專利名稱：用于三維建模的采樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從一個三維表面提取信息和生成此三維表面的三維模型的技術(shù)。此技術(shù)的應(yīng)用包括生成人體部位的三維模型，此模型可以用來選擇批量生產(chǎn)的服裝或定制服裝的尺寸。
背景技術(shù)：
從三維表面生成數(shù)學(xué)模型的方法有多種。這些技術(shù)有很多可能的應(yīng)用；但是，對于普通消費者而言，使用這些技術(shù)生成準(zhǔn)確的三維模型過于困難和/或昂貴，因此，在例如選擇衣服或試穿衣服一類的應(yīng)用中，這些技術(shù)使用起來也太困難和/或昂貴。對例如人體等物體形狀進(jìn)行建模的困難物體形狀建模，例如以試穿衣服為目的而建立人體部位的模型，是一個困難的問題。問題的許多難點在于現(xiàn)有形狀建模技術(shù)的性質(zhì)、人體形狀的性質(zhì)和服裝設(shè)計制作的性質(zhì)，包括以下內(nèi)容·人的身體體型沒有標(biāo)準(zhǔn)化；·生成精確的人體模型，例如為了選擇定制服裝的尺寸或試穿，需要進(jìn)行大量的測量；·現(xiàn)有技術(shù)昂貴，笨拙，不準(zhǔn)確，而且普通消費者使用起來很不方便；·標(biāo)準(zhǔn)尺寸的服裝是基于模特制作的，對大部分用戶來說是不準(zhǔn)確的。舉例來說，做衣服或試衣服的專家裁縫需要在用戶身體部位上做許多測量。這等于說，裁縫在為用戶的身體部位生成一個模型；裁縫也可能制造一個可調(diào)節(jié)的人體木偶，從而用量取的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)這個木偶。裁縫的木偶是一個可調(diào)整物理模型以反映測量得到的數(shù)學(xué)模型。即便如此，服裝還必須經(jīng)過修改才能夠合體，因為這樣的模型還是不夠準(zhǔn)確。建立人體部位模型的現(xiàn)有技術(shù)目前已存在用于測量人體部位尺寸的自動化系統(tǒng)。激光身體掃描在服裝裁制行業(yè)中已存在多種利用激光掃描技術(shù)來測量人體或部位尺寸的特定系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，用戶必須進(jìn)入特殊的測量室，按照要求作姿勢以完成人體尺寸測量。 該測量室中具有高精度的光源，例如安全激光燈，該光源用于沿精確定位的路徑在用戶身體上投射多條發(fā)光跡線。所述發(fā)光跡線從用戶身體表面被反射的位置構(gòu)成了一系列精確定位的參考點，基于所述參考點可以進(jìn)行表面測量。經(jīng)校準(zhǔn)并位于已知精確位置的數(shù)碼相機或其他光學(xué)取景傳感器探測到從用戶身體受激光照射位置反射的激光，并在激光照亮所述發(fā)光跡線時確定取景位置。運用如三角定位之類的數(shù)學(xué)方法，處理該位置信息以及光源和相機的確切位置，從而計算用戶身體表面的實際路徑位置并生成用戶身體表面的數(shù)學(xué)模型。典型的此類系統(tǒng)包括Intellifit,網(wǎng)頁intellifit. com/fitting_proces,和 TC2,網(wǎng)頁tc2. com/products/body_scanner. html.(參考從萬維網(wǎng)下載于 1 月 10 日，2009)此類系統(tǒng)存在以下缺點·該系統(tǒng)需要特殊設(shè)備，這些特殊設(shè)備必須經(jīng)精確的校準(zhǔn)；·該系統(tǒng)不能在消費者的家庭環(huán)境下使用；·該系統(tǒng)具有隱私侵犯性，即消費者需要在半公眾場合，穿最少的衣服；·該技術(shù)利用的激光會給用戶帶來危害健康的感覺。鍵盤輸入式測量系統(tǒng)這種系統(tǒng)中，用戶手動測量自己的身體然后用電子方式將測量數(shù)據(jù)提交到系統(tǒng)中，由系統(tǒng)從這些測量數(shù)據(jù)中計算出三維模型。這些系統(tǒng)分為兩類用來制做高級定制服裝的系統(tǒng)，和消費者家用系統(tǒng)。定制高級服裝的系統(tǒng)需要專家級的裁縫來測量用戶，他們很少把從測量數(shù)據(jù)到生成身體模型的過程自動化。