WO2015174885A1 - Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof - Google Patents

Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2015174885A1
WO2015174885A1 PCT/RU2014/000349 RU2014000349W WO2015174885A1 WO 2015174885 A1 WO2015174885 A1 WO 2015174885A1 RU 2014000349 W RU2014000349 W RU 2014000349W WO 2015174885 A1 WO2015174885 A1 WO 2015174885A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scanners
cameras
dimensional
image
scanner
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000349
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович КЛИМОВ
Original Assignee
Андрей Владимирович КЛИМОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владимирович КЛИМОВ filed Critical Андрей Владимирович КЛИМОВ
Priority to PCT/RU2014/000349 priority Critical patent/WO2015174885A1/en
Publication of WO2015174885A1 publication Critical patent/WO2015174885A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/02—Stereoscopic photography by sequential recording
    • G03B35/04—Stereoscopic photography by sequential recording with movement of beam-selecting members in a system defining two or more viewpoints
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/04—Texture mapping

Definitions

  • the technical field to which the invention relates The invention relates to the field of imaging, in particular to the processing and generation of image data, as well as the visualization of 3D (three-dimensional) images and modeling of a three-dimensional object.
  • the inventive method and device of three-dimensional scanning for automatic shooting of a person to obtain a color three-dimensional model (volumetric copy) of a person in full growth.
  • a known method of non-contact measurement of the topography of the surface of an object is based on sequential measurement along the longitudinal vertical axis of the object of the contours of discrete transverse horizontal sections of its surface, the sequence of which is used to reconstruct the geometric surface of the object, forming a discrete linear frame - topography of the surface of the object.
  • each contour is measured in a negligible interval of the vertical layer of its surface by almost instantly determining the geometrical location of the points, which determine the measured contour, formed by the intersection of the set of received tangent rays to the object’s surface, covering it from both sides and lying in the horizontal plane of the circle surrounding the object, the position of which op for each successively shifting point of the source of wide-angle optical irradiation of an object with a diverging fan beam of rays with an angular width exceeding the angular transverse dimensions of the object and the corresponding position of the ends the shadow arcs behind the object on the circle, determined by the signals of the optical receivers located at given points on the same circle, from their group corresponding to the opposite source of the circular arc.
  • the discrete linear framework of the surface of the object is determined by the sequential repetition of these actions with a sliding displacement of the plane of the circle along the vertical longitudinal axis of the object.
  • a device for implementing this method provides an increase in the level of automation and accuracy of individual design of clothing templates (RU N ° 2208370).
  • the method includes the step of electronically protecting the digital image file from general access over the network, the step of generating a unique digital key for accessing the library of digital ZO image files and providing this digital key to a user with access to this library, the step of transmitting a copy of the digital image file over the network after the user has the right to access, after presenting them with a unique digital key, the stage of restricting access to the network only for users who are registered in this network, the stage recording a digital image file on an electronic card, the stage of changing the format of the digital image file by modifying or improving the geometric characteristics and textures of the file, the stage of generating data related to grid, color, texture and installation.
  • Scanning a person or an object involves the use of laser technology and / or technology for matching stereo images to obtain color data of the entire body of a person or object, scanning a person or object includes obtaining photographs of enlarged details of a face, scanning a person or object includes recording motion data corresponding to the person’s a certain time period, and further includes storing motion data in a digital image file.
  • Recording motion data includes storing ZO-arrays of points of each frame per second during human movement.
  • an image processing system comprising a plurality of devices for recording an image or image sequence of a target user or object; a plurality of computers electronically connected to a plurality of said devices for parallel processing of an image or sequence of images in order to obtain a three-dimensional model of a target user or object; a module for receiving scanning requests and controlling the operation of multiple computers; a plurality of built-in flashes for recording an image or a sequence of images of a target user or object, as well as a group of speakers distributed around the platform, each column being used to install at least one device from a plurality of devices; and an annular frame structure for connecting speakers and for additional installation of cameras and lighting fixtures.
  • At least one of the plurality of devices is configured to record the movement of a target user or object.
  • Many devices record an image or a sequence of images using a synchronization mechanism, or many devices contain at least one high-resolution digital camera.
  • the module is a parallel processing module for analyzing commands containing scan jobs and controlling the execution of scan jobs in accordance with these commands. Scan requests received from customer systems.
  • the module is a parallel processing module for reading one or more files corresponding to the three-dimensional model of the target user or object, and completing the coordination of the model.
  • Many computers control the recording sequence of many devices and turn on and off the light sources individually or in groups when recording an image or image sequence of a target user or object.
  • Many devices are many cameras.
  • a plurality of device comprises a plurality of spotlights arranged in a specific order with built-in flashes (RU -N ° 2012142114, prototype).
  • the disadvantages of the known analogues are the complexity and low accuracy of the image, which does not allow reproducing small details, for example, human hair, as well as the duration of the method.
  • the technical task of the group of inventions is to create an effective method for automatically building a full three-dimensional color image of a person and a device for its implementation, as well as expanding the arsenal of methods and devices for building a three-dimensional color image.
  • the technical result of the claimed group of inventions is to reduce the complexity and increase the resolution and accuracy of image construction, allowing you to reproduce small details, for example, human hair, as well as reducing the duration of the method. And the ability to obtain a color three-dimensional image of a person in automatic mode.
  • the essence of the invention in terms of the method lies in the fact that the method of constructing a three-dimensional color image provides for the placement and rotation of the scan object on the podium, the illumination of the object using the screen and obtaining multiple images using mounted on a rack diametrically opposite to the screen at least at two levels light sources and scanners whose cameras form 3D and 2D color frames for processing by building a polygonal mesh and forming a silhouette by combining images of scanner cameras, building a three-dimensional color image and storing it electronically, while the stand and podium are made with the possibility of mutual angular movement, and the scanners are placed on the stand so that the field of view of each pair is 3D and 2D cameras of neighboring scanners form an overlap area of 1/3 -1/8 of the frame area of each camera from the corresponding pair of cameras.
  • a rotation is performed in which scanners or an object rotates 360 ° -450 ° degrees in 5-30 seconds to obtain from 50 to 500 frames, while scanning is performed at a frequency of 5 to 25 frames per second.
  • each frame of the scanner is a three-dimensional image, which contains from 10 to 50 thousand three-dimensional point measurements, each of which represents the distance from the scanner to the object.
  • the 2D image is projected onto the obtained 3D object and all the 3D measurements that fall in the area where the corresponding pixel of the 2D image was projected adds information about the brightness of this pixel in one of monochromatic components of visible light and obtaining the actual color by averaging the brightness of pixels from different 2D images, and for texturing the resulting model and floor cheniya all three-dimensional color images of each three-dimensional scanner with each position of the scanner or the angle are placed in a coordinate system associated with the object, or to a coordinate system associated with the first scan acquisition from the first position the three-dimensional scanner using ICP algorithms.
  • the device for constructing a three-dimensional color image contains a cabin in which the podium for the scanning object and the rack on which at least two light sources and scanners are installed on the levels, having 3D cameras combined in a common case and 2D color cameras connected to processing computing tools that are capable of combining scanner camera images, constructing a three-dimensional color image and storing it electronically, as well as a LED-backlit screen located diametrically opposite to the mentioned rack with scanners, while the scanners are placed on the rack so that the field of view of each pair of 3D and 2D cameras of adjacent scanners image dissolved overlapping area is 1 / 3-1 / 8 of the frame area of each chamber of the corresponding pair of cameras
  • the cabin is made with a pedestal rotating around its axis for mutual angular rotation of the podium and the stand, or in other cases the cabin is made with a stand rotating around the pedestal with scanners for the mutual angular rotation of the podium and the stand.
  • the 3D cameras of the scanners are made with accuracy and resolution not worse than 2mm.
  • the 3D cameras of the scanners are configured to receive 5 - 25 frames per second, 50 - 500 frames per revolution 360 ° - 450 °, containing (10 - 50) 10 3 points for measuring the distance from the camera to the surface of the object.
  • the device contains 4 scanners, two of which are located on the stand in the middle horizontally, one on top and one on the bottom vertically, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 1.25 megapixels of 1296x964 pixels, or in other cases it contains 3 scanners one on top, one in the middle and one below, moreover, the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 2 megapixels, or in other cases it contains 2 scanners one above and one from the bottom, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 4 megapixels th.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional cabin for constructing a three-dimensional color image with a fixed pedestal
  • Fig. 2 - a three-dimensional cabin for constructing a three-dimensional color image with a rotating pedestal
  • Fig. 3 field of view of scanners and their overlapping area, front view
  • figure 4 the silhouettes of a person observed by a two-dimensional camera
  • figure 5 is a 3D diagram of the measurement ⁇ .,. ⁇ of the surface that falls into the field of view of the scanner from this position
  • 6 is a diagram of the addition of the first three-dimensional scan with additional 3D measurements obtained from another position
  • Rack (block) of 6 three-dimensional (3D) scanners 1, means 2 of the backlight (backlight 2), rotating part 3 and monophonic (white) screen 4 with backlight 9 diode lamps, which is located behind the object opposite the block 6 of scanners 1.
  • Backlight 2 or 9 can be made using household diode lamps.
  • a variant is possible when a person rotates on a podium 5 (Fig. 2), and a variant when a person is stationary, and the block 3 of the three-dimensional scanners 1 and the backlight rotates around the object.
  • the fields of view 7 of the scanners 1 and their overlapping areas 8 points and lines 10 of the silhouette (contour), silhouette (contour) 11, many borders of the object 12, position 13 of the scanners 1.
  • the backlight 2 and 9 may have diffusers or reflectors (not shown )
  • 3D measurements have an overlap region 14, three-dimensional scans 15, two-dimensional image 16, two-dimensional image pixel 17, the obtained three-dimensional object 18.
  • a three-dimensional cabin Fig 1,2. It consists of a block 6 of three-dimensional scanners 1 with 3D and 2D cameras and means 2 of the backlight, a rotating part 3 and a screen 4, which is located behind the person opposite the block 6 of three-dimensional scanners 1. It is possible that a person rotates on a pedestal (identical to the podium, turntable ) 5 - FIG. 2, and the option when the person is stationary, and the block 6 of three-dimensional scanners 1 and the backlight 2.9 revolves around the person - Fig 1.
