WO2015044866A1 - Virtual display and measurement system for spectacles on a real scene - Google Patents
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- WO2015044866A1 WO2015044866A1 PCT/IB2014/064773 IB2014064773W WO2015044866A1 WO 2015044866 A1 WO2015044866 A1 WO 2015044866A1 IB 2014064773 W IB2014064773 W IB 2014064773W WO 2015044866 A1 WO2015044866 A1 WO 2015044866A1
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- G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
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- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
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- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/246—Calibration of cameras
Definitions
- the present invention is in the field of optics and optometry, and relates to the measurement and virtual viewing of eyeglasses using a camera electronics as support for eyewear e-commerce applications and the simulation of ophthalmic and optical lenses. sun protection lenses.
- the present invention allows a user to respond to two problems when you want to choose remotely (for example via Internet) a particular model of glasses: (1) what the wearer looks like that particular pair of glasses, what does it look like when the glasses they are placed over your face; and (2) how glasses affect the vision of the what is the effect of the lens on the objects surrounding the user.
- the present invention proposes a divergent stereo system that captures simultaneously the observer and the observed scene. It also proposes a method that calibrates the system, rebuilds and measures points on the viewer's face, and allows the visualization of overlapping virtual objects over the actual scenario.
- the Internet is a network that connects computers, businesses and people from around the world, providing a unique infrastructure for various aspects, such as logistics, communications, retail, transactions, payments, organizations, in the forms of work, etc.
- e-commerce has growth in all business areas, including less conventional areas such as services or furniture retailing, clothing, shoes and glasses.
- the present invention is a system of measurement and visualization of virtual glasses on a real scenario involving the observer and the scene observed. It is proposed not only to simulate the general appearance of glasses on the face simulate the observed scene seen through the lens virtual.
- the proposed system comprises a vision system divergent stereo (two-chamber) - which means that the fields of view are not intersect.
- Divergent stereo vision systems can be found in many different currently available devices such as tablets or smartphones whose cameras are in front of and behind the device.
- the stereo vision system divergent captures the observer's face and the scene observed by the observer. Presenting these two views on the screen, the system offers a simultaneous perception of the observer and the scene observed.
- This perception is enriched by the overlap of objects or virtual effects.
- glasses overlap virtual images over the face.
- objects image effects to simulate the lens of glasses (ophthalmic or sun).
- FIG 1 shows the main steps that make up the method associated with the present invention.
- FIG 2 shows divergent stereo system inserted in a real scenario composed of the observer and the observed scene. Also shows the movement made by the device to capture a sequence of images video.
- FIG 3 shows the system in its stereo configuration convergent, including a mirror.
- FIG 4 shows in geometric terms a shape simplified how the system works in its converged stereo configuration.
- Figure 5 shows in geometrical terms how the calibration using a calibration device and its own points. device.
- Figure 6 shows the images resulting from the capture of two cameras in the divergent stereo vision configuration, showing the observer and the observed scene, with overlapping virtual objects.
- FIG 7 shows in geometric terms the measurements optometric parameters obtainable in the present invention.
- the present invention consists of a stereo system divergent method and method for simultaneously capturing an observer and the observed scene with the following features:
- the system consists of: a unit of processing; two camcorders - one front (201) (501), defined as the which points to the observer, and another rear (202) (502), defined as the one points to the observed scene - placed in opposite directions; a screen that displays the images captured by the cameras; a rotation estimation module system (using internal device sensors such as gyro, compass and accelerometer as claimed in Claim 4); and yet one calibration device which combined with a flat mirror (503) allows calibrate the system.
- Calibration device and mirror are elements and interact with the system as follows:
- the realization of (Claim 3) is a planar grid (507) formed of black squares on a white background contain a set of dots previously measured and which are introduced into the calibration process, which is essential to know the geometric relationship between the two chambers;
- FIG. 5 is a possible configuration of cameras C1 (501) and C2 (502), mirror S (503) and calibration device (507).
- an M point 505 known from the calibration device.
- the estimation of P1 and P2 corresponds to the resolution of a inverse problem when knowing m1, m2 and m.
- the solution uses tools known in the field of algebra and regression. For the estimation process converge and be robust, not just an M point (505) is used but a collection points taken from the surface of the calibration In this configuration are the corners of the black squares. To further increase For this collection of points, various calibration devices are used in different positions and inclinations.
- the points of the captured by camera C2 contribute to the estimation of matrix P2 (Claim 7), using the same expression as above, where M is replaced by Q.
- Figure 4 shows geometrically how to reconstruct a three-dimensional point R (405) knowing the corresponding coordinates r1 and r2 projecting that point on images taken by cameras C1 and C2. Knowing r1, r2 and the relative position between the mirror S (403) and the optical centers of the cameras C1 and C2, you can draw the two projection lines starting from the optical centers and pass through r1 and r2 (where the straight line of C2 reflects in mirror S). By triangulation (intersection of two lines referred to), the point R is reconstructed in its three-dimensional coordinates.
- the system is placed in its configuration divergent stereo (no mirror) as shown in FIG. 2.
- the observer (204) stands motionless looking at the observed scene (Claim 10) and proceeds to a movement (203) of the camera system whose The trajectory is preferably horizontal and rotary between -60 and 60 degrees, as set forth in Claim 11.
- Fig.6 shows an example of images represented on the system screen.
- the face (600) makes an apparent rotation movement between -60 and 60 degrees (604).
- the observed scene 601 has a certain relative motion in image 605 as shown in FIG 6.
- the videos are not intended to be in perfect conformity with the real world, because the observer is not truly following the actual scene in coherence with the movement of the cameras. In fact the observer is static relative to the observed scene throughout the entire video. However, the coherence between the apparent movement of the observer and the movement of the scene observed is accurate (in terms of speed giving the illusion that the observer follows with the gaze (and the head) to scene observed.
- a step (103) of estimation of the rotation of device of said system performed by the rotation estimation module said system, which in the preferred configuration uses accelerometer, gyroscope and compass. You can also use the image information to estimate the rotation from the follow-up of characteristic points of the images captured either by the front camera or the rear camera.
- step (104) in which virtual glasses overlap on the observer's face, taking into account the estimated device rotation in d) and points on the observer, estimated in b):
- FIG. 6 shows an image 602 with glasses virtual resources (606).
- the glasses must be rotated movement (604) of the device at each moment of the video.
- the virtual glasses are scaled and positioned so that the projected lenses in the image are aligned or centered with respect to the center of the left (608) and right (607) pupils (Claim 12).
- To align the virtual glasses is necessary to detect in the image, for each instant of the video, the center of the pupils. This can be achieved using techniques of known image processing for eye and pupil detection.
- the element overlay process applies (609) also for the observed scene (601), as presented in Claim 13, as the rotation of the video is known or can be fixed and follow visual elements in the observed scene.
- the observed scenario can be simulated by combining the eyepiece with the ophthalmic lens.
- step b) of the presented Method we estimate the pupil centers.
- FIG. 7 shows the supporting geometry for obtaining the most relevant measures.