家用系統(tǒng)中，消費者自己，或在其選擇的助手幫助下，測量自己的身體。這些尺寸是在家里根據(jù)操作指南來測量的。然后消費者把測量的結(jié)果輸入電子表格，例如網(wǎng)頁表格， 之后測量的結(jié)果被提交到系統(tǒng)中，并由系統(tǒng)從用戶身體部位的測量數(shù)據(jù)中計算出三維模型。此三維模型可以被用來制作或試穿衣服。典型的此類系統(tǒng)包括 MyShape，網(wǎng)頁myshape. com,禾口 MyVirtual Model,網(wǎng)頁 myvirtualmodel.com/en/index.php.(參考從萬維網(wǎng)下載于 1 月 10 0,2009)這種消費者系統(tǒng)存在以下問題·由消費者自己測量的身體尺寸不夠準(zhǔn)確； 對于消費者來說，在自己身體上進(jìn)行多處測量是件費力的事，而且把這些數(shù)據(jù)輸入到電腦里也是費力的；·手動提交數(shù)據(jù)的過程有可能出錯；·無法提供足夠的所需測量數(shù)據(jù)，或者無法提供許多所需的特殊測量?；谔卣鞯慕；谔卣鞯慕Ｒ驯挥糜诒砻娼??；谔卣鞯慕Ｄ芨鶕?jù)一組二維圖像來生成一個三維模型?；谔卣鞯慕膱D像中提取特征。一個特征代表了圖像組中某個圖像里出現(xiàn)的該表面上的一個元素。該特征標(biāo)識了在圖像中這一元素出現(xiàn)的位置。如果某個元素在多個圖像中出現(xiàn)，每個圖像可提取一個特征?；谔卣鞯慕Ｏ到y(tǒng)能利用圖像組中圖像里多個特征的不同位置，來生成這個表面的三維模型。在多個圖像中，這個找出多個代表著該表面同一元素的特征的過程，稱為建立特征之間的相互關(guān)聯(lián)。一個使用基于特征建模技術(shù)的例子是計算機視覺系統(tǒng)。兩個關(guān)于計算機視覺系統(tǒng)的參考文獻(xiàn)是“計算機視覺一種現(xiàn)代方法(Computer Vision :A Modern Approacti) ”，作者大衛(wèi) Α.福賽斯(David A. Forsyth)和吉恩旁西(Jean Ponce)，普倫蒂斯 霍爾(prentice hall)，2002，和“在計算機視覺中的多視覺幾何關(guān)系(Multiple View Geometry in Computer Vision)，第二版”， 作者理查德哈特利(Richard Hartley)和安德魯西塞曼(Andrew Zisserman)，劍橋大學(xué)出版社(Cambridge UniversityPress), 2004o基于特征的建模技術(shù)包括立體視覺技術(shù)， 此技術(shù)要求照相機的視角、位置和旋轉(zhuǎn)角經(jīng)過精確的校準(zhǔn)，利用相互關(guān)聯(lián)的特征以生成三維模型；由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，此技術(shù)不需要精確校準(zhǔn)的照相機就能利用相互關(guān)聯(lián)的特征
6生成三維模型。基于特征建模技術(shù)也被應(yīng)用到建立物體動態(tài)模型和對人體的動作捕捉。一個典型參考文獻(xiàn)是“拓展活節(jié)式構(gòu)筑物約束的無標(biāo)定動作捕捉(Uncal ibrated Motion Capture Exploiting ArticulatedStructure Constraints)，，，作者大 Hl 勒 t専維茨 (DavidLebowitz)和斯蒂芬卡爾森(Stefan Carlsson)，2001年第八屆計算機視覺，IEEE 會議溫哥華，不列顛哥倫比亞省。不論是立體視覺技術(shù)還是由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，從擬建模表面的一組圖像中生成此表面的模型，包括以下步驟·圖像獲取一組從不同視角對該表面拍攝的二維圖像；·特征提取在圖像組的每個圖像中，提取出特征；·特征相互關(guān)聯(lián)在多個二維圖像之間，相同的特征被辨別出來并被匹配；其中特征相互關(guān)聯(lián)的另一種稱法是特征匹配；·模型計算利用在圖像中相互關(guān)聯(lián)特征的位置信息，計算出該表面的三維模型。