  • the cabin uses three-dimensional scanners 1 of structured illumination 2 of the Artec L type (backlight or flash lamp or LED, for example, blue LED, type of fastener - clothespin, gooseneck holder, power adapter with switch.)
  • Each scanner 1 contains a projector for projecting a structured image, a 3D camera that is located at an angle to the projector and which receives 3D coordinates, i.e. measures the distance to the object by observing at a certain angle the image projected by the projector reflected from the object. The distortion of a previously known projected image calculates the distance to the object.
  • the scanner 1 also contains a 2D camera for capturing information about the color of an object i.e. regular photo. Both (3D and 2D) cameras are synchronized and simultaneously capture a three-dimensional image from each position and two-dimensional and their position relative to each other is calibrated and known in advance.
  • the inventive method of constructing a three-dimensional color image is implemented by the claimed device in the scanning process, which is performed as follows.
  • the cab calibration process is preliminarily performed before shooting: Scanners 1 are arbitrarily located one above the other, and information about their relative position in the space of the other relative to each other is unknown. Before starting the shooting, it is necessary to calibrate the position of the scanners 1. For this, it is necessary, for example, to place a person in the center of the cabin, as the field of view of the scanners 1 are located with overlaps of FIG. 3., then we can observe the same part of the object from different scanners 1, this allows you to use the ICP algorithm to combine 3D images from different scanners and allows you to arrange these images in one coordinate system and, thus, determine the relative position of 3D scanners 1.
  • a person enters the cabin, gets up (or sets another three-dimensional object), on a rotating or fixed podium 5, which is located in the center of the cabin, does not move and freezes in the selected position, a rotation occurs in which the block 6 of three-dimensional scanners 1 or a person makes a little more than a full revolution of 360-450 degrees, for 10 -30 seconds. This is necessary in order to make the three-dimensional model more accurate. Then there is a processing of all received images from all three-dimensional scanners 1 from all positions.
  • the scanner 1 receives a frame - a three-dimensional image, which contains from 10 - 50 thousand three-dimensional measurements, i.e. points in the coordinate system of the 3D camera of the scanner 1 i.e. each point contains the distance from the 3D camera of the scanner 1 to the object.
  • All three-dimensional images from each three-dimensional scanner 1 (3D camera) from each position of the scanner or angle are placed in one coordinate system associated with the object, or in the coordinate system associated with the first received scan from the first position of the three-dimensional scanner, using ICP algorithms, then texturing occurs models i.e. getting color.
  • all 2D images obtained from each position using. 2D cameras of scanners 1 are projected onto the 3D model in the coordinate system of the 3D model and a single picture of all mixed images is obtained. All calculations can occur both on the local computer with which the cabin is equipped, and processing can take place on a remote computing device (not shown) and data exchange can take place via the Internet.
  • 3D and 2D scanning of a person occurs with accuracy and resolution not worse than 2mm.
  • the 3D scanners 1 used to implement this method use a 3D camera 1.25 megapixels of 1296x964 pixels, which does not allow to get a 3D model of a person at full height with the required accuracy, using only one scanner 1, therefore it is proposed to use, for example, 4 scanners 1 located in block 6 one above the other.
  • 4 scanners 1 located in block 6 one above the other.
  • two in the middle of the scanner 1 are located horizontally in order to scan the area of the body and arm, and two scanners 1 are located vertically above and below.
  • FIG. 1 and FIG. 3 field of view 7 of scanners 1. It is possible to use in 3D scanners 4 megapixel cameras and more, in this case, 2 3D scanners will be enough.
  • the fields of view of 3D scanners 1 are selected so as to cover 3D measurements of a person 2 meters tall.
  • the fields of view of the scanners 1 have an overlap area 8, which is approximately 1/3 -1/8 of the frame area, this is necessary for the high-quality operation of ICP algorithms and for calibrating the cabin.
  • the number of vertical pixels on four scanners 1 is approximately 3,500 pixels, it turns out that there are 3.5 pixels on a 2mm surface, which is enough to confidently obtain 3D measurements in any area of 2 square millimeters on the surface of a 3D human model.
  • the backlight 2 is used.
  • the backlight 2 is located evenly next to the scanners 1 over the entire area of the front panel of the scanner unit 6, so as to uniformly illuminate a person to their full height, FIG. 1,2.
  • the backlight 2 and 9 can also have diffusers located in front of the lamps or reflectors to obtain uniform illumination of the object.
  • a single-color screen 4 is provided, which is uniformly illuminated with using diode backlight 9 on the top and bottom right and left, which is located on the diametrically opposite side from the block 6 of the scanners 1 and is always behind the person with respect to the block 6 of the scanners 1, Fig 1,2, so that you can observe the silhouettes 1 1 or contours 10 people against its background, Fig 4.
  • the measurements obtained from the 10 human contour are added to the coordinate system associated with the 3D human model. This algorithm does not allow you to obtain accurate information about the 3D model, but allows you to get an approximate shape of the hairstyle.
  • These data are also used in the construction of a human model and allow you to supplement the information on the shape of the human hairstyle in FIG. 4.
  • the ICP algorithm is implemented as follows: From each position 13, the three-dimensional scanner receives 3D measurements (indicated in the drawing: ⁇ .,. ⁇ ) of the surface that falls into the field of view of the scanner 1 from this position of FIG. 5. Then, from the next position, scanner 1 again receives 3D measurements (ml ... m6 are indicated in the drawing) of the surface, these measurements contain both new information about the surface and information that is contained in 3D measurements obtained from the previous position. These 3D measurements have an overlap area 14, because in each of these 3D measurements we shot the same part of the object. Measurements n3 ... n6 and measurements ml ... m4 contain information about the same part of the object and form the overlap area of two three-dimensional scans 15 made from different positions.
  • the resulting image is textured using the following algorithm. After building a 3D model, for each point of 3D measurements, you need to determine its color. To do this, at each position we shoot a 2D image 16 of Fig.7. Then, from each position, this 2D image obtained from the 2D cameras of the scanners 1 is projected onto the obtained 3D object 18 and to all 3D measurements nl ⁇ 2 ⁇ that hit the area where the pixel 17 of the 2D image was projected, information about the brightness of this pixel in the red component of visible light is added, in blue and green, since the 2D camera has red, blue, and green pixels.
  • Fig 4. on the left shows the silhouette 1 1 of the object, on the right shows a top view of this object. From each position 13 of FIG. 4, camera 1 receives a two-dimensional image in which a silhouette of a person 11 is seen against a background of an illuminated white screen 4. Screen 4 may be of another uniform color, for example, blue or green.
  • the silhouette 11, observed from one position, by its contours 10 limits the object in the space of Fig 4. From each position we observe a lot of borders 12 of the object and, thus, we get the approximate shape of the object, i.e. approximate 3D model.
  • the sequence of processing three-dimensional and two-dimensional data obtained when shooting in the cabin of FIG. 8 is as follows.
  • the procedure for obtaining a three-dimensional color image includes the process of shooting an object (person) in the cabin and obtaining three-dimensional and two-dimensional data from different positions. Then, three-dimensional and two-dimensional data are processed to obtain a 3D model of the object (person). Using 2D data, a silhouette algorithm is generated, 2D and 3D data are used to implement the ICP algorithm for registering 3D data in one (single) coordinate system. 2D data and recorded 3D data using a texturing algorithm are pre-formed into a color 3D model of an object (person). After that, it is possible to download a color 3D model of an object (person) to a page on the Internet in the user's personal account, and then print a three-dimensional copy of the object (person) on a 3D printer
  • Processing of the obtained data can occur both on a computer located near the cab and on a remote computing device, while the exchange of scanned data can occur via the Internet.
  • the result of processing is a color three-dimensional model sent to the Internet site, and the user has the opportunity to access it in his personal account and send it to print on a three-dimensional printer, or allow access to his three-dimensional model to other persons.
  • the 3D model obtained in the cockpit can be used in various fields.
  • the 3D model can be used to analyze the volume of a person for medical purposes, dietetics, when planning a sports load and training in fitness. Also, this 3D model can be used for virtual fitting of clothes and tailoring according to individual standards, because we have a set of 3D measurements and each tailor has the opportunity to measure anywhere in the 3D model of a person in the absence of the person himself.
  • the claimed group of inventions As a result of using the claimed group of inventions, a decrease in complexity, an increase in resolution and accuracy of construction was achieved the resulting image, i.e. quality three-dimensional color image of the object, with the ability to reproduce small details, for example, human hair, as well as reducing the duration of the method. It is possible to obtain a color three-dimensional image of a person in automatic mode.
  • the present invention is implemented using universal equipment widely used in industry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of image formation. The construction of a three-dimensional color image consists in positioning and rotating an object to be scanned on a platform, illuminating the object using a screen, and producing a plurality of images using light sources and scanners, the cameras of which form 3D images and color 2D images, which are installed on a stand diametrically opposite the screen and which are located on at least two levels. Processing is carried out by constructing a polygonal grid and forming a silhouette by combining the images from the scanner cameras. The stand and the platform are capable of mutual angular displacement, and the scanners are positioned on the stand in such a way that the fields of vision of each pair of 3D and 2D cameras of neighboring scanners form an area of overlap consisting of 1/3-1/8 of the area of the image of each camera from a corresponding pair of cameras. A device for carrying out the method contains: a stand (block) (6) of 3D scanners (1), means of illumination (2), a rotating portion (3) and a monotone (white) screen (4) with LED illumination (9) which is positioned behind the object to be scanned, opposite the block (6) of scanners (1).

Description

Способ построения трехмерного цветного изображения и устройство для его осуществления  A method of constructing a three-dimensional color image and device for its implementation
Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к области формирования изображений, в частности к обработке и генерации данных изображения, а также визуализации 3D (трехмерного) изображения и моделирования трехмерного объекта. Заявляются способ и устройство трехмерного сканирования для автоматической съемки человека для получения цветной трехмерной модели (объемной копии) человека в полный рост. The technical field to which the invention relates. The invention relates to the field of imaging, in particular to the processing and generation of image data, as well as the visualization of 3D (three-dimensional) images and modeling of a three-dimensional object. The inventive method and device of three-dimensional scanning for automatic shooting of a person to obtain a color three-dimensional model (volumetric copy) of a person in full growth.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Известны способы и устройства для построения трехмерного изображения RU NaNs 2208370, 2257601, 2476863, 2479038, 2012113420, 2012142114, US а 6980690, 2009/02021 14, 2009/0147003, WO 11/27249.  Known methods and devices for constructing a three-dimensional image RU NaNs 2208370, 2257601, 2476863, 2479038, 2012113420, 2012142114, US a 6980690, 2009/02021 14, 2009/0147003, WO 11/27249.