- the front view is the image taken when the viewer is looking facing the camera (formally the optical axis of the front camera is parallel to the optical axis of the observer).
- the measurements taken in the frontal view are: - interpupillary distance (700), which is the distance between the centers of the pupils (Claim 17); - the right height (701) consisting of the height between the center of the right pupil and the lower dimension (or horizontal line bottom) of the right lens contour (701); - the left height (702) that consists of the height between the center of the right pupil and the lower bottom horizontal line) of the right lens contour (702) (Claim 18); - the main measurements of lens contours such as the width of the lens (705), the minimum distance between the lenses (703) and the maximum height (704) (Claim 19);
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Abstract
The present invention relates to the technical domain of optics and ophthalmology. The present invention relates to a system and a method that enables a user not only to display virtual glasses on his own face, but also to simulate the effect of the lenses in said glasses on the scene being observed. To do so, a diverging stereo system comprising two chambers is proposed along with a method to calibrate the system, to reconstruct points on the face of the observer, enabling exact measurements, and to superimpose virtual objects on the real scene.
Description
A presente invenção encontra-se no domínio da óptica e
da optometria, e refere-se à medida e visualização virtual de óculos,
usando como suporte um sistema electrónico com câmaras, com aplicações no
comércio electrónico de óculos e na simulação de lentes oftálmicas e de lentes
de protecção solar. The present invention is in the field of optics and optometry, and relates to the measurement and virtual viewing of eyeglasses using a camera electronics as support for eyewear e-commerce applications and the simulation of ophthalmic and optical lenses. sun protection lenses.
O presente invento permite a um utilizador responder a
dois problemas quando se pretende escolher remotamente (por exemplo via
Internet) um determinado modelo de óculos: (1) como fica o utilizador com
aquele par de óculos específico, ou seja, qual é o seu aspecto quando os óculos
são colocados sobre o seu rosto; e (2) como os óculos afectam a visão do
observador, ou seja, qual é o efeito das lentes sobre os objectos que rodeiam o
utilizador. O presente invento propõe um sistema estéreo divergente que capta
simultaneamente o observador e a cena observada. Propõe ainda um método que
calibra o sistema, reconstrói e mede pontos sobre o rosto do observador, e
permite a visualização de objectos virtuais sobrepostos sobre o cenário real.
The present invention allows a user to respond to
two problems when you want to choose remotely (for example via
Internet) a particular model of glasses: (1) what the wearer looks like
that particular pair of glasses, what does it look like when the glasses
they are placed over your face; and (2) how glasses affect the vision of the
what is the effect of the lens on the objects surrounding the
user. The present invention proposes a divergent stereo system that captures
simultaneously the observer and the observed scene. It also proposes a method that
calibrates the system, rebuilds and measures points on the viewer's face, and
allows the visualization of overlapping virtual objects over the actual scenario.
A Internet é uma rede que liga computadores, empresas
e pessoas de todo o mundo, fornecendo uma infra-estrutura única para os
negócios, nas suas diversas vertentes, tais como na logística, nas
comunicações, no retalho, nas transacções, nos pagamentos, nas organizações,
nas formas de trabalho, etc. Especificamente o comércio electrónico tem
apresentado uma evolução crescente em todas as áreas de negócio, incluindo em
áreas menos convencionais como os serviços ou o retalho de mobiliário,
vestuário, calçado e óculos. The Internet is a network that connects computers, businesses
and people from around the world, providing a unique infrastructure for
various aspects, such as logistics,
communications, retail, transactions, payments, organizations,
in the forms of work, etc. Specifically, e-commerce has
growth in all business areas, including
less conventional areas such as services or furniture retailing,
clothing, shoes and glasses.
Com a capacidade crescente de processamento dos
computadores e com o aumento significativo da largura de banda nas
comunicações, têm surgido soluções avançadas quer na exposição dos produtos
(através de meios visuais de grande resolução) quer na experimentação de
produtos (através de processos que misturam a realidade com objectos virtuais,
genericamente referido como Realidade Aumentada). Contudo, o comércio online
dos produtos mais dependentes da experimentação por parte do consumidor (como
os referidos: vestuário, calçado ou óculos) ainda é residual comparado com o
retalho em loja física. Este facto deve-se, em parte, aos meios ainda limitados
que a Internet oferece para que a experiência de produtos seja satisfatória por
parte do utilizador. With the increasing processing capacity of
computers and with the significant increase in bandwidth in the
advanced solutions have emerged both in
(through high resolution visual means) or in the experimentation of
products (through processes that mix reality with virtual objects,
generically referred to as Augmented Reality). However, online commerce
products that are most dependent on consumer experimentation (such as
clothing, footwear or glasses) is still residual compared to
retail in physical store. This is partly due to the still limited means
that the Internet offers to make the product experience satisfactory for
part of the user.
As principais soluções que actualmente melhoram a
experiência do utilizador na apresentação do produto online são, por ordem de
complexidade: The main solutions that currently improve the
user experience in presenting the product online are, in order of
complexity:
1 - Apresentação fotográfica dos produtos (em formato
real ou virtual) com grande resolução e possibilidade de interacção (rotação e
zoom); 1 - Photographic presentation of the products (in format
real or virtual) with high resolution and possibility of interaction (rotation and
zoom);
2 - Configuradores de produtos, em que o utilizador
pode alterar ou configurar via online partes do produto, dimensões, materiais
ou texturas; 2 - Product configurators, where the user
you can change or configure online product parts, dimensions, materials
or textures;
3 - Realidade aumentada por fotografia, em que o
utilizador pode experimentar o produto virtual sobre uma fotografia que pode
ser fornecida pelo retalhista ou pelo próprio utilizador - neste caso,
usualmente o produto virtual é colocado/ajustado sobre a fotografia com a ajuda
manual do utilizador; 3 - Augmented reality by photography, where the
user can try the virtual product over a photograph that can
provided by the retailer or the user himself - in this case,
usually the virtual product is placed / adjusted over the photograph with the help of
user manual;
4 - Realidade aumentada por vídeo, em que o utilizador
pode experimentar o produto virtual em tempo real usando uma câmara apontada à
cena real (que pode ser a sua sala, no caso do mobiliário, ou o seu rosto, no
caso de venda de óculos) - neste caso a sobreposição do produto virtual sobre a
realidade é feita de forma automática. 4 - Augmented reality by video, where the user
you can try the virtual product in real time using a camera aimed at
actual scene (which may be your living room, for furniture, or your face, for
selling case) - in this case the overlay of the virtual product over the
Reality is done automatically.
No retalho de óculos têm surgido muitas soluções em
que se recorre à realidade aumentada por vídeo, em que se colocam óculos
virtuais sobre o rosto do utilizador. Contudo, nenhuma solução conhecida no
actual estado da arte tem uma abordagem global do produto e serviço associado.