為提高特征的質(zhì)量，可采取額外步驟，例如處理圖像或圖像信息步驟。到目前為止，如果要根據(jù)相互關(guān)聯(lián)特征生成一個精確模型，用立體視覺建模的嚴(yán)重局限是一個或多個相機相對于被建模表面的位置和角度，以及相機焦距，都必須精確校準(zhǔn)。一個講述立體視覺中相機校準(zhǔn)數(shù)學(xué)理論的參考文獻(xiàn)是“一種使用現(xiàn)成的TV相機和鏡片的用于高精確度的3D機器視覺測量的通用照相機校準(zhǔn)技術(shù)(A VersatileCamera Calibration Techniques for High-Accuracy 3D MachineVision Metrology Using Off-the-shelf TV Cameras and Lenses) ”，電機及電子學(xué)工程師聯(lián)合會雜志機器人和自動化卷(1987年8月第4期第RA-3卷)。到目前為止，使用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)來建模的嚴(yán)重局限是在這組用以建模的圖像中必須出現(xiàn)足夠多的被建模表面的元素，才能有足夠多的可相互關(guān)聯(lián)的特征被提取， 進(jìn)而提供足夠密度的特征群，以建立達(dá)到實際應(yīng)用準(zhǔn)確度要求的模型。人體就是一個例子 人體表面通常沒有足夠的元素呈現(xiàn)在人體圖像中，進(jìn)而無法提取足夠多的可相互關(guān)聯(lián)的特征群來建造足夠準(zhǔn)確的，用于試穿衣服的模型。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是，提供生成三維表面圖像的技術(shù)，以解決現(xiàn)有方法中存在的問題。 該技術(shù)不需要精確校準(zhǔn)照相機，而且能在圖像里提供足夠密集的元素，從而使得任意所需密度的可相互關(guān)聯(lián)特征都可從圖像里提取到。本發(fā)明的簡要概述—方面，本發(fā)明目的之一是提供一種獲取一組圖像的方法，此組圖像可用于生成一個表面的三維模型。此方法包括以下幾個步驟在被建模的表面上加上一個圖案。被建模的表面上的圖案含有在被建模的表面上具有獨特性的圖案元素。在圖案被加上后，拍攝一組表面的圖像。這些圖案元素在圖像中可見。由可見圖案元素中提取建模所需的特征。 可見圖案元素的獨特性使得從它們提取的特征之間可以建立起相互關(guān)聯(lián)。可提取特征的密度是由圖像組中可見圖案元素的密度決定的。
本發(fā)明的另一方面是提供一種從上述方法得到的圖像生成表面三維模型的方法。 此方法的步驟是從可見圖案元素中提取可建模的特征，利用可見圖案元素的獨特性來建立已提取特征之間的相互關(guān)聯(lián)，以及利用建立相互關(guān)聯(lián)的已提取特征來生成三維模型。另外，本發(fā)明的另一方面是提供一種有上述圖案并緊貼被建模的表面的覆蓋物。 當(dāng)此覆蓋物緊貼在被建模的表面上時，用上述方法可拍攝一組圖像。利用這些圖像，可生成三維模型。覆蓋物可以是用于制造模型的套件的一個組成部件。此技術(shù)實際應(yīng)用之一是獲取人身體部位的模型。在這個應(yīng)用領(lǐng)域中，覆蓋物是一件有著上述圖案的服裝，穿在被建模的身體部位上。本領(lǐng)域技術(shù)人員在仔細(xì)閱讀以下詳細(xì)說明以及附圖之后，本發(fā)明的其他目的和有益效果將一目了然。


圖1示出了一個優(yōu)選實施例的大概操作過程；圖2是在優(yōu)選實施例中提取特征和使特征相互關(guān)聯(lián)的流程圖；圖3示出了用于提取特征和建立特征相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖4示出了兩個帶有優(yōu)選實施例圖案的服裝的例子；圖5示出了穿著這種服裝的人的幾個視角，以拍攝圖像；圖6示出了一個典型的利用這種服裝生成的線框模型；圖7說明在優(yōu)選實施例中這種服裝的用法；圖8示出了優(yōu)選實施例圖案的例子；圖9示出了優(yōu)選實施例中參考對象的例子；圖10示出了姿勢輔助物件的例子；圖11示出了使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭的優(yōu)選實施例；圖12示出了在優(yōu)選實施例中，特征提取、特征的相互關(guān)聯(lián)和建立模型各部分之間的關(guān)系。附圖標(biāo)記有三個或多個數(shù)字右邊兩個數(shù)字是附圖內(nèi)的標(biāo)記，剩余的數(shù)字是附圖號碼。因此，第203項首先會出現(xiàn)在附圖2的標(biāo)記203。