Известен способ бесконтактного измерения топографии поверхности объекта основан на последовательном измерении вдоль продольной вертикальной оси объекта контуров дискретных поперечных горизонтальных сечений его поверхности, по последовательности которых осуществляется геометрическая реконструкция поверхности объекта, образующая дискретный линейный каркас - топографию поверхности объекта. Для обеспечения наибольшего соответствия измеряемых контуров горизонтальным сечениям поверхности объекта измерение каждого контура производится в пренебрежимо малом интервале вертикального слоя его поверхности путем практически мгновенного определения геометрического места точек, по которому определяют измеряемый контур, образуемого пересечением множества полученных касательных лучей к поверхности объекта, охватывающих его с обеих сторон и лежащих в горизонтальной плоскости охватывающей объект окружности, положение которых определяется для каждой последовательно смещающейся по данной окружности точки положения источников широкоугольного оптического облучения объекта расходящимся веерным пучком лучей с угловой шириной, превышающей угловые поперечные размеры объекта, и соответствующего положения концов дуги тени за объектом на окружности, определяемого по сигналам оптических приемников, расположенных в заданных точках на той же окружности, из их группы, соответствующей противоположной источнику дуге окружности. Дискретный линейный каркас поверхности объекта определяют последовательным повторением указанных действий при скользящем смещении плоскости окружности вдоль вертикальной продольной оси объекта. Устройство для осуществления данного способа обеспечивает повышение уровня автоматизации и точности индивидуального проектирования шаблонов одежды (RU N° 2208370). A known method of non-contact measurement of the topography of the surface of an object is based on sequential measurement along the longitudinal vertical axis of the object of the contours of discrete transverse horizontal sections of its surface, the sequence of which is used to reconstruct the geometric surface of the object, forming a discrete linear frame - topography of the surface of the object. To ensure the greatest correspondence of the measured contours to the horizontal sections of the object’s surface, each contour is measured in a negligible interval of the vertical layer of its surface by almost instantly determining the geometrical location of the points, which determine the measured contour, formed by the intersection of the set of received tangent rays to the object’s surface, covering it from both sides and lying in the horizontal plane of the circle surrounding the object, the position of which op for each successively shifting point of the source of wide-angle optical irradiation of an object with a diverging fan beam of rays with an angular width exceeding the angular transverse dimensions of the object and the corresponding position of the ends the shadow arcs behind the object on the circle, determined by the signals of the optical receivers located at given points on the same circle, from their group corresponding to the opposite source of the circular arc. The discrete linear framework of the surface of the object is determined by the sequential repetition of these actions with a sliding displacement of the plane of the circle along the vertical longitudinal axis of the object. A device for implementing this method provides an increase in the level of automation and accuracy of individual design of clothing templates (RU N ° 2208370).
Известен способ создания, хранения и обеспечения доступа к 3D- изображению с использованием компьютера, соединенного с сетью и имеющего машиночитаемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа, содержащая множество секций кода, выполняемых вычислительным устройством, причем способ включает этапы: приема 3D- данных, получаемых при сканировании человека или объекта; записи и задания формата данных в файле цифрового изображения; сохранения файла цифрового изображения в библиотеке файлов цифровых ЗО-изображений, размещенной на машиночитаемом носителе; обеспечения доступа к библиотеке файлов цифровых ЗО-изображений; считывания файла цифрового изображения из библиотеки файлов цифровых ЗО-изображений; и загрузки файла цифрового изображения в интерактивную виртуальную среду. Способ включает этап электронной защиты файла цифрового изображения от общего доступа по сети, этап формирование уникального цифрового ключа для доступа к библиотеке файлов цифровых ЗО-изображений и предоставления этого цифрового ключа пользователю, имеющему право доступа к этой библиотеке, этап передачи копии файла цифрового изображения по сети пользователю, имеющему право доступа, после представления им уникального цифрового ключа, этап ограничения доступа к сети только для пользователей, которые зарегистрированы в этой сети, этап записи файла цифрового изображения на электронную карточку, этап изменения формата файла цифрового изображения путем модификации или улучшения геометрических характеристик и текстур файла, этап формирования данных, относящихся к сетке, цвету, текстуре и монтажу. Сканирование человека или объекта включает применение лазерной технологии и/или технологии согласования изображений стереопары для получения данных цветного изображения всего корпуса человека или объекта, сканирование человека или объекта включает получение фотографий увеличенных деталей лица, сканирование человека или объекта включает запись данных движения, соответствующих движению человека за некоторый временной период, и дополнительно включает сохранение данных движения в файле цифрового изображения. Запись данных движения включает сохранение ЗО-массивов точек каждого кадра в секунду при движении человека. There is a method of creating, storing and providing access to a 3D image using a computer connected to a network and having a computer-readable storage medium on which a computer program is recorded containing many sections of code executed by a computing device, the method comprising the steps of: receiving 3D data, obtained by scanning a person or object; recording and setting the data format in a digital image file; storing a digital image file in a library of digital ZO image files located on a machine-readable medium; providing access to the library of files of digital ZO-images; reading a digital image file from a library of digital ZO image files; and uploading the digital image file to an interactive virtual environment. The method includes the step of electronically protecting the digital image file from general access over the network, the step of generating a unique digital key for accessing the library of digital ZO image files and providing this digital key to a user with access to this library, the step of transmitting a copy of the digital image file over the network after the user has the right to access, after presenting them with a unique digital key, the stage of restricting access to the network only for users who are registered in this network, the stage recording a digital image file on an electronic card, the stage of changing the format of the digital image file by modifying or improving the geometric characteristics and textures of the file, the stage of generating data related to grid, color, texture and installation. Scanning a person or an object involves the use of laser technology and / or technology for matching stereo images to obtain color data of the entire body of a person or object, scanning a person or object includes obtaining photographs of enlarged details of a face, scanning a person or object includes recording motion data corresponding to the person’s a certain time period, and further includes storing motion data in a digital image file. Recording motion data includes storing ZO-arrays of points of each frame per second during human movement.
Там же известна система (устройство) обработки изображений, содержащая множество устройств для записи изображения или последовательности изображений целевого пользователя или объекта; множество компьютеров, соединенных электронным образом с множеством указанных устройств, для параллельной обработки изображения или последовательности изображений с целью получения трехмерной модели целевого пользователя или объекта; модуль приема запросов на сканирование и управления работой множества компьютеров; множество встроенных вспышек для записи изображения или последовательности изображений целевого пользователя или объекта, а также группу колонок, распределенных вокруг платформы, причем каждая колонка использована для установки по меньшей мере одного устройства из множества устройств; и кольцевую рамную конструкцию для соединения колонок и для дополнительной установки камер и осветительных приборов. По меньшей мере одно из множества устройств выполнено с возможностью записи движения целевого пользователя или объекта. Множество устройств записывают изображение или последовательность изображение с использованием синхронизирующего механизма или множество устройств содержат, по меньшей мере, одну цифровую фотокамеру с высоким разрешением. Модуль представляет собой модуль параллельной обработки для анализа команд, содержащих задания на сканирование, и управления выполнением заданий на сканирование в соответствии с этими командами. Запросы на сканирование получены из системы клиента. Модуль представляет собой модуль параллельной обработки для считывания одного или нескольких файлов, соответствующих трехмерной модели целевого пользователя или объекта, и завершения согласования модели. Множество компьютеров управляют последовательностью записи множеством устройств и включают и выключают источники света индивидуально или группами при записи изображения или последовательности изображений целевого пользователя или объекта. Множество устройств представляет собой множество камер. Множество устройство содержит множество прожекторов, расположенных в определенном порядке, со встроенными вспышками (RU -N° 2012142114, прототип). There is also known an image processing system (device) comprising a plurality of devices for recording an image or image sequence of a target user or object; a plurality of computers electronically connected to a plurality of said devices for parallel processing of an image or sequence of images in order to obtain a three-dimensional model of a target user or object; a module for receiving scanning requests and controlling the operation of multiple computers; a plurality of built-in flashes for recording an image or a sequence of images of a target user or object, as well as a group of speakers distributed around the platform, each column being used to install at least one device from a plurality of devices; and an annular frame structure for connecting speakers and for additional installation of cameras and lighting fixtures. At least one of the plurality of devices is configured to record the movement of a target user or object. Many devices record an image or a sequence of images using a synchronization mechanism, or many devices contain at least one high-resolution digital camera. The module is a parallel processing module for analyzing commands containing scan jobs and controlling the execution of scan jobs in accordance with these commands. Scan requests received from customer systems. The module is a parallel processing module for reading one or more files corresponding to the three-dimensional model of the target user or object, and completing the coordination of the model. Many computers control the recording sequence of many devices and turn on and off the light sources individually or in groups when recording an image or image sequence of a target user or object. Many devices are many cameras. A plurality of device comprises a plurality of spotlights arranged in a specific order with built-in flashes (RU -N ° 2012142114, prototype).
Недостатками известных аналогов являются сложность и низкая точность построения изображения, не позволяющая воспроизводить мелкие детали, например, волосы человека, а также длительность реализации способа.  The disadvantages of the known analogues are the complexity and low accuracy of the image, which does not allow reproducing small details, for example, human hair, as well as the duration of the method.
Раскрытие сущности изобретения  Disclosure of the invention
Технической задачей группы изобретений является создание эффективного способа автоматического построения полного трехмерного цветного изображения человека и устройства для его осуществления, а также расширение арсенала способов и устройств построения трехмерного цветного изображения.  The technical task of the group of inventions is to create an effective method for automatically building a full three-dimensional color image of a person and a device for its implementation, as well as expanding the arsenal of methods and devices for building a three-dimensional color image.