Mais especificamente, nenhuma solução conhecida integra, no mesmo sistema, a
visualização do utilizador com óculos virtuais com a simulação do efeito das
lentes, permitindo igualmente a medida de distâncias optométricas do
utilizador. O presente invento propõe melhorar as ferramentas de comércio
electrónico apresentando uma solução global inovadora que permite simular quer
os óculos sobre o observador quer a cena observada. Para tal recorre a um
dispositivo com câmaras divergentes (frontal e traseira). Na área do invento,
não existem soluções conhecidas que integrem e que utilizem em simultâneo duas
câmaras divergentes para um mesmo fim ou objectivo, apesar destas estarem
comercialmente disponíveis em dispositivos comuns como tablets ou smartphones.
In the retail of glasses, many solutions have emerged in
that uses video augmented reality, where glasses are put on
virtual images on the user's face. However, no known solution in the
Current state of the art has a global approach to the associated product and service.
More specifically, no known solution integrates in the same system the
user visualization with virtual glasses with the simulation of the effect of
also allowing the measurement of optometric distances from the
user. The present invention proposes to improve trading tools
featuring an innovative global solution that allows you to simulate both
the glasses on the observer want the scene observed. For this it uses a
device with diverging cameras (front and rear). In the area of the invention,
there are no known solutions that integrate and simultaneously use two
divergent chambers for the same purpose or purpose, even though they are
commercially available on common devices such as tablets or smartphones.
O presente invento consiste num sistema de medida e
visualização de óculos virtuais sobre um cenário real envolvendo o observador e
a cena observada. Propõe-se simular não só o aspecto geral dos óculos no rosto
do utilizador como também simular a cena observada vista através das lentes
virtuais. The present invention is a system of measurement and
visualization of virtual glasses on a real scenario involving the observer and
the scene observed. It is proposed not only to simulate the general appearance of glasses on the face
simulate the observed scene seen through the lens
virtual.
O sistema proposto compreende um sistema de visão
estéreo (duas câmaras) divergente - que significa que os campos de visão não se
intersectam. Sistemas de visão estéreo divergente podem encontrar-se em vários
dispositivos actualmente disponíveis, tais como tablets ou smartphones, cujas
câmaras se encontram à frente e atrás do dispositivo. The proposed system comprises a vision system
divergent stereo (two-chamber) - which means that the fields of view are not
intersect. Divergent stereo vision systems can be found in many different
currently available devices such as tablets or smartphones whose
cameras are in front of and behind the device.
No presente invento, o sistema de visão estéreo
divergente capta o rosto do observador e a cena observada pelo mesmo.
Apresentando no ecrã estes dois pontos de vista, o sistema oferece uma
percepção simultânea de observador e da cena observada. In the present invention, the stereo vision system
divergent captures the observer's face and the scene observed by the observer.
Presenting these two views on the screen, the system offers a
simultaneous perception of the observer and the scene observed.
Essa percepção é enriquecida com a sobreposição de
objectos ou de efeitos virtuais. No caso do observador, sobrepõe-se óculos
virtuais sobre o rosto. No caso da cena observada, pode-se sobrepôr objectos
virtuais ou pode-se acrescentar efeitos de imagem para simular as lentes dos
óculos (oftálmicos ou de sol). Para que esta sobreposição seja metricamente
correcta é necessário conhecer as relações métricas entre os elementos do
sistema de visão. Para estimar as relações métricas exactas das câmaras e do
observador, é necessário converter o sistema estéreo divergente num sistema
estéreo convergente (em que os campos de visão das duas câmaras se
intersectam). Para tal coloca-se um espelho à frente de uma das câmaras, o que
permite desviar os raios de projecção que incidem nessa câmara. Na configuração
de visão estéreo convergente adoptada é possível (1) calibrar o sistema
(conhecer as medidas internas das câmaras e a relação geométricas entre elas),
(2) reconstruir tridimensionalmente pontos relevantes sobre o rosto do
utilizador, tais como os centros das pupilas permitindo, assim, calcular a
distância interpupilar, ou (3) reconstruir tridimensionalmente os contornos das
lentes de óculos, caso o utilizador tenha óculos reais sobre o rosto. This perception is enriched by the overlap of
objects or virtual effects. In the case of the observer, glasses overlap
virtual images over the face. In the case of the observed scene, one can overlap objects
image effects to simulate the lens of
glasses (ophthalmic or sun). For this overlap to be meticulously
correct, it is necessary to know the metric relations between the elements of the
vision system. To estimate the exact metric ratios of the cameras and the
observer, it is necessary to convert the divergent stereo system into a
convergent stereo (where the fields of vision of the two cameras are
intersect). To do this a mirror is placed in front of one of the cameras, which
allows you to deflect the projection rays that hit this camera. In the setting
adopted convergent stereo vision system (1) it is possible to calibrate the
(know the internal measurements of the chambers and the geometric relationship between them),
(2) reconstruct three-dimensionally relevant points on the face of the
such as pupil centers, thus allowing the calculation of the
interpupillary distance, or (3) three-dimensionally reconstruct the contours of the
spectacle lenses if the user has real glasses on his face.
FIG 1 mostra os principais passos que compõem o
método associado à presente invenção. FIG 1 shows the main steps that make up the
method associated with the present invention.
FIG 2 mostra o sistema estéreo divergente inserido
num cenário real composto pelo observador e pela cena observada. Mostra ainda o
movimento efectuado pelo dispositivo para captar uma sequência de imagens
vídeo. FIG 2 shows divergent stereo system inserted
in a real scenario composed of the observer and the observed scene. Also shows the
movement made by the device to capture a sequence of images
video.
FIG 3 mostra o sistema na sua configuração estéreo
convergente, em que se inclui um espelho. FIG 3 shows the system in its stereo configuration
convergent, including a mirror.
FIG 4 mostra em termos geométricos de uma forma
simplificada como funciona o sistema na sua configuração estéreo convergente.
FIG 4 shows in geometric terms a shape
simplified how the system works in its converged stereo configuration.
FIG 5 mostra em termos geométricos como se realiza a
calibração recorrendo a um dispositivo de calibração e a pontos do próprio
dispositivo. Figure 5 shows in geometrical terms how the
calibration using a calibration device and its own points.
device.
FIG 6 mostra as imagens resultantes da captação das
duas câmaras na configuração de visão estéreo divergente, em que se mostram o
observador e a cena observada, com sobreposição de objectos virtuais. Figure 6 shows the images resulting from the capture of
two cameras in the divergent stereo vision configuration, showing the
observer and the observed scene, with overlapping virtual objects.
FIG 7 mostra em termos geométricos as medidas
optométricas passíveis de ser obtidas no presente invento. FIG 7 shows in geometric terms the measurements
optometric parameters obtainable in the present invention.