具體實施例方式本發(fā)明的以下詳細(xì)說明首先提供了此項創(chuàng)新技術(shù)的概述，然后公開了為試穿衣服生成人體部位三維模型的實施例。發(fā)明技術(shù)概述本發(fā)明的技術(shù)為在一定情況下生成物體表面三維模型的問題提供了一個解決方案。這些情況是模型有特定的精確度要求，而且在被建模的表面所產(chǎn)生的圖像中沒有足夠的元素從而無法提取足夠的可相互關(guān)聯(lián)的特征，進(jìn)而無法提供滿足模型精確度要求的可相互關(guān)聯(lián)的特征的一定密度。上述問題通過在被建模的表面上加一種可視圖案予以解決。這種圖案為上述實際應(yīng)用提供了足夠的可提取的特征，并且進(jìn)一步提供一些特征，使這些特征利用被建模的表面上的圖案元素的獨特性很容易被相互關(guān)聯(lián)起來。這里，在上述表面上具有獨特性的圖案元素是指在表面上獨一無二的那部分圖案。上述圖案可用任何便捷的方法施加到表面上， 包括但不局限于在上述表面描畫圖案，在表面上投射圖案，或在表面上覆蓋具有上述圖案
的覆蓋物。上述技術(shù)可與任何基于特征的建模技術(shù)聯(lián)合使用，以增加特征的密度，使特征的密度高于從表面的圖像中可直接提取的特征的密度。

圖1示出了本發(fā)明技術(shù)的圖形化流程概述圖，上述流程從100開始。110顯示給表面加圖案的第一步。示例性的物體是位于111處的一個具有覆蓋物的中等高度圓形物體。本實施例中，圖案是由不同顏色的實心矩形網(wǎng)格所構(gòu)成。這種圖案有著充分的獨特性，使得從上述被覆蓋物體的圖像中可以提取所需要的可相互關(guān)聯(lián)的特征， 同時這些特征具有足夠高的密度，從而利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)可以建立具有所需精確度的表面模型。120顯示從不同角度對具有圖案的物體111拍攝二維圖像組的步驟。120例示三個照相機拍攝角度121，123，125。如120所示，圖像取自多個不同的拍攝角度。由于是利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)來生成模型，隨后的140步中，相對于物體表面的相機位置和方向以及相機焦距無需特殊校準(zhǔn)。130例示獲取多個二維圖像131。每一個圖像顯示具有覆蓋物的物體的不同視角。 然后這些圖像被提供給由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模系統(tǒng)一個例子是配備軟件程序的計算機系統(tǒng)，上述軟件利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)算法從圖像信息中生成三維模型。140是用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)建立模型的步驟。該系統(tǒng)通過執(zhí)行軟件來使用算法提取特征和建立特征之間的相互關(guān)聯(lián)，并且利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)算法從有覆蓋物的表面的二維圖像產(chǎn)生表面數(shù)學(xué)三維模型150。由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模系統(tǒng)如上所述。下面附圖2 描述了特征提取和建立相互關(guān)聯(lián)的具體實現(xiàn)。140的輸出如150所示。150代表140生成的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的形式取決于140步驟中運用的由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)算法一種形式是用一組上述表面模型的(χ，γ，ζ)三維坐標(biāo)。