Технический результат заявленной группы изобретений состоит в уменьшении сложности и повышении разрешения и точности построения изображения, позволяющая воспроизводить мелкие детали, например, волосы человека, а также сокращение длительности реализации способа. И возможность получения цветного трехмерного изображения человека в автоматическом режиме.  The technical result of the claimed group of inventions is to reduce the complexity and increase the resolution and accuracy of image construction, allowing you to reproduce small details, for example, human hair, as well as reducing the duration of the method. And the ability to obtain a color three-dimensional image of a person in automatic mode.
Сущность изобретения в части способа состоит в том, что способ построения трехмерного цветного изображения предусматривает размещение и вращение объекта сканирования на подиуме, подсветку объекта с помощью экрана и получение множества изображений с помощью установленных на стойке диаметрально противоположно экрану на, по меньшей мере, на двух уровнях источников света и сканеров, камеры которых формируют 3D и цветные 2D кадры для обработки, выполняемой путем построения полигональной сетки и формирования силуэта за счет совмещения изображений камер сканеров, построения трехмерного цветного изображения и хранения его в электронном виде, при этом стойка и подиум выполнены с возможностью взаимного углового перемещения, а сканеры размещены на стойке таким образом, что поля зрения каждой пары 3D и 2D камер соседних сканеров образуют область перекрытия, составляющую 1/3 -1/8 от площади кадра каждой камеры из соответствующей пары камер. The essence of the invention in terms of the method lies in the fact that the method of constructing a three-dimensional color image provides for the placement and rotation of the scan object on the podium, the illumination of the object using the screen and obtaining multiple images using mounted on a rack diametrically opposite to the screen at least at two levels light sources and scanners whose cameras form 3D and 2D color frames for processing by building a polygonal mesh and forming a silhouette by combining images of scanner cameras, building a three-dimensional color image and storing it electronically, while the stand and podium are made with the possibility of mutual angular movement, and the scanners are placed on the stand so that the field of view of each pair is 3D and 2D cameras of neighboring scanners form an overlap area of 1/3 -1/8 of the frame area of each camera from the corresponding pair of cameras.
Предпочтительно, производят вращение, при котором сканеры или объект совершает оборот на 360°-450° градусов за 5-30 секунд с получением от 50 до 500 кадров при этом сканирование осуществляют с частотой от 5 до 25 кадров в секунду.  Preferably, a rotation is performed in which scanners or an object rotates 360 ° -450 ° degrees in 5-30 seconds to obtain from 50 to 500 frames, while scanning is performed at a frequency of 5 to 25 frames per second.
Предпочтительно, каждый кадр сканера представляет собой трехмерное изображение, которое содержит от 10 - 50 тысяч трехмерных точечных измерений, каждое из которых представляет собой расстояние от сканера до объекта.  Preferably, each frame of the scanner is a three-dimensional image, which contains from 10 to 50 thousand three-dimensional point measurements, each of which represents the distance from the scanner to the object.
Предпочтительно, при построении трехмерного цветного изображения для каждой точки 3D измерений и установления ее цвета с каждой позиции 2D изображение проецируется на полученный 3D объект и всем 3D измерениям, которые попали в область куда проецировался соответствующий пиксель 2D изображения добавляется информация о яркости этого пикселя в одной из монохроматических составляющих видимого света и получения действительного цвета путем усреднения яркостей пикселей из разных 2D изображений, причем для текстурирования получаемой модели и получения цвета все трехмерные изображения с каждого трехмерного сканера с каждой позиции сканера или ракурса помещаются в одну систему координат связанную с объектом, или в систему координат связанную с первым полученным сканом с первой позиции трехмерного сканера, с помощью алгоритмов ICP.  Preferably, when constructing a three-dimensional color image for each point of 3D measurements and establishing its color from each position, the 2D image is projected onto the obtained 3D object and all the 3D measurements that fall in the area where the corresponding pixel of the 2D image was projected adds information about the brightness of this pixel in one of monochromatic components of visible light and obtaining the actual color by averaging the brightness of pixels from different 2D images, and for texturing the resulting model and floor cheniya all three-dimensional color images of each three-dimensional scanner with each position of the scanner or the angle are placed in a coordinate system associated with the object, or to a coordinate system associated with the first scan acquisition from the first position the three-dimensional scanner using ICP algorithms.
Сущность изобретения в части устройства состоит в том, что устройство для построения трехмерного цветного изображения содержит кабину, в которой размещены с возможностью взаимного углового поворота подиум для объекта сканирования и стойка, на которой, по меньшей мере, на двух уровнях установлены источники света и сканеры, имеющие совмещенные в общем корпусе 3D камеры и цветные 2D камеры, подключенные к вычислительным средствам обработки, выполненным с возможностью совмещения изображений камер сканеров, построения трехмерного цветного изображения и хранения его в электронном виде, а также экран со светодиодной подсветкой, расположенный диаметрально противоположно упомянутой стойке со сканерами, при этом сканеры размещены на стойке таким образом, что поля зрения каждой пары 3D и 2D камер соседних сканеров образуют область перекрытия составляющую 1/3-1/8 от площади кадра каждой камеры из соответствующей пары камер The essence of the invention in terms of the device consists in that the device for constructing a three-dimensional color image contains a cabin in which the podium for the scanning object and the rack on which at least two light sources and scanners are installed on the levels, having 3D cameras combined in a common case and 2D color cameras connected to processing computing tools that are capable of combining scanner camera images, constructing a three-dimensional color image and storing it electronically, as well as a LED-backlit screen located diametrically opposite to the mentioned rack with scanners, while the scanners are placed on the rack so that the field of view of each pair of 3D and 2D cameras of adjacent scanners image dissolved overlapping area is 1 / 3-1 / 8 of the frame area of each chamber of the corresponding pair of cameras
В частных случаях реализации кабина выполнена с вращающимся вокруг своей оси постаментом для взаимного углового поворота подиума и стойки, или в других случаях кабина выполнена с вращающейся вокруг постамента стойкой со сканерами для взаимного углового поворота подиума и стойки.  In particular cases of implementation, the cabin is made with a pedestal rotating around its axis for mutual angular rotation of the podium and the stand, or in other cases the cabin is made with a stand rotating around the pedestal with scanners for the mutual angular rotation of the podium and the stand.
Предпочтительно, 3D камеры сканеров выполнены с точностью и разрешающей способностью не хуже 2мм.  Preferably, the 3D cameras of the scanners are made with accuracy and resolution not worse than 2mm.
Предпочтительно, 3D камеры сканеров выполнены с возможностью получения 5 - 25 кадров в секунду, 50 - 500 кадров за оборот на 360° - 450°, содержащих (10 - 50)103 точек измерения расстояния от камеры до поверхности объекта. Preferably, the 3D cameras of the scanners are configured to receive 5 - 25 frames per second, 50 - 500 frames per revolution 360 ° - 450 °, containing (10 - 50) 10 3 points for measuring the distance from the camera to the surface of the object.
В частных случаях реализации устройство содержит 4 сканера, два из которых расположены на стойке посередине горизонтально, один сверху и один снизу вертикально, причем 3D камеры сканеров выполнены с разрешением не менее 1.25 мегапикселя 1296x964 пикселей, или в других случаях оно содержит 3 сканера один сверху, один по середине и один снизу, причем 3D камеры сканеров выполнены разрешением не менее 2 мегапикселей, или в других случаях оно содержит 2 сканера один сверху и один снизу, причем 3D камеры сканеров выполнены разрешением не менее 4 мегапикселей.  In particular cases of implementation, the device contains 4 scanners, two of which are located on the stand in the middle horizontally, one on top and one on the bottom vertically, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 1.25 megapixels of 1296x964 pixels, or in other cases it contains 3 scanners one on top, one in the middle and one below, moreover, the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 2 megapixels, or in other cases it contains 2 scanners one above and one from the bottom, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 4 megapixels th.
Перечень фигур чертежей На чертеже фиг.1 изображена трехмерная кабина для построения трехмерного цветного изображения с неподвижным постаментом, на фиг.2 - трехмерная кабина для построения трехмерного цветного изображения с вращающимся постаментом, на фиг.З - поля зрения сканеров и их области перекрытия, вид спереди; на фиг.4 — силуэты человека наблюдаемые двухмерной камерой , на фиг.5 - схема 3D измерения ηΐ.,.ηό поверхности, которая попадает в поле зрения сканера с данной позиции; на фиг.6 - схема дополнения первого трехмерного скана дополнительными 3D измерениями полученными с другой позиции; на фиг. 7- схема получения цвета модели из двумерных изображений; на фиг.8— блок-схема последовательности обработки трехмерных и двухмерных данных полученных при съемке. List of drawings The drawing of Fig. 1 shows a three-dimensional cabin for constructing a three-dimensional color image with a fixed pedestal, Fig. 2 - a three-dimensional cabin for constructing a three-dimensional color image with a rotating pedestal, Fig. 3 - field of view of scanners and their overlapping area, front view; figure 4 - the silhouettes of a person observed by a two-dimensional camera, figure 5 is a 3D diagram of the measurement ηΐ.,. ηό of the surface that falls into the field of view of the scanner from this position; 6 is a diagram of the addition of the first three-dimensional scan with additional 3D measurements obtained from another position; in FIG. 7- scheme for obtaining the color of the model from two-dimensional images; on Fig - block diagram of the sequence of processing of three-dimensional and two-dimensional data obtained during shooting.