O presente invento consiste num sistema estéreo
divergente e respectivo método para captura simultânea de um observador e da
cena observada, com as seguintes funcionalidades: The present invention consists of a stereo system
divergent method and method for simultaneously capturing an observer and the
observed scene with the following features:
A) Do lado do observador: - obter um vídeo do
observador em movimento; - obter um vídeo em que se sobrepõe óculos virtuais no
rosto do observador; - obter medidas precisas do observador, nomeadamente a
distância interpupilar;A) From the observer side: - obtain a video of the
observer in motion; - get a video overlaying virtual glasses on the
observer's face; - obtain precise measures from the observer, in particular the
interpupillary distance;
B) Do lado da cena observada: - obter um vídeo da
cena observada (em coerência com o movimento do observador); - obter um vídeo
da cena observada em que se sobrepõem objectos virtuais; - simular aquilo que o
observador “vê” com óculos virtuais de protecção solar (óculos de sol); -
simular aquilo que o observador “vê” com óculos virtuais de correcção (lentes
oftálmicas).B) From the observed scene side: - get a video of the
observed scene (consistent with the movement of the observer); - get a video
the observed scene in which virtual objects overlap; - simulate what the
observer “sees” with virtual sun protection glasses (sunglasses); -
simulate what the viewer “sees” with virtual correction glasses
ophthalmic).
Na configuração proposta neste invento
(Reivindicações 1 e 2), o sistema é constituído por: uma unidade de
processamento; duas câmaras de vídeo - uma frontal (201)(501), definida como a
que aponta para o observador, e outra traseira (202)(502), definida como a que
aponta para a cena observada - colocadas em direcções opostas; um ecrã que
apresenta as imagens captadas pelas câmaras; um módulo de estimação de rotação
do sistema (recorrendo a sensores internos do dispositivo tais como giroscópio,
bússola e acelerómetro, como se apresenta na Reivindicação 4); e ainda um
dispositivo de calibração que combinado com um espelho plano (503) permite
calibrar o sistema. In the configuration proposed in this invention
(Claims 1 and 2), the system consists of: a unit of
processing; two camcorders - one front (201) (501), defined as the
which points to the observer, and another rear (202) (502), defined as the one
points to the observed scene - placed in opposite directions; a screen that
displays the images captured by the cameras; a rotation estimation module
system (using internal device sensors such as gyro,
compass and accelerometer as claimed in Claim 4); and yet one
calibration device which combined with a flat mirror (503) allows
calibrate the system.
O dispositivo de calibração e o espelho são elementos
importantes do sistema, e interagem com o sistema da seguinte forma: Calibration device and mirror are elements
and interact with the system as follows:
- O dispositivo de calibração, cuja realização
preferida (Reivindicação 3) consiste numa grelha planar (507) formada por
quadrados pretos sobre fundo branco, contem um conjunto de pontos previamente
medidos e que são introduzidos no processo de calibração, processo este que é
essencial para conhecer a relação geométrica entre as duas câmaras; - the calibration device, the realization of
(Claim 3) is a planar grid (507) formed of
black squares on a white background contain a set of dots previously
measured and which are introduced into the calibration process, which is
essential to know the geometric relationship between the two chambers;
- O espelho permite converter o sistema divergente
num sistema estéreo convergente convencional, tornando-se possível não só
calibrar as duas câmaras envolvidas (já que, com a ajuda do espelho, as câmaras
podem captar o dispositivo de calibração ao mesmo tempo), como também medir
outros pontos do espaço que captem em simultâneo, tal como pontos do rosto do
observador. - Mirror allows to convert divergent system
in a conventional converged stereo system, making it possible not only
calibrate the two chambers involved (since, with the help of the mirror, the chambers
can capture the calibration device at the same time) as well as measure
other points in space they capture simultaneously, such as points on the face of the
observer.
As funcionalidades descritas no sistema realizam-se
por um método que compreende os seguintes passos (Reivindicação 5): The features described in the system are realized
by a method comprising the following steps (Claim 5):
a) Passo de calibração (100): a) Calibration step (100):
Para proceder à calibração do sistema estéreo
converte-se o sistema num sistema estéreo convergente introduzindo um espelho
(Reivindicação 6). Na FIG. 5 representa-se uma configuração possível de câmaras
C1 (501) e C2(502), espelho S (503) e dispositivo de calibração (507). Para
fins de explicação, usa-se como exemplo um ponto M (505) conhecido do
dispositivo de calibração. A projecção m1 do ponto M na imagem da câmara C1 e a
projecção m2 do mesmo ponto M na câmara C2 são definidas pelas expressões: m1 =
P1.M e m2 = P2.M em que P1 e P2 são matrizes de projecção de C1 e C2, e contêm
toda a informação geométrica que definem as câmaras, pelo que conhecendo estas
matrizes considera-se o sistema calibrado. To calibrate the stereo system
converts the system into a converged stereo system by introducing a mirror
(Claim 6). In FIG. 5 is a possible configuration of cameras
C1 (501) and C2 (502), mirror S (503) and calibration device (507). For
For purposes of explanation, an M point 505 known from the
calibration device. The projection m1 of point M on camera image C1 and the
projection m2 of the same point M in camera C2 are defined by the expressions: m1 =
P1.M and m2 = P2.M where P1 and P2 are projection matrices of C1 and C2, and contain
all the geometric information that defines the chambers, so knowing these
matrices is considered the calibrated system.
A estimação de P1 e P2 corresponde à resolução de um
problema inverso quando se conhece m1, m2 e M. A solução recorre a ferramentas
conhecidas do campo da álgebra e da regressão. Para que o processo de estimação
convirja e seja robusto, não se usa apenas um ponto M (505) mas uma colecção
razoável de pontos retirados da superfície do dispositivo de calibração, que
nesta configuração são os cantos dos quadrados pretos. Para aumentar ainda mais
esta colecção de pontos, usam-se vários dispositivos de calibração em
diferentes posições e inclinações. The estimation of P1 and P2 corresponds to the resolution of a
inverse problem when knowing m1, m2 and m. The solution uses tools
known in the field of algebra and regression. For the estimation process
converge and be robust, not just an M point (505) is used but a collection
points taken from the surface of the calibration
In this configuration are the corners of the black squares. To further increase
For this collection of points, various calibration devices are used in
different positions and inclinations.
Pode-se incluir igualmente pontos do próprio
dispositivo (500), tal como representado na FIG.5, em que o ponto Q (506) e a
respectiva projecção q (510) são um exemplo. Neste caso, como os pontos do
dispositivo são captados apenas pela câmara C2, apenas contribuem para a
estimação da matriz P2 (Reivindicação 7), usando a mesma expressão apresentada
acima, onde se substitui M por Q. You can also include points from your own
device 500 as shown in FIG. 5 wherein the Q point 506 and the
respective projection q (510) is an example. In this case, as the points of the
captured by camera C2 only, contribute to the
estimation of matrix P2 (Claim 7), using the same expression as
above, where M is replaced by Q.
b) Um passo (101) de estimação de pontos sobre o
observador: b) A point estimation step (101) on the
observer:
Mantendo a configuração estéreo convergente da FIG.
3, é possível reconstruir e medir pontos do corpo do observador (Reivindicação
8). Keeping the convergent stereo configuration of FIG.
3, it is possible to reconstruct and measure points of the observer's body (Claim
8).