此數(shù)學(xué)模型也可用線框的形式來表達(dá)線框模型是一種數(shù)學(xué)模型，此模型中在數(shù)學(xué)表面上的相鄰各點由線段相連。附圖6例示另一物體的線框模型。模型可以是靜態(tài)模型，或動態(tài)模型。靜態(tài)模型不反映移動表面。動態(tài)模型則反映移動的表面例如，表面的運動可以由變化矢量來表示，或一系列有時間順序的表面靜態(tài)模型來表示。一個模型可以是另一個模型的子模型。例如，在優(yōu)選實施例中，軀干或左手臂可具有模型，這些模型都可以是人體上身模型的子模型。當(dāng)一個模型包含子模型時，可視圖案元素只需要在子模型中具有獨特性。任何物理對象，例如需要更換的機械零件或一件藝術(shù)品，均可被建模，建立的模型可用來制造機械零件的替代部件，或藝術(shù)品的副本。模型也可以用于生產(chǎn)不同大小的物理對象的副本，如小一號的藝術(shù)品副本，或作為某個過程的一環(huán)生成物體的修改版，例如一尊雕像的副本中，某部分被改變而其余部分忠實于原始形象。在物理對象上加上本發(fā)明中的覆蓋物，則可以就地建立此物理對象的模型，例如因不能輕易移動或運輸而無法測量的大物體此類物體可以是任何物體，包括或大或小的考古文物，大型或重型設(shè)備，或建筑物。作為一個例子，模型可用于生成數(shù)據(jù)輸入給三維打印機，三維打印機可制造物體的副本，大型或小型的個人雕像，定 制的獎品，或其他物體。建立相互關(guān)聯(lián)概述(以優(yōu)選實施例為例)圖2是在圖1中140步顯示的特征提取及建立特征相互關(guān)聯(lián)技術(shù)的流程圖。該說明以優(yōu)選實施例為參考這些例子并不是用于限定本發(fā)明。此過程從201開始，以圖1中130步圖像組中的圖像之一為輸入。211顯示在圖像中初始特征檢測的步驟。這里，對特征的初始檢測是指從圖像中提取信息，以找到用以建立模型的特征的過程。特征初始檢測有多種可能的辦法。例如，在優(yōu)選實施例中可應(yīng)用邊緣檢測如已知的索貝爾(Sobel)邊緣檢測和坎尼(Carmy)邊緣檢測。 此步驟也可應(yīng)用如平滑濾波處理以降低圖像噪聲等技術(shù)，來提高圖像質(zhì)量同時保留初始特征檢測中的信息。213步檢測出可用來建立模型的特征。優(yōu)選實施例使用特征模板匹配的方法來檢測圖像中的特征。如203和205所展示，在優(yōu)選實施例中，明確定義的幾何形狀被用作模板， 然后利用霍夫(Hough)變換之類的已知技術(shù)來將特征提取出來。在優(yōu)選實施例中，圖案和樣板一起設(shè)計，以達(dá)到整體系統(tǒng)的性能最優(yōu)化。205說明這種模板可以被參數(shù)化，因此任何類型的圖案都可以使用，例如含有象商標(biāo)，徽標(biāo)，和圖形符號之類任意元素的圖案。在215步，利用被建模的表面的圖案元素的獨特性，在213步中檢測出的特征被辨別出來。例如，在優(yōu)選實施例中，每個圖案元素的顏色組合被用來與特征參考表格中的條目中定義的顏色組合一一對照，附圖3的300例示此步驟。當(dāng)一個元素的顏色組合與特征參考表格中定義的顏色組合完全一樣時，此元素對應(yīng)的特征便會在條目中給于一個特征編號。217顯示一個可選的利用更大圖案的獨特性的步驟，此較大圖案含有在圖像中不具備獨特性的較小圖案部分。當(dāng)一部分圖案在圖像中不可見時，就會出現(xiàn)這類問題。不可見的圖案部分被稱作被擋住的部分。在優(yōu)選實施例中，軀干上的部分元素可能會被用戶的胳臂擋住。如果被擋部分旁邊的特征已經(jīng)被分辨出來，優(yōu)選實施例中的圖案的設(shè)計可以利用旁邊已分辨的特征將被擋部分的特征也分辨出來。下面圖3中的300所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步解釋了此概念。219顯示建立相互關(guān)聯(lián)的步驟，此步驟建立多個圖像中相同特征之間的相互關(guān)聯(lián)。 此步驟的輸出，如250顯示，是多組為每個已識別特征所建立的相互關(guān)聯(lián)的信息。