На чертежах обозначены:  In the drawings are indicated:
Стойка (блок) 6 трехмерных (3D) сканеров 1, средства 2 подсветки (подсветка 2), вращающейся части 3 и однотонный (белый) экрана 4 с подсветкой 9 диодных ламп, который расположен позади объекта напротив блока 6 сканеров 1. Подсветка 2 или 9 может быть выполнена с использованием бытовых диодных ламп. Возможен вариант, когда вращается человек на поворотном подиуме 5 (фиг 2), и вариант когда человек неподвижен, а блок б трехмерньпс сканеров 1 и подсветки вращается вокруг объекта. Также обозначены поля 7 зрения сканеров 1 и их области 8 перекрытия, точки и линии 10 силуэта (контура), силуэт (контур) 11, множество границ 12 объекта, позиции 13 сканеров 1. Подсветка 2 и 9 может иметь рассеиватели или отражатели (не изображены)  Rack (block) of 6 three-dimensional (3D) scanners 1, means 2 of the backlight (backlight 2), rotating part 3 and monophonic (white) screen 4 with backlight 9 diode lamps, which is located behind the object opposite the block 6 of scanners 1. Backlight 2 or 9 can be made using household diode lamps. A variant is possible when a person rotates on a podium 5 (Fig. 2), and a variant when a person is stationary, and the block 3 of the three-dimensional scanners 1 and the backlight rotates around the object. Also indicated are the fields of view 7 of the scanners 1 and their overlapping areas 8, points and lines 10 of the silhouette (contour), silhouette (contour) 11, many borders of the object 12, position 13 of the scanners 1. The backlight 2 and 9 may have diffusers or reflectors (not shown )
3D измерения имеют область 14 перекрытия, трехмерные сканы 15, двумерное изображение 16, пиксель 17 двумерного изображения, полученный трехмерный объект 18.  3D measurements have an overlap region 14, three-dimensional scans 15, two-dimensional image 16, two-dimensional image pixel 17, the obtained three-dimensional object 18.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения  Preferred Embodiments
Далее описывается трехмерная кабина, фиг 1,2. Состоит из блока 6 трехмерных сканеров 1 с 3D и 2D камерами и средств 2 подсветки, вращающейся части 3 и экрана 4, который расположен позади человека напротив блока 6 трехмерных сканеров 1. Возможен вариант, когда вращается человек на постаменте (идентично - подиуме, поворотной платформе) 5 - фиг 2, и вариант когда человек неподвижен, а блок 6 трехмерных сканеров 1 и подсветка 2,9 вращается вокруг человека - фиг 1. The following describes a three-dimensional cabin, Fig 1,2. It consists of a block 6 of three-dimensional scanners 1 with 3D and 2D cameras and means 2 of the backlight, a rotating part 3 and a screen 4, which is located behind the person opposite the block 6 of three-dimensional scanners 1. It is possible that a person rotates on a pedestal (identical to the podium, turntable ) 5 - FIG. 2, and the option when the person is stationary, and the block 6 of three-dimensional scanners 1 and the backlight 2.9 revolves around the person - Fig 1.
В кабине используются трехмерные сканеры 1 структурированной подсветки 2 типа Artec L (подсветка либо лампа вспышка либо светодиодная, например, синий светодиод, тип крепежа - прищепка, держатель "гусиная шея", питание адаптер с выключателем.) Каждый сканер 1 содержит в себе проектор для проецирования структурированного изображения, 3D камеру, которая расположена под углом к проектору и которая получает 3D координаты , т.е. измеряет расстояние до объекта, путем наблюдения под некоторым углом отраженной от объекта картинки, спроецированной проектором. По искажениям заранее известной спроецированной картинки вычисляется расстояние до объекта. Также сканер 1 содержит в себе 2D камеру для съемки информации о цвете объекта т.е. обычное фото. Обе (3D и 2D) камеры синхронизированы и снимают одновременно трехмерное изображение с каждой позиции и двухмерное и их положение друг относительно друга откалибровано и заранее известно.  The cabin uses three-dimensional scanners 1 of structured illumination 2 of the Artec L type (backlight or flash lamp or LED, for example, blue LED, type of fastener - clothespin, gooseneck holder, power adapter with switch.) Each scanner 1 contains a projector for projecting a structured image, a 3D camera that is located at an angle to the projector and which receives 3D coordinates, i.e. measures the distance to the object by observing at a certain angle the image projected by the projector reflected from the object. The distortion of a previously known projected image calculates the distance to the object. The scanner 1 also contains a 2D camera for capturing information about the color of an object i.e. regular photo. Both (3D and 2D) cameras are synchronized and simultaneously capture a three-dimensional image from each position and two-dimensional and their position relative to each other is calibrated and known in advance.
Заявляемый способ построения трехмерного цветного изображения реализуется заявляемым устройством в процессе сканирования, которое производится следующим образом.  The inventive method of constructing a three-dimensional color image is implemented by the claimed device in the scanning process, which is performed as follows.
Предварительно производится процесс калибровки кабины перед съемкой: Сканеры 1 произвольным образом расположены друг над другом, и информация об их относительном положении в пространстве друга относительно друга неизвестна. Перед тем как начать съемку необходимо откалибровать положение сканеров 1. Для этого необходимо, например, поместить человека в центр кабины, т.к. поля зрения сканеров 1 расположены с перекрытиями фиг. 3., то мы можем наблюдать одну и туже часть объекта с разных сканеров 1, это позволяет использовать алгоритм ICP для совмещения 3D изображений с разных сканеров и позволяет расположить эти изображения в одной системе координат и, таким образом, определить взаимное положение 3D сканеров 1.  The cab calibration process is preliminarily performed before shooting: Scanners 1 are arbitrarily located one above the other, and information about their relative position in the space of the other relative to each other is unknown. Before starting the shooting, it is necessary to calibrate the position of the scanners 1. For this, it is necessary, for example, to place a person in the center of the cabin, as the field of view of the scanners 1 are located with overlaps of FIG. 3., then we can observe the same part of the object from different scanners 1, this allows you to use the ICP algorithm to combine 3D images from different scanners and allows you to arrange these images in one coordinate system and, thus, determine the relative position of 3D scanners 1.
Для осуществления построения трехмерного цветного изображения человек заходит внутрь кабины встает (или устанавливается другой трехмерный объект), на вращающийся или неподвижный подиум 5, который находится в центре кабины, не двигается и замирает в выбранном положении, происходит вращение, при котором блок 6 трехмерных сканеров 1 или человек совершает чуть больше чем полный оборот 360-450 градусов, за 10-30 секунд. Это необходимо для того, чтобы трехмерная модель получилась более точной. Затем происходит обработка всех полученных изображений со всех трехмерных сканеров 1 со всех позиций. To implement the construction of a three-dimensional color image, a person enters the cabin, gets up (or sets another three-dimensional object), on a rotating or fixed podium 5, which is located in the center of the cabin, does not move and freezes in the selected position, a rotation occurs in which the block 6 of three-dimensional scanners 1 or a person makes a little more than a full revolution of 360-450 degrees, for 10 -30 seconds. This is necessary in order to make the three-dimensional model more accurate. Then there is a processing of all received images from all three-dimensional scanners 1 from all positions.
Сканирование 3D камерой происходит с частотой от 5 до 25 кадров в секунду. За один оборот вращения трехмерные сканеры 1 сканируют человека со всех ракурсов и таким образом получается замкнутая трехмерная модель из наложенных по краям друг на друга 3D изображений.  Scanning with a 3D camera occurs at a frequency of 5 to 25 frames per second. For one rotation revolution, three-dimensional scanners 1 scan a person from all angles and thus a closed three-dimensional model is obtained from 3D images superimposed at the edges of each other.
С каждой позиции сканер 1 получает кадр - трехмерное изображение, которое содержит от 10 - 50 тысяч трехмерных измерений, т.е. точек в системе координат 3D камеры сканера 1 т.е. каждая точка содержит в себе расстояние от 3D камеры сканера 1 до объекта.  From each position, the scanner 1 receives a frame - a three-dimensional image, which contains from 10 - 50 thousand three-dimensional measurements, i.e. points in the coordinate system of the 3D camera of the scanner 1 i.e. each point contains the distance from the 3D camera of the scanner 1 to the object.
За один оборот получается от 100 до 500 кадров с каждой позиции сканера 1 , что позволяет получить большую плотность измерений на площади поверхности и измерить все нюансы геометрии и цвета фигуры человека.  For one revolution, from 100 to 500 frames are obtained from each position of the scanner 1, which allows you to get a higher density of measurements on the surface area and measure all the nuances of the geometry and color of a person’s figure.
Все трехмерные изображения с каждого трехмерного сканера 1 (3D камеры) с каждой позиции сканера или ракурса помещаются в одну систему координат связанную с объектом, или в систему координат связанную с первым полученным сканом с первой позиции трехмерного сканера, с помощью алгоритмов ICP, затем происходит текстурирование модели т.е. получение цвета. Для этого все 2D изображения полученные с каждой позиции с помощью. 2D камер сканеров 1 проецируются на 3D модель в системе координат 3D модели и получается единая картинка всех смешанных изображений. Все вычисления могут происходить как на локальном компьютере, которым оборудована кабина, так и обработка может происходить на удаленном вычислительном устройстве (не изображены) и обмен данными может происходить через интернет.  All three-dimensional images from each three-dimensional scanner 1 (3D camera) from each position of the scanner or angle are placed in one coordinate system associated with the object, or in the coordinate system associated with the first received scan from the first position of the three-dimensional scanner, using ICP algorithms, then texturing occurs models i.e. getting color. To do this, all 2D images obtained from each position using. 2D cameras of scanners 1 are projected onto the 3D model in the coordinate system of the 3D model and a single picture of all mixed images is obtained. All calculations can occur both on the local computer with which the cabin is equipped, and processing can take place on a remote computing device (not shown) and data exchange can take place via the Internet.
Процесс сканирования т.е. один оборот происходит меньше чем за минуту. За это время человек не сильно меняет позу и это не сказывается на корректности работы ICP алгоритмов т.е. геометрические изменения 3D модели незначительные. Scanning process i.e. one revolution occurs in less than a minute. During this time, the person does not change the position much and this does not affect correct operation of ICP algorithms i.e. geometric changes of the 3D model are minor.
3D и 2D сканирование человека происходит с точностью и разрешающей способностью не хуже 2мм.  3D and 2D scanning of a person occurs with accuracy and resolution not worse than 2mm.
В используемых для реализации настоящего способа 3D сканерах 1 применяется 3D камера 1.25 мегапикселя 1296x964 пикселей, что не позволяет получить 3D модель человека в полный рост с требуемой точностью, с помощью только одного сканера 1, поэтому предлагается использовать, например, 4 сканера 1, расположенных в блоке 6 друг над другом. В этом случае в блоке 6 два посередине сканера 1 расположены горизонтально для того чтобы отсканировать область туловища и руки, а два сканера 1 сверху и снизу расположены вертикально., с получением на фиг1 и фиг 3 поля 7 зрения сканеров 1. Возможно использование в 3D сканерах 4-х мегапиксельных камер и более, в этом случае будет достаточно 2-х 3D сканеров.  The 3D scanners 1 used to implement this method use a 3D camera 1.25 megapixels of 1296x964 pixels, which does not allow to get a 3D model of a person at full height with the required accuracy, using only one scanner 1, therefore it is proposed to use, for example, 4 scanners 1 located in block 6 one above the other. In this case, in block 6, two in the middle of the scanner 1 are located horizontally in order to scan the area of the body and arm, and two scanners 1 are located vertically above and below., With obtaining in FIG. 1 and FIG. 3 field of view 7 of scanners 1. It is possible to use in 3D scanners 4 megapixel cameras and more, in this case, 2 3D scanners will be enough.