A FIG.4 mostra geometricamente como se reconstrói um
ponto tridimensional R (405) conhecendo as coordenadas r1 e r2 correspondentes
à projecção desse ponto nas imagens captadas pelas câmaras C1 e C2. Conhecendo
r1, r2 e a posição relativa entre o espelho S (403) e os centros ópticos das
câmaras C1 e C2, pode-se desenhar as duas rectas de projecção que partem dos
respectivos centros ópticos e passam por r1 e r2 (sendo que a recta que parte
de C2 reflecte no espelho S). Por triangulação (intersecção das duas rectas
referidas), reconstrói-se o ponto R nas suas coordenadas tridimensionais. Figure 4 shows geometrically how to reconstruct a
three-dimensional point R (405) knowing the corresponding coordinates r1 and r2
projecting that point on images taken by cameras C1 and C2. Knowing
r1, r2 and the relative position between the mirror S (403) and the optical centers of the
cameras C1 and C2, you can draw the two projection lines starting from the
optical centers and pass through r1 and r2 (where the straight line
of C2 reflects in mirror S). By triangulation (intersection of two lines
referred to), the point R is reconstructed in its three-dimensional coordinates.
Para o método, é importante reconstruir vários pontos
característicos do observador. Os mais relevantes são os centros das pupilas
(Reivindicação 9). For the method, it is important to reconstruct several points
characteristic of the observer. Most relevant are the pupil centers
(Claim 9).
Contudo, poderão ser reconstruídos outros pontos
relevantes na área da optometria, nomeadamente os contornos das lentes
(Reivindicação 16), no caso de o observador usar óculos reais sobre o rosto.
However, other points may be rebuilt.
relevant in the area of optometry, namely the contours of the lens
(Claim 16), in case the observer wears real glasses over his face.
c) um passo (102) de movimento do dispositivo do
referido sistema em torno do observador, em que se captura simultaneamente uma
sequência de imagens vídeo da câmara frontal e uma sequência de imagens vídeo
da câmara traseira: c) a step (102) of movement of the device of the
system around the observer, where a
front camera video image sequence and a video image sequence
Rear camera:
Neste passo, coloca-se o sistema na sua configuração
estéreo divergente (sem espelho), como se mostra na FIG. 2. Nessa configuração,
o observador (204) encontra-se imóvel, olhando para a cena observada
(Reivindicação 10) e procede a um movimento (203) do sistema de câmaras, cuja
trajectória é, preferencialmente, horizontal e rotativo, entre -60 e 60 graus,
como se apresenta na Reivindicação 11. In this step, the system is placed in its configuration
divergent stereo (no mirror) as shown in FIG. 2. In this configuration,
the observer (204) stands motionless looking at the observed scene
(Claim 10) and proceeds to a movement (203) of the camera system whose
The trajectory is preferably horizontal and rotary between -60 and 60 degrees,
as set forth in Claim 11.
Na FIG.6 apresenta-se um exemplo de imagens
representadas no ecrã do sistema. Para a imagem da câmara frontal (602), o
rosto (600) faz um movimento aparente de rotação entre -60 e 60 graus (604).
Para a imagem da câmara traseira (603), a cena observada (601) tem um
determinado movimento relativo na imagem (605) como se mostra na FIG 6. Fig.6 shows an example of images
represented on the system screen. For the front camera image (602), the
face (600) makes an apparent rotation movement between -60 and 60 degrees (604).
For the rear camera image 603, the observed scene 601 has a
certain relative motion in image 605 as shown in FIG 6.
Note-se que os vídeos não pretendem estar em
conformidade perfeita com o mundo real, porquanto o observador não está de
facto a seguir verdadeiramente a cena real em coerência com o movimento das
câmaras. Na realidade o observador está estático relativamente à cena observada
ao longo de todo o vídeo. Contudo, a coerência entre o movimento aparente do
observador e o movimento da cena observada é exacta (em termos de velocidade
instantânea) dando a ilusão que o observador segue com o olhar (e a cabeça) a
cena observada. Note that the videos are not intended to be in
perfect conformity with the real world, because the observer is not
truly following the actual scene in coherence with the movement of the
cameras. In fact the observer is static relative to the observed scene
throughout the entire video. However, the coherence between the apparent movement of the
observer and the movement of the scene observed is accurate (in terms of speed
giving the illusion that the observer follows with the gaze (and the head) to
scene observed.
d) um passo (103) de estimação da rotação do
dispositivo do referido sistema, realizada pelo módulo de estimação de rotação
do referido sistema, que na configuração preferida recorre a acelerómetro,
giroscópio e bússola. Poderá também recorrer a informação de imagem para
estimar a rotação, a partir do seguimento de pontos característicos das imagens
captadas quer pela câmara frontal quer pela câmara traseira. d) a step (103) of estimation of the rotation of
device of said system, performed by the rotation estimation module
said system, which in the preferred configuration uses accelerometer,
gyroscope and compass. You can also use the image information to
estimate the rotation from the follow-up of characteristic points of the images
captured either by the front camera or the rear camera.
e) um passo (104) em que se sobrepõe óculos virtuais
sobre o rosto do observador, tendo em conta a rotação do dispositivo estimada
em d) e pontos sobre o observador, estimados em b): e) a step (104) in which virtual glasses overlap
on the observer's face, taking into account the estimated device rotation
in d) and points on the observer, estimated in b):
Na FIG. 6 apresenta-se uma imagem (602) com óculos
virtuais (606). Assumindo que os óculos virtuais são conhecidos e a sua
estrutura tridimensional conhecida, impõe-se uma rotação aos óculos igual à do
movimento (604) do dispositivo em cada instante do vídeo. Adicionalmente, para
cada instante, escalam-se e posicionam-se os óculos virtuais de forma a que os
lentes projectadas na imagem estejam alinhadas ou centradas em relação ao
centro das pupilas esquerda (608) e direita (607) (Reivindicação 12). Para se
alinhar os óculos virtuais é necessário detectar na imagem, para cada instante
do vídeo, o centro das pupilas. Tal pode ser conseguido usando técnicas de
processamento de imagem conhecidas para detecção de olhos e pupilas. In FIG. 6 shows an image 602 with glasses
virtual resources (606). Assuming that virtual glasses are known and their
known three-dimensional structure, the glasses must be rotated
movement (604) of the device at each moment of the video. Additionally, for
each moment, the virtual glasses are scaled and positioned so that the
projected lenses in the image are aligned or centered with respect to the
center of the left (608) and right (607) pupils (Claim 12). To
align the virtual glasses is necessary to detect in the image, for each instant
of the video, the center of the pupils. This can be achieved using techniques of
known image processing for eye and pupil detection.
Aplica-se o processo de sobreposição de elementos
virtuais (609) também para a cena observada (601), tal como se apresenta na
Reivindicação 13, porquanto se conhece a rotação do vídeo ou se podem fixar e
seguir elementos visuais na cena observada. No limite pode-se substituir a cena
observada por um cenário virtual gerado totalmente por computador ou gerado a
partir de uma fotografia (por uma técnica conhecida em computação gráfica por
'skybox'). Deste modo, pode-se simular diferentes cenários para o mesmo
observador, para a mesma trajectória. The element overlay process applies
(609) also for the observed scene (601), as presented in
Claim 13, as the rotation of the video is known or can be fixed and
follow visual elements in the observed scene. At the limit you can replace the scene
observed by a virtual scenario generated entirely by computer or generated by
from a photograph (by a technique known in computer graphics by
skybox). This way you can simulate different scenarios for the same
observer for the same trajectory.
f) Um passo (105) de visualização no ecrã da imagem
do observador (602) e da cena observada (603): f) An image display step (105)
of the observer (602) and the observed scene (603):
A visualização das duas imagens obtidas das duas
câmara, em simultâneo, permite experimentar, para o mesmo vídeo, diferentes
óculos virtuais e diferentes cenários, como se explica no passo anterior. The visualization of the two images obtained from the two
simultaneously allows you to try different video
virtual glasses and different scenarios, as explained in the previous step.