250是特征提取和特征相互關(guān)聯(lián)過程的輸出，此信息將被由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模技術(shù)所利用以建立模型。在優(yōu)選實施例中，相互關(guān)聯(lián)是這樣建立的在多幅圖像中利用全局搜索方法，將不同圖像中已分辨出的相同特征互相匹配起來。這一步描述于圖3的350。優(yōu)選實施例中的一些例子圖3描述兩個在圖2中提到的優(yōu)選實施例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。300舉例說明優(yōu)選實施例的特征參考表中的一個條目。301被標(biāo)記為特征編號，是用來在參考表中辨別此特征條目的獨特鍵值。303標(biāo)記為身體部位。在優(yōu)選實施例中，覆蓋在不同身體部位的服裝可能具有不同的圖案。身體不同部位的模型是整個身體模型的子模型。在這樣的情況下，圖案元素只須要在子模型的圖案內(nèi)保持獨特性。身體部位303是一個標(biāo)識符以表示此特征所出現(xiàn)的身體部位根據(jù)服裝的特定形式，例子可以是軀干，左腿，右臂，左小手指。因此這些標(biāo)識符被用來辨認(rèn)圖案所覆蓋的子模型。
305是一組色彩組合的數(shù)值，此組合出現(xiàn)于301中特征編號所對應(yīng)特征之組成元
ο

307的數(shù)值是特征編號301附近的特征編號的數(shù)值。此例中，用來提取特征的圖案元素的位置大約遵循直線排列方式四個附近的特征被簡單的標(biāo)為此輸入特征的上面，右邊，左邊，或下邊的特征。309表明，根據(jù)特定的實際應(yīng)用，特征參考表的項目中還可能包括更多的信息。350例示一組關(guān)于一個特征的相互關(guān)聯(lián)信息，如圖2的250所述。361和363表示已在兩個圖像之間建立相互關(guān)聯(lián)的某個特征的記錄365表示此特征也可與其他圖像相互關(guān)聯(lián)。這組里的每一個記錄都對應(yīng)于同一個特征，因此具有相同的特征編號值351。351和353分別代表一個特征，和具有此特征的圖像。355顯示特征351在圖像353中X和Y坐標(biāo)數(shù)值。圖12示出了，在優(yōu)選實施例中，提取特征，建立相互關(guān)聯(lián)，和生成模型的軟件在具體實施時的關(guān)系。1210表明，實現(xiàn)特征提取和特征相互關(guān)聯(lián)的軟件可以共同地被視為基于圖案的圖像分析儀?；趫D案的圖像分析儀1210的輸入是一套被施加有圖案的表面的二維圖像，如圖2的201項所顯示。1210分析儀的輸出是一組已建立相互關(guān)聯(lián)的特征，如圖2的250項所顯示。1211描述分析儀1210的內(nèi)部運作是如何實現(xiàn)的，它首先包括一個這里稱為基于圖案的特征提取器的通用部件。此部件的輸入是一組二維圖像1201，輸出是被提取的特征 1213。此輸出轉(zhuǎn)而成為第二個通用部件1215的輸入，這里稱為基于圖案的特征相互關(guān)聯(lián)器。1217的輸出是多個圖像1201中已被相互關(guān)聯(lián)的特征。分析儀1210通用部件的輸出是一組建立了相互關(guān)聯(lián)的特征，如1221所示。此輸出是1231的輸入，1231在這里被稱為一個由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模器，并被標(biāo)注為已知技術(shù)從多組具有足夠密度和質(zhì)量并建立了相互關(guān)聯(lián)的特征通過由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的技術(shù)，已在計算機視覺的參考文獻(xiàn)里有詳細(xì)描述.在這里，建模器1231輸出的是表面1233 已構(gòu)建好的三維模型。分析儀1210的輸出也可被提供給任何一種利用相互關(guān)聯(lián)的特征來建立模型的系統(tǒng)。例如，此輸出可被用來提高立體視覺系統(tǒng)建模精度。優(yōu)選實施例概述優(yōu)選實施例是一個用來生成人體部位三維模型的系統(tǒng)。用于特征提取和特征相互關(guān)聯(lián)的圖案，通過帶此圖案的服裝加在擬建模的人身上。