Поля зрения 3D сканеров 1 выбраны таким образом чтобы покрыть 3D измерениями человека 2 метра ростом. Поля зрения сканеров 1 имеют область 8 перекрытия, которая приблизительно составляет 1/3 -1/8 от площади кадра, это необходимо для качественной работы алгоритмов ICP и при калибровке кабины. Количество пикселей по вертикали на четырех сканерах 1 получается приблизительно 3500 пикселей, получается что на 2мм поверхности приходится 3.5 пикселя, что достаточно для уверенного получения 3D измерения в любой области площадью 2 квадратных миллиметра на поверхности 3D модели человека.  The fields of view of 3D scanners 1 are selected so as to cover 3D measurements of a person 2 meters tall. The fields of view of the scanners 1 have an overlap area 8, which is approximately 1/3 -1/8 of the frame area, this is necessary for the high-quality operation of ICP algorithms and for calibrating the cabin. The number of vertical pixels on four scanners 1 is approximately 3,500 pixels, it turns out that there are 3.5 pixels on a 2mm surface, which is enough to confidently obtain 3D measurements in any area of 2 square millimeters on the surface of a 3D human model.
Для получения качественной фотографической текстуры, т.е. цвета объекта, используется подсветка 2. Лампы подсветки 2 расположены равномерно рядом со сканерами 1 по всей площади передней панели блока 6 сканеров, так чтобы равномерно осветить человека в полный рост, фиг. 1,2. Подсветка 2 и 9 также может иметь рассеиватели расположенные перед лампами или отражатели для получения равномерного освещения объекта.  To obtain a high-quality photographic texture, i.e. the color of the object, the backlight 2 is used. The backlight 2 is located evenly next to the scanners 1 over the entire area of the front panel of the scanner unit 6, so as to uniformly illuminate a person to their full height, FIG. 1,2. The backlight 2 and 9 can also have diffusers located in front of the lamps or reflectors to obtain uniform illumination of the object.
При сканировании волос возникают проблемы, из за того что волосы имеют тонкую структуру, которую 3D сканер не может различить. Для этого предусмотрен однотонный экран 4, который равномерно подсвечен с помощью диодных ламп подсветки 9 сверху и снизу справа и слева, который расположен на диаметрально противоположенной стороне от блока 6 сканеров 1 и всегда находится позади человека по отношению к блоку 6 сканеров 1, фиг 1,2, так что можно наблюдать силуэты 1 1 или контуры 10 человека на его фоне фиг 4. С помощью приведенного ниже алгоритма силуэтов, измерения полученные с контура 10 человека добавляются в систему координат, связанную с 3D моделью человека. Данный алгоритм не позволяет получить точную информацию о 3D модели, но позволяет получить приблизительную форму прически. Эти данные также используются при построении модели человека и позволяют дополнить информацию о форме прически человека по фиг 4. When scanning hair, problems arise due to the fact that the hair has a fine structure that the 3D scanner cannot distinguish. For this, a single-color screen 4 is provided, which is uniformly illuminated with using diode backlight 9 on the top and bottom right and left, which is located on the diametrically opposite side from the block 6 of the scanners 1 and is always behind the person with respect to the block 6 of the scanners 1, Fig 1,2, so that you can observe the silhouettes 1 1 or contours 10 people against its background, Fig 4. Using the silhouette algorithm below, the measurements obtained from the 10 human contour are added to the coordinate system associated with the 3D human model. This algorithm does not allow you to obtain accurate information about the 3D model, but allows you to get an approximate shape of the hairstyle. These data are also used in the construction of a human model and allow you to supplement the information on the shape of the human hairstyle in FIG. 4.
Алгоритм ICP реализуется при этом следующим образом: С каждой позиции 13 трехмерный сканер получает 3D измерения (на чертеже обозначены: ηΐ.,.ηό) поверхности, которая попадает в поле зрения сканера 1 с данной позиции фиг. 5. Затем со следующей позиции сканер 1 вновь получает 3D измерения (на чертеже обозначены ml...m6) поверхности, эти измерения содержат в себе и новую информацию о поверхности и информацию которая содержится в 3D измерениях полученных с предыдущей позиции. Эти 3D измерения имеют область 14 перекрытия, потому что в каждом из этих 3D измерений мы сняли одну и ту же часть объекта. Измерения п3...п6 и измерения ml...m4 содержат в себе информацию об одной и той же части объекта и образуют область перекрытия двух трехмерных сканов 15 сделанных с разных позиций. По этим областям перекрытия мы можем совместить эти два трехмерных скана и зарегистрировать их в одной системе координат и дополнить первый трехмерный скан дополнительными 3D измерениями полученными с другой позиции фиг. 6, и таким образом построить общую 3D модель из полученных нами 3D измерений с разных позиций, затем можно создать полигональную сетку, для более удобного отображения модели на экране компьютера. При регистрации всех 3D измерений в одну систему координат связанную, например, с системой координат первого 3D измерения, мы также можем определить в этой системе координат и координаты всех позиций камер сканеров 1 в которых производилась съемка. Также при определении одинаковых областей перекрытия может быть использована информация о цвет объекта. The ICP algorithm is implemented as follows: From each position 13, the three-dimensional scanner receives 3D measurements (indicated in the drawing: ηΐ.,. Ηό) of the surface that falls into the field of view of the scanner 1 from this position of FIG. 5. Then, from the next position, scanner 1 again receives 3D measurements (ml ... m6 are indicated in the drawing) of the surface, these measurements contain both new information about the surface and information that is contained in 3D measurements obtained from the previous position. These 3D measurements have an overlap area 14, because in each of these 3D measurements we shot the same part of the object. Measurements n3 ... n6 and measurements ml ... m4 contain information about the same part of the object and form the overlap area of two three-dimensional scans 15 made from different positions. In these areas of overlap, we can combine these two three-dimensional scans and register them in one coordinate system and supplement the first three-dimensional scan with additional 3D measurements obtained from another position of FIG. 6, and thus build a common 3D model from the 3D measurements we received from different positions, then you can create a polygonal mesh to more conveniently display the model on a computer screen. When registering all 3D measurements into one coordinate system associated, for example, with the coordinate system of the first 3D measurement, we can also determine in this coordinate system the coordinates of all positions of the cameras of the scanners 1 in which the survey was performed. Also with determining the same areas of overlap can be used information about the color of the object.
Текстурирование получаемого изображения производится по следующему алгоритму. После построения 3D модели, для каждой точки 3D измерений нужно определить ее цвет. Для этого на каждой позиции снимаем 2D изображение 16 фиг.7. Затем с каждой позиции это 2D изображение полученное с 2D камер сканеров 1 проецируется на полученный 3D объект 18 и всем 3D измерениям nl п2 пЗ, которые попали в область куда проецировался пиксель 17 2D изображения, добавляется информация о яркости этого пикселя в красной составляющей видимого света, в синей и зеленой, так как 2D камера имеет красные, синие и зеленные пиксели. Если мы для одного и того же участка поверхности имеем несколько изображений, то информация о яркости 3D измерений в этой области поверхности получается путем усреднения яркостей пикселей из разных 2D изображений. В результате мы получаем 3D модель, в которой все 3D измерения обладают яркостями в красной составляющей видимого света, в синей и зеленой, т.е каждое 3D измерение обладает цветом.  The resulting image is textured using the following algorithm. After building a 3D model, for each point of 3D measurements, you need to determine its color. To do this, at each position we shoot a 2D image 16 of Fig.7. Then, from each position, this 2D image obtained from the 2D cameras of the scanners 1 is projected onto the obtained 3D object 18 and to all 3D measurements nl п2 пЗ that hit the area where the pixel 17 of the 2D image was projected, information about the brightness of this pixel in the red component of visible light is added, in blue and green, since the 2D camera has red, blue, and green pixels. If we have several images for the same surface area, then information about the brightness of 3D measurements in this area of the surface is obtained by averaging the brightness of pixels from different 2D images. As a result, we get a 3D model in which all 3D measurements have brightness in the red component of visible light, in blue and green, i.e. each 3D measurement has color.
Алгоритм построения силуэтов заключается в следующем. На фиг 4. слева изображен силуэт 1 1 объекта, справа изображен вид сверху этого объекта. С каждой позиции 13 по фиг 4 камера 1 получает двухмерное изображение, в котором виден силуэт 11 человека на фоне подсвеченного белого экрана 4. Экран 4 может быть и другого равномерного цвета, например, синего или зеленного. Силуэт 11, наблюдаемый с одной позиции, своими контурами 10 ограничивает объект в пространстве фиг 4. С каждой позиции мы наблюдаем множество границ 12 объекта и, таким образом, получаем приблизительную форму объекта, т.е. приблизительную 3D модель.  The algorithm for constructing silhouettes is as follows. In Fig 4. on the left shows the silhouette 1 1 of the object, on the right shows a top view of this object. From each position 13 of FIG. 4, camera 1 receives a two-dimensional image in which a silhouette of a person 11 is seen against a background of an illuminated white screen 4. Screen 4 may be of another uniform color, for example, blue or green. The silhouette 11, observed from one position, by its contours 10 limits the object in the space of Fig 4. From each position we observe a lot of borders 12 of the object and, thus, we get the approximate shape of the object, i.e. approximate 3D model.
Последовательность обработки трехмерных и двухмерных данных, получаемых при съемке в кабине фиг 8, состоит в следующем.  The sequence of processing three-dimensional and two-dimensional data obtained when shooting in the cabin of FIG. 8 is as follows.