Assim, para um determinado par de óculos com lentes
de protecção solar, com uma determinada função de transmitância do espectro da
luz visível F, pode-se experimentar esse par de óculos no rosto do observador
e, simultaneamente, aplicar a função F à imagem (603), de forma a simular o
efeito visual da lente (Reivindicação 14). So for a particular pair of glasses with lenses
sunscreen, with a particular transmittance function of the spectrum of the
visible light F, you can try this pair of glasses on the viewer's face
and simultaneously apply function F to image 603 to simulate the
visual effect of the lens (Claim 14).
Da mesma forma, para um determinado par de óculos com
lentes de correcção (conhecidas por lentes oftálmicas), com uma determinada
função de refractância (considerando a lente como um meio refractivo com uma
forma conhecida), pode-se aplicar essa função a um cenário real ou virtual de
forma a simular o efeito visual da lente (Reivindicação 15). O resultado da
aplicação da função de refractância em objectos com localização conhecida
corresponde a uma imagem em que os objectos (longe ou perto do observador)
ficam menos ou mais focados, dependendo da função estabelecida para a lente.
Similarly, for a particular pair of glasses with
correction lenses (known as ophthalmic lenses) with a particular
refracting function (considering the lens as a refractive medium with a
known form), you can apply this function to a real or virtual scenario of
simulate the visual effect of the lens (Claim 15). The result of
application of the refraction function on objects with known location
is an image in which objects (far or near the viewer)
less or more in focus, depending on the function set for the lens.
Por outro lado, tendo uma ideia precisa ou aproximada
da função de refractância do próprio sistema ocular do observador, pode-se
aplicar essa função ao cenário observado, simulando a visão do observador. Por
fim, pode-se simular o cenário observado (real e virtual) combinando o sistema
ocular com a lente oftálmica. On the other hand, having an accurate or approximate idea
of the refractor function of the observer's own ocular system, one can
apply this function to the observed scenario, simulating the observer's view. Per
Finally, the observed scenario (real and virtual) can be simulated by combining the
eyepiece with the ophthalmic lens.
No passo b) do Método apresentado, estimam-se os
centros das pupilas. No mesmo passo, propõe-se ainda um processo de estimar o
contorno das lentes caso o observador coloque óculos reais sobre o rosto. A
estimativa das pupilas e dos contornos da lentes tem como consequência ter
acesso a algumas medidas relevantes na área da optometria, como se descreve de
seguida. In step b) of the presented Method, we estimate the
pupil centers. In the same step, it is also proposed a process of estimating the
lens contour if the viewer puts real glasses on the face. THE
estimation of pupils and lens contours results in having
some relevant measures in the area of optometry, as described below.
then.
A FIG. 7 apresenta a geometria de suporte para obter
as medidas mais relevantes. FIG. 7 shows the supporting geometry for obtaining
the most relevant measures.
Algumas medidas são efectuadas na vista frontal do
rosto. A vista frontal é a imagem obtida quando o observador está a olhar de
frente para a câmara (formalmente o eixo óptico da câmara frontal é paralelo
aos eixos ópticos do observador). As medidas realizadas na vista frontal são: -
a distância interpupilar (700), que consiste na distância entre os centros das
pupilas (Reivindicação 17); - a altura direita (701) que consiste na altura
entre o centro da da pupila direita e a cota inferior (ou linha horizontal
inferior) do contorno da lente direita (701); - a altura esquerda (702) que
consiste na altura entre o centro da da pupila direita e a cota inferior (ou
linha horizontal inferior) do contorno da lente direita (702) (Reivindicação
18); - as medidas principais dos contornos das lentes, tais como a largura
máxima (705), a distância mínima entre as lentes (703) e a altura máxima (704)
(Reivindicação 19);Some measurements are made on the front view of the
face. The front view is the image taken when the viewer is looking
facing the camera (formally the optical axis of the front camera is parallel to
the optical axis of the observer). The measurements taken in the frontal view are: -
interpupillary distance (700), which is the distance between the centers of the
pupils (Claim 17); - the right height (701) consisting of the height
between the center of the right pupil and the lower dimension (or horizontal line
bottom) of the right lens contour (701); - the left height (702) that
consists of the height between the center of the right pupil and the lower
bottom horizontal line) of the right lens contour (702) (Claim
18); - the main measurements of lens contours such as the width of the lens
(705), the minimum distance between the lenses (703) and the maximum height (704)
(Claim 19);
Existem medidas que não são realizadas na vista
frontal do rosto, porque necessitam de informação de profundidade. Para
realizar essas medidas é necessário estimar o plano que melhor se aproxima do
contorno da lente (Reivindicação 20). Esta estimação é um problema de
minimização resolvido por um algoritmo conhecido de regressão linear, por
minimização do erro quadrático médio. É portanto gerado um plano para cada
lente, em que o plano (707) da FIG.7 é o exemplo de um plano para a lente
direita (706). A orientação deste plano (707) é uma medida angular necessária
ao planeamento da lentes oftálmicas (nomeadamente progressivas). Usando o plano
(707) é possível ainda obter outra medida tridimensional relevante, o vertex ou
a menor distância (708) entre o centro da pupila e o plano (707) (Reivindicação
21). Are there any measures that are not performed at
front of the face because they require depth information. For
To perform these measures, it is necessary to estimate the plan that best approximates the
lens contour (Claim 20). This estimation is a problem of
minimization solved by a known linear regression algorithm, such as
minimization of mean square error. A plan is therefore generated for each
wherein the plane 707 of FIG. 7 is an example of a plane for the lens
right (706). The orientation of this plane (707) is a necessary angular measure
the planning of ophthalmic lenses (namely progressive). Using the plan
(707) It is still possible to obtain another relevant three-dimensional measure, vertex or
the shortest distance (708) between the center of the pupil and the plane (707) (Claim
21).
A utilização do sistema e do método apresentado no
presente invento destina-se a qualquer das seguintes aplicações (Reivindicação
22): a.Aplicação multimédia para visualização de lentes e armações virtuais
sobre o rosto do observador, b.Selecção de lentes e armações que melhor se
ajustam ao observador, c.Simulação do efeito das lentes correctivas e lentes de
protecção solar, d.Obtenção de medidas optométricas do rosto do observador,
e.Construção ou selecção de lentes e armações à medida.The use of the system and method presented in
The present invention is intended for any of the following applications (Claim
22): a.Media application for viewing lenses and virtual frames
on the observer's face, b.Selection of lenses and frames best suited to
adjust to the viewer, c.Simulation of the effect of corrective lenses and
d. Obtaining optometric measurements of the observer's face,
e.Construction or selection of bespoke lenses and frames.
