un marco (21) giratorio que soporta uno o varios aparatos (10) 3D de estéreovisión pasiva, de manera que el objeto o el cuerpo (30) examinado esté en el campo de al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva,

-(200-210) de rotación (200) de la mesa (20) giratoria o de rotación (210) del marco (21) giratorio que soporta al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva con el fin de adoptar una posición predefinida con respecto al al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva con respecto al objeto o al cuerpo (30) del que se ha tomado la imagen,

-(300) de activación de al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva,

-(400-410) de iteración (400) de la rotación (200) de la mesa (20) giratoria o de iteración (410) de la rotación (210) del marco (21) giratorio, y de la activación (300) del aparato (10) 3D con el fin de recoger el conjunto de pares estéreo que cubren una vuelta completa a 360° del objeto o del cuerpo (30),

-(500) de reconstrucción en 3D de las porciones de superficie 3D y de las texturas de imágenes asociadas del objeto o del cuerpo (30) a partir de pares estéreo adquiridos por cada una de las posiciones relativas, caracterizado por el hecho de:

- que se contemple una pausa en la rotación de la mesa (20) o del marco (21) que gira en el momento de cada toma de vistas (300).

- que comprenda la etapa (600) de empalme en una sola representación de la superficie 3D y de la textura de imagen asociada, haciendo corresponder dicho empalme por medio de criterios geométricos en el espacio 3D las superficies 3D reconstruidas, utilizando un algoritmo de cierre para la sucesión de las diferentes transformaciones geométricas entre superficies 3D que conducen a la identidad al final de la vuelta completa y ajustando las diferentes superficies en una representación de un bucle completo de 360° del objeto o del cuerpo (30),

9. Procedimiento según la reivindicación 8 y caracterizado por el hecho de que el método utiliza una mesa (20) giratoria de tal manera que un objeto o un cuerpo (30) colocado (100) sobre esta mesa (20) giratoria se encuentra en el campo de toma de vistas de al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva y que los desplazamientos relativos (200) entre el objeto o el cuerpo (30) y el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva se realicen haciendo que se efectúe una vuelta completa (400) a la mesa (20) giratoria.

10. Procedimiento según la reivindicación ocho y caracterizado por el hecho de que el método utiliza un marco (21) giratorio que soporta al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva de tal manera que un objeto o un cuerpo (30) colocado (110) en el centro de rotación de este marco (21) giratorio se encuentre en el campo de toma de vistas de al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva y que los desplazamientos relativos (210) entre el objeto o el cuerpo (30) y el al menos un aparato (10) 3D de estéreovisión pasiva se realicen haciendo que se efectúe una vuelta completa (410) al marco (21) giratorio.

11. Procedimiento según las reivindicaciones 8 a 10 y caracterizado porque la etapa de reconstrucción de superficies 3D (500) se realiza en el interior del bucle de iteración (400-410) justo después de la activación (300) del aparato (10) 3D.

12. Procedimiento según la reivindicación 8 y caracterizado porque la etapa de empalme (600) de las superficies 3D se realice a lo largo de la reconstrucción de las superficies 3D (500) en el seno del bucle de iteración (400-410).