Процедура получения трехмерного цветного изображения включает процесс съемки объекта (человека) в кабине и получение трехмерных и двухмерных данных с разных позиций. Затем осуществляется обработка трехмерных и двухмерных данных для получения 3D модели объекта (человека). С помощью 2D данных формируется алгоритм силуэтов, 2D и 3D данные служат для реализации алгоритма ICP для регистрации 3D данных в одной (единой) системе координат. 2D данные и зарегистрированные 3D данные с помощью алгоритма текстурирования предоразуются в цветную 3D модель объекта (человека). После этого возможна закгрузка цветной 3D модели объекта (человека) на страницу в Интернете в личный кабинет пользователя, а затем печать трехмерной копии объекта (человека) на 3D принтере The procedure for obtaining a three-dimensional color image includes the process of shooting an object (person) in the cabin and obtaining three-dimensional and two-dimensional data from different positions. Then, three-dimensional and two-dimensional data are processed to obtain a 3D model of the object (person). Using 2D data, a silhouette algorithm is generated, 2D and 3D data are used to implement the ICP algorithm for registering 3D data in one (single) coordinate system. 2D data and recorded 3D data using a texturing algorithm are pre-formed into a color 3D model of an object (person). After that, it is possible to download a color 3D model of an object (person) to a page on the Internet in the user's personal account, and then print a three-dimensional copy of the object (person) on a 3D printer
Обработка полученных данных может происходить как на компьютере, который расположен рядом с кабиной, так и на удаленном вычислительном устройстве, обмен отсканированными данными при этом может происходить через сеть интернет. Результат обработки - цветная трехмерная модель отправляется на интернет сайт, и пользователь имеет возможность получить доступ к ней в своем личном кабинете и отправить ее на печать на трехмерный принтер, либо разрешить доступ к своей трехмерной модели другим лицам.  Processing of the obtained data can occur both on a computer located near the cab and on a remote computing device, while the exchange of scanned data can occur via the Internet. The result of processing is a color three-dimensional model sent to the Internet site, and the user has the opportunity to access it in his personal account and send it to print on a three-dimensional printer, or allow access to his three-dimensional model to other persons.
3D модель полученная в кабине может быть использована в разных областях.  The 3D model obtained in the cockpit can be used in various fields.
Например, можно распечатать 3D модель человека на 3D принтере и, таким образом, получить объемную копию человека, также можно распечатать уменьшенную копию и использовать эту 3D модель как сувенир. Некоторые модели 3D принтеров имееют возможность печатать цветные 3D модели. Таким образом мы получаем новый достаточно доступный вид изобразительного искусства наряду с фотографией в нашей повседневной жизни.  For example, you can print a 3D model of a person on a 3D printer and, thus, get a three-dimensional copy of a person, you can also print a reduced copy and use this 3D model as a souvenir. Some 3D printer models have the ability to print color 3D models. Thus, we get a new fairly affordable type of fine art along with photography in our daily lives.
Также 3D модель можно использовать для анализа объема человека для медицинских целей, целей диетологии, при планировании спортивной нагрузки и тренировок в фитнесе. Также эту 3D модель можно использовать для виртуальной примерки одежды и пошива одежды на заказ по индивидуальным меркам, потому что мы имеем набор 3D измерений и каждый портной имеет возможность сделать замер в любом месте 3D модели человека в отсутствии самого человека.  Also, the 3D model can be used to analyze the volume of a person for medical purposes, dietetics, when planning a sports load and training in fitness. Also, this 3D model can be used for virtual fitting of clothes and tailoring according to individual standards, because we have a set of 3D measurements and each tailor has the opportunity to measure anywhere in the 3D model of a person in the absence of the person himself.
В результате использования заявляемой группы изобретений достигнуто уменьшение сложности, повышение разрешения и точности построения получаемого изображения, т.е. качества трехмерного цветного изображения объекта, с возможностью воспроизведения мелких деталей, например, волос человека, а также сокращение длительности реализации способа. Обеспечивается возможность получения цветного трехмерного изображения человека в автоматическом режиме. As a result of using the claimed group of inventions, a decrease in complexity, an increase in resolution and accuracy of construction was achieved the resulting image, i.e. quality three-dimensional color image of the object, with the ability to reproduce small details, for example, human hair, as well as reducing the duration of the method. It is possible to obtain a color three-dimensional image of a person in automatic mode.
Промышленная применимость  Industrial applicability
Настоящее изобретение реализуется с помощью универсального оборудования, широко распространенного в промышленности.  The present invention is implemented using universal equipment widely used in industry.
Для справки приводятся источники информации, в которых описаны отдельные вспомогательные процедуры и программные продукты, используемые при реализации заявленной группы изобретений:  For reference, sources of information are given that describe individual supporting procedures and software products used in the implementation of the claimed group of inventions:
Алгоритмы ICP  ICP Algorithms
[1] Besl, P. and McKay, N. "A Method for Registration of 3-D Shapes," Trans. PAMI, Vol. 14, No. 2, 1992  [1] Besl, P. and McKay, N. "A Method for Registration of 3-D Shapes," Trans. PAMI, Vol. 14, No. 2, 1992
[2] Chen, Y. and Medioni, G. "Object Modeling by Registration of Multiple [2] Chen, Y. and Medioni, G. "Object Modeling by Registration of Multiple
Range Images," Proc. IEEE Conf. on Robotics and Automation, 1991 Range Images, "Proc. IEEE Conf. On Robotics and Automation, 1991
[3] RUSINKIEWICZ, S., AND LEVOY, M. 2001. Efficient variants of the ICP algorithm. In Proc. of 3DIM, 145-152.  [3] RUSINKIEWICZ, S., AND LEVOY, M. 2001. Efficient variants of the ICP algorithm. In Proc. of 3DIM, 145-152.
Алгоритмы текстурирования  Texturing Algorithms
[1] Bornik, A. and Karner, K. "High Quality Texture Reconstruction from [1] Bornik, A. and Karner, K. "High Quality Texture Reconstruction from
Multiple Views, Journal of Visualization and Computer Animation, Vol. 12, pp. 263- 276, 2002. Multiple Views, Journal of Visualization and Computer Animation, Vol. 12, pp. 263-276, 2002.
[2] Agathos, A. and Fisher, R. "Color Texture Fusion of Multiple Range Images", Fourth International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling, 2003. 3DIM 2003. Proceedings, pp. 139-146  [2] Agathos, A. and Fisher, R. "Color Texture Fusion of Multiple Range Images", Fourth International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling, 2003. 3DIM 2003. Proceedings, pp. 139-146
[3] Roccini, C, Cignoni P., Montani C. "Multiple Texture Stitching and Blending on 3D Objects", EGWR'99 Proceedings of the 10th Eurographics conference on Rendering, pp. 1 19-130, 1999.  [3] Roccini, C, Cignoni P., Montani C. "Multiple Texture Stitching and Blending on 3D Objects", EGWR'99 Proceedings of the 10th Eurographics conference on Rendering, pp. 1 19-130, 1999.
Алгоритмы силуэтов  Silhouette Algorithms
[1] Visual Hull Alignment and Refinement Across Time: A 3D [1] Visual Hull Alignment and Refinement Across Time: A 3D
Reconstruction Algorithm Combining Shape-From-Silhouette with Stereo. German .М. Cheung Simon Baker Takeo Kanade Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh PA 15213 Reconstruction Algorithm Combining Shape-From-Silhouette with Stereo. German .M. Cheung Simon Baker Takeo Kanade Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh PA 15213
[2] 3D reconstruction of real objects with high resolution shape and texture Y. Yemeza,*, F. Schmittb Computer Engineering Department, Кос, University, 34450 Sariyer, Istanbul, Turkey. Signal and Image Processing Department, ENST- CNRS URA820, 46 rue Barrault, 75013 Paris, France 23 June 2004  [2] 3D reconstruction of real objects with high resolution shape and texture Y. Yemeza, *, F. Schmittb Computer Engineering Department, Kos, University, 34450 Sariyer, Istanbul, Turkey. Signal and Image Processing Department, ENST- CNRS URA820, 46 rue Barrault, 75013 Paris, France 23 June 2004
[3] Adaptive 3D Modeling of Objects by Combining Shape from Silhouette and Shape from Structured Light. Diploma thesis. Srdan Tosovic February 15, 2002  [3] Adaptive 3D Modeling of Objects by Combining Shape from Silhouette and Shape from Structured Light. Diploma thesis. Srdan Tosovic February 15, 2002

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ построения трехмерного цветного изображения, предусматривающий размещение и вращение объекта сканирования на подиуме, подсветку объекта с помощью экрана и получение множества изображений с помощью установленных на стойке диаметрально противоположно экрану на, по меньшей мере, на двух уровнях источников света и сканеров, камеры которых формируют 3D и цветные 2D кадры для обработки, выполняемой путем построения полигональной сетки и формирования силуэта за счет совмещения изображений камер сканеров, построения трехмерного цветного изображения и хранения его в электронном виде, при этом стойка и подиум выполнены с возможностью взаимного углового перемещения, а сканеры размещены на стойке таким образом, что поля зрения каждой пары 3D и 2D камер соседних сканеров образуют область перекрытия, составляющую 1/3 -1/8 от площади кадра каждой камеры из соответствующей пары камер. 1. A method of constructing a three-dimensional color image, involving the placement and rotation of the scan object on the podium, the illumination of the object using the screen and the receipt of many images using mounted on a rack diametrically opposite the screen on at least two levels of light sources and scanners whose cameras form 3D and 2D color frames for processing performed by building a polygonal mesh and forming a silhouette by combining images of scanner cameras, building a three-dimensional color image and storing it in electronic form, while the stand and the podium are made with the possibility of mutual angular movement, and the scanners are placed on the rack so that the field of view of each pair of 3D and 2D cameras of adjacent scanners form an overlap area of 1/3 -1 / 8 of the frame area of each camera from the corresponding pair of cameras.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят вращение, при котором сканеры или объект совершает оборот на 360°-450° градусов за 10-30 секунд с получением от 50 до 500 кадров при этом сканирование осуществляют с частотой от 5 до 25 кадров в секунду.  2. The method according to claim 1, characterized in that the rotation is performed in which scanners or an object rotates 360 ° -450 ° degrees in 10-30 seconds to obtain from 50 to 500 frames, while scanning is performed with a frequency of from 5 to 25 frames per second.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждый кадр сканера представляет собой трехмерное изображение, которое содержит от 10 - 50 тысяч трехмерных точечных измерений, каждое из которых представляет собой расстояние от сканера до объекта.  3. The method according to claim 2, characterized in that each frame of the scanner is a three-dimensional image, which contains from 10 to 50 thousand three-dimensional point measurements, each of which represents the distance from the scanner to the object.