Claims (22)
- Sistema estéreo divergente para captura simultânea de um observador e da cena observada caracterizado por compreender: Divergent stereo system for simultaneous capture of an observer and the observed scene characterized by :a) uma unidade de processamento; a) a processing unit;b) uma câmara vídeo frontal (201)(501) e uma câmara vídeo traseira (202)(502), direccionadas em sentidos opostos, acopladas rigidamente através de um dispositivo (200)(500), e ligadas à referida unidade de processamento; b) a front video camera (201) (501) and a video camera rear (202) (502), directed in opposite directions, rigidly coupled via a device (200) (500), and connected to said processing;c) um módulo de estimação de rotação do dispositivo (200)(500) ligado à referida unidade de processamento; c) a device rotation estimation module (200) (500) connected to said processing unit;d) um ecrã ligado à referida unidade de processamento, para apresentação das imagens captadas pelas referidas câmaras; d) a screen connected to said processing unit for presentation of images taken by said cameras;e) um espelho plano (503) que, colocado à frente da referida câmara traseira (502), permite uma configuração de visão estéreo convergente, em que o campo de visão da referida câmara traseira (502) intersecta parcialmente o campo de visão da referida câmara frontal (501); e) a flat mirror (503) which, placed in front of said rear camera (502), allows for converged stereo vision configuration, wherein the field of view of said rear camera (502) intersects partially the field of view of said front camera (501);f) um dispositivo de calibração que, na referida configuração de visão estéreo convergente com o referido espelho (503), é colocado no mesmo campo de visão quer da referida câmara frontal quer da referida câmara traseira. (f) a calibration device which, in said configuration stereo vision system converging with said mirror (503) is placed on the same field of view of either said front camera or said camera rear.
- Sistema de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo facto de a referida unidade de processamento processar as imagens captadas pelas referidas câmaras e apresentar o resultado do processamento no referido ecrã. System according to Claim 1, characterized in that said processing unit processes the images captured by said cameras and displays the processing result on said screen.
- Sistema de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o referido dispositivo de calibração apresentar na sua superfície marcas visuais, cuja realização preferida consiste numa grelha planar (507) formada por quadrados pretos sobre fundo branco cujos cantos são identificados e medidos (505). System according to Claim 1, characterized in that said calibration device has visual marks on its surface, the preferred embodiment of which is a planar grid (507) formed by black squares on a white background whose corners are identified and measured (505).
- Sistema de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o referido módulo de estimação de rotação do dispositivo compreender, mas não estar limitado a, um acelerómetro, um giroscópio e uma bússola.System according to Claim 1, characterized in that said device rotation estimation module comprises, but is not limited to, an accelerometer, a gyroscope and a compass.
- Método implementado por computador para visualizar um observador com óculos virtuais juntamente com a cena observada, aplicado ao sistema de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes passos:Computer-implemented method for visualizing an observer with virtual glasses along with the observed scene applied to the system according to Claim 1, characterized in that it comprises the following steps:a) um passo (100) de calibração das referidas câmaras frontal e traseira do referido sistema, de forma a conhecer a relação geométrica entre as ditas câmaras,a) a step (100) of calibration of said front cameras and rear of said system so as to know the geometric relationship between said chambers,b) um passo (101) de estimação de pontos sobre o observador,b) a step (101) of estimating points on the observer,c) um passo (102) de movimento do dispositivo do referido sistema em torno do observador, em que se captura simultaneamente uma sequência de imagens vídeo da câmara frontal e uma sequência de imagens vídeo da câmara traseira, c) a step (102) of movement of the device of said system around the observer, which simultaneously captures a sequence front camera video frame and a camera video frame sequence rear,d) um passo (103) de estimação da rotação do dispositivo do referido sistema estimado pelo módulo de estimação de rotação do referido sistema,d) a step (103) of estimating the rotation of the device of the estimated system by the rotation estimation module of said system,e) um passo (104) em que se sobrepõem óculos virtuais sobre o rosto do observador, tendo em conta a rotação do dispositivo estimada em d) e pontos sobre o observador estimados em b),e) a step (104) in which virtual glasses overlap over the observer's face, taking into account the device rotation estimated at (d) and observer points estimated in b),f) um passo (105) em que se mostra no ecrã do referido sistema o vídeo da câmara traseira e, em simultâneo, o vídeo resultante do passo e).f) a step (105) showing on the screen of said rear camera video and at the same time the video resulting from the step e).
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caracterizado pelo facto de, no passo a), a calibração poder ser realizada para a configuração de visão estéreo convergente com o espelho do referido sistema, sendo que a calibração é realizada estimando as matrizes de projecção P1 e P2 a partir das relações m1 = P1.M e m2 = P2.M em que cada ponto M (505) é medido sobre o dispositivo de calibração, em que as projecções m1 (508) e m2 (509) são detectadas nas imagens da câmara frontal e traseira, correspondentes às projecções do ponto M nas respectivas câmaras, e em que P1 e P2 são as matrizes de projecção da câmara C1 (501) e C2 (502) respectivamente.Method according to Claim 5, characterized in that , in step a), the calibration may be performed for the stereo vision configuration converging with the mirror of said system, the calibration being performed by estimating the projection matrices P1 and P2. from the ratios m1 = P1.M and m2 = P2.M where each point M (505) is measured over the calibration device, where projections m1 (508) and m2 (509) are detected on camera images front and rear, corresponding to the projections of point M in the respective cameras, and where P1 and P2 are the projection matrices of camera C1 (501) and C2 (502) respectively.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caracterizado por, no passo a) de calibração, poder usar-se adicionalmente pontos Q (506) conhecidos sobre a superfície do dispositivo, com o objectivo de calibrar a câmara traseira (502) e o espelho do referido sistema (503), sabendo que a geometria da câmara traseira, definida pela matriz de projecção P2, pode ser estimada usando a relação q2 = P2.Q tendo por base os pontos Q e as respectivas projecções q2 (510) detectadas na imagem.Method according to Claim 5, characterized in that , in calibration step a), additionally known Q-points (506) may be used on the surface of the device for the purpose of calibrating the rear chamber (502) and the mirror of said system 503, knowing that the rear chamber geometry, defined by the projection matrix P2, can be estimated using the ratio q2 = P2.Q based on the Q points and their projections q2 (510) detected in the image.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 e 6 caracterizado pelo facto de, no passo b) da Reivindicação 5, a estimação tridimensional de um ponto R (405) sobre o observador ser realizada mantendo a configuração de calibração do passo a), de forma a que as câmaras frontal C1 (401) e traseira C2 (402) do referido sistema captem simultaneamente o ponto R (405), sendo que a estimação tridimensional de R é feita por triangulação das rectas de projecção provenientes de cada câmara, tendo por base o conhecimento das matrizes P1 e P2 e da projecção do ponto R nas referidas câmaras.Method according to Claim 5 and 6, characterized in that , in step b) of Claim 5, the three-dimensional estimation of an R point (405) on the observer is performed maintaining the calibration configuration of step a) so as to that the front C1 (401) and rear C2 (402) chambers of said system simultaneously capture point R (405), and the three-dimensional estimation of R is made by triangulating the projection lines from each chamber, based on the knowledge of the matrices P1 and P2 and the projection of the point R in said chambers.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caraterizado pelo facto de, no passo b), dois dos pontos sobre o corpo do observador serem os centros das duas pupilas do observador. Method according to Claim 5, characterized in that , in step b), two of the points on the observer's body are the centers of the two observer pupils.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caracterizado pelo facto de, no passo c), a captura do referido vídeo ser realizada para uma configuração sem espelho, em que o observador (204) se encontra imóvel à frente da cena observada (205), e em que o observador movimenta o dispositivo (200) segundo uma trajectória em torno do seu rosto imóvel. Method according to Claim 5, characterized in that , in step c), the capture of said video is taken to a mirrorless configuration, where the viewer (204) is motionless in front of the observed scene (205), and wherein the observer moves the device 200 along a trajectory around its immobile face.