4. Способ по п.З, отличающийся тем, что при построении трехмерного цветного изображения для каждой точки 3D измерений и установления ее цвета с каждой позиции 2D изображение проецируется на полученный 3D объект и всем 3D измерениям, которые попали в область куда проецировался соответствующий пиксель 2D изображения добавляется информация о яркости этого пикселя в одной из монохроматических составляющих видимого света и получения действительного цвета путем усреднения яркостей пикселей из разных 2D изображений, причем для текстурирования получаемой модели и получения цвета все трехмерные изображения с каждого трехмерного сканера с каждой позиции сканера или ракурса помещаются в одну систему координат связанную с объектом, или в систему координат связанную с первым полученным сканом с первой позиции трехмерного сканера, с помощью алгоритмов ICP. 4. The method according to p. 3, characterized in that when constructing a three-dimensional color image for each point of 3D measurements and establishing its color from each position, the 2D image is projected onto the obtained 3D object and all 3D measurements that fall in the region where the corresponding 2D pixel was projected image information is added about the brightness of this pixel in one of the monochromatic components of visible light and obtaining the actual color by averaging the brightness of pixels from different 2D images, and for texturing the floor desired model and to obtain color, all three-dimensional images from each three-dimensional scanner from each position of the scanner or angle are placed in one coordinate system associated with the object, or in the coordinate system associated with the first scan received from the first position of the three-dimensional scanner, using ICP algorithms.
5. Устройство для построения трехмерного цветного изображения, содержащая кабину, в которой размещены с возможностью взаимного углового поворота подиум для объекта сканирования и стойка, на которой, по меньшей мере, на двух уровнях установлены источники света и сканеры, имеющие совмещенные в общем корпусе 3D камеры и цветные 2D камеры, подключенные к вычислительным средствам обработки, выполненным с возможностью совмещения изображений камер сканеров, построения трехмерного цветного изображения и хранения его в электронном виде, а также экран со светодиодной подсветкой, расположенный диаметрально противоположно упомянутой стойке со сканерами, при этом сканеры размещены на стойке таким образом, что поля зрения каждой пары 3D и 2D камер соседних сканеров образуют область перекрытия составляющую 1/3-1/8 от площади кадра каждой камеры из соответствующей пары камер  5. Device for constructing a three-dimensional color image, comprising a cabin in which the podium for the scanning object and the stand are mounted with the possibility of mutual angular rotation, on which at least two levels of light sources and scanners are installed, having 3D cameras combined in a common housing and 2D color cameras connected to computing processing means configured to combine scanner camera images, construct a three-dimensional color image and store it electronically, as well as wounds with LED illumination, located diametrically opposite to the mentioned rack with scanners, while the scanners are placed on the rack so that the field of view of each pair of 3D and 2D cameras of neighboring scanners form an overlap area of 1 / 3-1 / 8 of the frame area of each camera from corresponding pair of cameras
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кабина выполнена с вращающимся вокруг своей оси постаментом для взаимного углового поворота подиума и стойки.  6. The device according to claim 5, characterized in that the cabin is made with a pedestal rotating around its axis for mutual angular rotation of the podium and the rack.
7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кабина выполнена с вращающейся вокруг постамента стойкой со сканерами для взаимного углового поворота подиума и стойки.  7. The device according to claim 5, characterized in that the cabin is made with a stand rotating around the pedestal with scanners for mutual angular rotation of the podium and the stand.
8. Устройство по любому из п.п.5-7, отличающееся тем, что 3D камеры сканеров выполнены с точностью и разрешающей способностью не хуже 2мм.  8. The device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that the 3D cameras of the scanners are made with accuracy and resolution not worse than 2mm.
9. Устройство по любому из п.п.5-7, отличающееся тем, что 3D камеры сканеров выполнены с возможностью получения 5 - 25 кадров в секунду, 50— 500 кадров за оборот на 360° - 450°, содержащих (10 - 50)103 точек измерения расстояния от камеры до поверхности объекта. 9. The device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that the 3D cameras of the scanners are configured to receive 5-25 frames per second, 50-500 frames per revolution 360 ° - 450 °, containing (10-50 ) 10 3 points for measuring the distance from the camera to the surface of the object.
10. Устройство по любому из п.п.5-7, отличающееся тем, что оно содержит 4 сканера, два из которых расположены на стойке посередине горизонтально, один сверху и один снизу вертикально, причем 3D камеры сканеров выполнены с разрешением не менее 1.25 мегапикселя 1296x964 пикселей. 10. The device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that it contains 4 scanners, two of which are located on the rack in the middle horizontally, one on top and one on the bottom vertically, moreover, the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 1.25 megapixels of 1296x964 pixels.
11. Устройство по любому из п.п.5-7, отличающееся тем, что оно содержит 3 сканера один сверху, один по середине и один снизу, причем 3D камеры сканеров выполнены разрешением не менее 2 мегапикселей.  11. The device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that it contains 3 scanners, one on top, one in the middle and one below, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 2 megapixels.
12. Устройство по любому из п.п.5-7, отличающееся тем, что оно содержит 2 сканера один сверху и один снизу, причем 3D камеры сканеров выполнены разрешением не менее 4 мегапикселей.  12. The device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that it contains 2 scanners, one on top and one on the bottom, and the 3D cameras of the scanners are made with a resolution of at least 4 megapixels.
PCT/RU2014/000349 2014-05-16 2014-05-16 Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof WO2015174885A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000349 WO2015174885A1 (en) 2014-05-16 2014-05-16 Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000349 WO2015174885A1 (en) 2014-05-16 2014-05-16 Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015174885A1 true WO2015174885A1 (en) 2015-11-19

Family

ID=54480301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000349 WO2015174885A1 (en) 2014-05-16 2014-05-16 Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015174885A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20160784A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-16 Tofit S R L PHOTOGRAMMETRIC SYSTEM OF THREE-DIMENSIONAL SCAN
CN107438147A (en) * 2016-05-26 2017-12-05 师嘉麟 A kind of more mesh camera apparatus for human body three-dimensional scanning
CN111095101A (en) * 2017-06-09 2020-05-01 奥恩国际有限公司 Photographing system and method
CN113706988A (en) * 2021-09-02 2021-11-26 上海众茂医疗科技有限公司 Method for manufacturing human body tomography anatomical teaching aid

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828908A (en) * 1997-09-18 1998-10-27 Mauchan; Donald E. Photo cabin
US20030081410A1 (en) * 2001-03-29 2003-05-01 Bailey Bendrix L. Continuation of lighting system
US20060227133A1 (en) * 2000-03-28 2006-10-12 Michael Petrov System and method of three-dimensional image capture and modeling
US20070127787A1 (en) * 2005-10-24 2007-06-07 Castleman Kenneth R Face recognition system and method
US20100277571A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Bugao Xu Body Surface Imaging

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828908A (en) * 1997-09-18 1998-10-27 Mauchan; Donald E. Photo cabin
US20060227133A1 (en) * 2000-03-28 2006-10-12 Michael Petrov System and method of three-dimensional image capture and modeling
US20030081410A1 (en) * 2001-03-29 2003-05-01 Bailey Bendrix L. Continuation of lighting system
US20070127787A1 (en) * 2005-10-24 2007-06-07 Castleman Kenneth R Face recognition system and method
US20100277571A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Bugao Xu Body Surface Imaging

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20160784A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-16 Tofit S R L PHOTOGRAMMETRIC SYSTEM OF THREE-DIMENSIONAL SCAN
CN107438147A (en) * 2016-05-26 2017-12-05 师嘉麟 A kind of more mesh camera apparatus for human body three-dimensional scanning
CN111095101A (en) * 2017-06-09 2020-05-01 奥恩国际有限公司 Photographing system and method
EP3635486A4 (en) * 2017-06-09 2021-04-07 Aeon International Limited A photography system and method
CN113706988A (en) * 2021-09-02 2021-11-26 上海众茂医疗科技有限公司 Method for manufacturing human body tomography anatomical teaching aid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bernardini et al. Building a digital model of Michelangelo's Florentine Pieta
CN111060023B (en) High-precision 3D information acquisition equipment and method
US10275898B1 (en) Wedge-based light-field video capture
Debevec et al. A lighting reproduction approach to live-action compositing
Kainz et al. Omnikinect: Real-time dense volumetric data acquisition and applications
CN106133796B (en) For indicating the method and system of virtual objects in the view of true environment
US6930685B1 (en) Image processing method and apparatus
US20030025788A1 (en) Hand-held 3D vision system
CN107370950B (en) Focusing process method, apparatus and mobile terminal
JP2003203220A (en) Three-dimensional image processing method, three- dimensional image processor, there-dimensional image processing system and three-dimensional image processing program
CN109215108A (en) Panorama three-dimensional reconstruction system and method based on laser scanning
EP3382645B1 (en) Method for generation of a 3d model based on structure from motion and photometric stereo of 2d sparse images
CN108286945A (en) The 3 D scanning system and method for view-based access control model feedback
CN111028341A (en) Three-dimensional model generation method
CN113514008A (en) Three-dimensional scanning method, three-dimensional scanning system, and computer-readable storage medium
WO2015174885A1 (en) Method for constructing a three-dimensional color image and device for the implementation thereof
JP2003208601A (en) Three dimensional object photographing device, three dimensional shape model generation device, three dimensional shape model generation method, and three dimensional shape model generation program
JP6541920B1 (en) INFORMATION PROCESSING APPARATUS, PROGRAM, AND INFORMATION PROCESSING METHOD
JP2003202216A (en) Method, device, system and program for three-dimensional image processing
CN110986768A (en) High-speed acquisition and measurement equipment for 3D information of target object
WO2018056802A1 (en) A method for estimating three-dimensional depth value from two-dimensional images
D'Apuzzo Automated photogrammetric measurement of human faces
US7324664B1 (en) Method of and system for determining angular orientation of an object
GB2544268A (en) A system, method and scanning module for producing a 3D digital model of a subject
CN111340959A (en) Three-dimensional model seamless texture mapping method based on histogram matching

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14892035

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14892035

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1