- Método de acordo com a Reivindicação 10 caracterizado pelo facto de uma realização possível da trajectória do movimento do dispositivo (200) ser uma trajectória horizontal rotativo (203), sendo que a variação preferida do ângulo de rotação é entre os -60 graus e os 60 graus. Method according to Claim 10, characterized in that a possible embodiment of the movement path of the device (200) is a rotary horizontal path (203), with the preferred variation of the rotation angle being between -60 degrees and 60 degrees. degrees.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 e 9 caracterizado pelo facto de, no passo e) da Reivindicação 5, a sobreposição ser realizada para cada imagem da sequência vídeo capturada no passo c) da Reivindicação 5, e consistir na sobreposição de óculos virtuais tridimensionais (606) sobre o rosto do observador (600), cujas lentes são centradas e escaladas de acordo com as posições dadas pelas projecções dos centros das pupilas (607) e (608) na imagem da câmara frontal, e em que a rotação dos referidos óculos virtuais (604) é estimada no passo d) da Reivindicação 5. Method according to Claim 5 and 9, characterized in that in step e) of Claim 5, the overlay is performed for each image of the video sequence captured in step c) of Claim 5, and consists of the overlap of three-dimensional virtual glasses ( 606) on the observer's face (600), whose lenses are centered and scaled according to the positions given by the projections of the pupil centers (607) and (608) on the front camera image, and wherein the rotation of said glasses (604) is estimated in step d) of Claim 5.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caracterizado por, no passo f) de visualização da cena observada (603), poder sobrepor adicionalmente elementos virtuais tridimensionais (609) ou cenários pré-gravados sobre o cena observada. Method according to Claim 5, characterized in that , in step f) of viewing the observed scene (603), it can additionally overlay three-dimensional virtual elements (609) or pre-recorded scenarios over the observed scene.
- Método de acordo com a Revindicação 5 caracterizado por, no passo f) de visualização da cena observada, poder aplicar adicionalmente sobre a imagem (603) a função de transmitância característica de uma dada lente de protecção solar. Method according to Claim 5, characterized in that , in step f) of viewing the observed scene, the transmittance function characteristic of a given sunscreen lens can be additionally applied to the image (603).
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caracterizado por, no passo f) de visualização da cena observada, poder aplicar adicionalmente sobre a cena observada (603) diferentes níveis de focagem em objectos de acordo com a sua distância, perto ou longe, tendo em conta as características refractivas de uma determinada lente oftálmica e as características oculares do observador. Method according to Claim 5, characterized in that , in step f) of viewing the observed scene, different levels of focus on objects according to their distance, near or far, can be applied additionally on the observed scene (603), taking into account the refractive characteristics of a given ophthalmic lens and the eye characteristics of the observer.
- Método de acordo com a Reivindicação 5 caraterizado pelo facto de, no passo b), os pontos do observador incluírem os contornos (706) tridimensionais das armações e lentes, caso o observador tenha colocado óculos reais sobre o rosto. Method according to Claim 5, characterized in that , in step b), the observer's points include the three-dimensional contours (706) of the frames and lenses, if the observer has placed real glasses over the face.
- Método de acordo com a Reivindicação 9 caracterizado por, no passo b) da Reivindicação 5, estimar a distância interpupilar (700), dada pela distância entre os centros das pupilas. Method according to Claim 9, characterized in that , in step b) of Claim 5, it estimates the interpupillary distance (700), given by the distance between the centers of the pupils.
- Método de acordo com a Reivindicação 9 e 16 caracterizado por estimar a altura direita e esquerda, dadas respectivamente pela distância (701) entre a cota inferior do contorno da lente direita e o centro da pupila direita, e pela distância (702) entre o ponto inferior do contorno da lente esquerda e o centro da pupila esquerda. Method according to Claim 9 and 16, characterized by estimating the right and left height, respectively given by the distance (701) between the lower dimension of the right lens contour and the center of the right pupil, and by the distance (702) between the point lower left lens contour and the center of the left pupil.
- Método de acordo com a Reivindicação 16 caracterizado por estimar a largura dos óculos (705) e altura máxima da lente direita e esquerda (704), tal como a distância mínima entre as lentes (703).Method according to Claim 16, characterized by estimating the width of the glasses (705) and the maximum height of the right and left lens (704), such as the minimum distance between the lenses (703).
- Método de acordo com a Reivindicação 16 caracterizado por estimar por regressão linear quer o plano tridimensional (707) que melhor se aproxima dos contornos da lente direita (706), quer o plano tridimensional que melhor se aproxima dos contornos da lente esquerda. Method according to Claim 16, characterized in that by linear regression estimating both the three-dimensional plane (707) that best approximates the contours of the right lens (706) and the three-dimensional plane that best approximates the contours of the left lens.
- Método de acordo com a Reivindicação 9 e 20 caracterizado por estimar, para cada olho do observador, a distância vertex (708) que consiste na menor distância do centro da pupila ao plano (707). Method according to Claims 9 and 20, characterized in that , for each observer's eye, it estimates the vertex distance (708) consisting of the shortest distance from the center of the pupil to the plane (707).
- Utilização do sistema e método de acordo com as Reivindicações anteriores caracterizada por se destinar, mas não estar limitada, a qualquer uma das seguintes aplicações: Use of the system and method according to the preceding Claims characterized in that it is intended, but not limited to, any of the following applications:a) Aplicação multimédia para visualização de lentes e armações virtuais sobre o rosto do observador, a) Multimedia application for viewing lenses and virtual frames on the observer's face,b) Selecção de lentes e armações que melhor se ajustam ao observador, b) Selection of lenses and frames that best fit the observer,c) Simulação do efeito das lentes correctivas e lentes de protecção solar, c) Simulation of the effect of corrective lenses and sun protection,d) Obtenção de medidas optométricas do rosto do observador, (d) obtaining optometric measurements of the observer's face;e) Construção ou selecção de lentes e armações à medida. e) Custom construction or selection of lenses and frames.
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