這種服裝與被建模的人體部位表面形狀密切相貼。用這種服裝建立模型的過程如下·用戶在擬建模的身體部位上穿上這種服裝；·穿著有這種圖案的服裝用戶使用普通的數(shù)碼相機從不同的角度拍攝一組自己的二維圖像，由于是使用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模技術(shù)，照相的方法不存在特殊要求?！み@些圖像被提供給由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模系統(tǒng)以構(gòu)建模型?！び蛇\動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模系統(tǒng)從圖像中的圖案里面提取特征，以及建立特征在多個圖像中的相互關(guān)聯(lián)?！だ眠@些特征所提供的此表面的信息，由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)生成被此服裝覆蓋的身體部位三維模型。
附圖4顯示在目前優(yōu)選實施例中兩個這種服裝及其圖案的例子。400顯示帶圖案服裝的一種形式。此服裝覆蓋著而且緊貼著軀干401 此實施例中服裝由足夠貼身的材料制成，從而建立模型以便根據(jù)此試穿衣服是否舒適合身。用戶作出向遠(yuǎn)離軀干的方向伸開雙臂的姿勢403和405，如此便可以從多個角度拍攝服裝的圖像。410顯示第二種形式的服裝411，這種圖案同時也覆蓋著雙臂，如413和415所示。410顯示的服裝是由更貼身的材料制做的，例如氨綸。圖5顯示用戶穿著優(yōu)選實施例中的一種覆蓋軀干和雙臂的服裝，做出和圖4中400 相似的姿勢，用照相機攝取圖像的過程。501，503，505和507分別顯示了從前面，左面，右面，和后面的角度攝取得圖像。此例中帶有圖案的服裝也覆蓋了雙臂。圖6例示一個利用從圖像中提取的特征信息而生成的由線框描述的三維模型。該模型代表一個利用圖4的400中的服裝所建立的模型，在圖4的400中，這種有圖案的服裝覆蓋了軀干，如601所示。這個模型不包括衣袖的表面或雙臂，如603所示。以上這些為試衣服建立人體部位模型的技術(shù)包括以下優(yōu)點·成本低唯一的特殊物件是帶有圖案的服裝，這種服裝制做便宜，且可以做成一次性使用服裝?！ひ子谥圃旌凸┙o這種服裝可以通過普通成衣的生產(chǎn)方法，由普通材料來制做， 而且服裝可以通過普通郵件或其他方式提供給消費者。 對于普通消費者來說，易于使用，操作簡單，不需要特殊的專長或培訓(xùn)。圖像可以用普通消費級數(shù)碼照相機來攝取，例如消費者可能已經(jīng)擁有的普通相機。照片的拍攝角度及照相機和用戶的位置，既不需要進(jìn)行校準(zhǔn)也不需要預(yù)先確定。圖像可以很容易地提供給計算機來建造模型?！た捎糜谙M者的家居環(huán)境，不需要或只需很少的幫助?！そY(jié)果準(zhǔn)確并且可靠生成的模型非常準(zhǔn)確且精細(xì)。目前優(yōu)選實施例的細(xì)節(jié)在目前的優(yōu)選實施例中，用于建立人體軀干、肩膀和雙臂模型的服裝是一個長袖襯衫。該服裝是由貼身、緊身并具有足夠彈性的材料做成的，以便此服裝能緊貼在身材大小不同的用戶身上、肩膀和雙臂上。氨綸是一種適合的服裝材料，但也可采用其它材料圖4 的410顯示一個用類似于氨綸材料做的服裝。如果此應(yīng)用不需要建立雙臂的模型，袖子可以從服裝中省略。對于任何身體部位，都可以用同樣的方式制作服裝。該服裝的使用圖7詳細(xì)地說明了在優(yōu)選實施例中使用該服裝的方法。710中的人形表示一個穿著服裝的用戶。作為示例，這里顯示的人形全身穿著這種服裝。兩個照像機被標(biāo)記為714和715，代表從不同角度712和718對穿著服裝的用戶進(jìn)行拍照。716是一個可選的輔助物件一個在用戶做姿勢時用于支撐用戶雙臂的支架，其介紹如下。708是一個可選的輔助參考對象，在此例中，此輔助參考對象與輔助物件716相結(jié)合，以幫助決定圖像和三維模型中的物體實際尺寸。在720中腳部的圖案有著較大的密度 這一身體部位相比于軀干722具有較大的曲面曲率，因此需要較大的圖案密度才能建立準(zhǔn)確的腳部曲面模型。 這種服裝可以是任何方便形式的服裝，并可以覆蓋多個身體部位。例如，這種服裝可以是全身套服的形式。這種形式的服裝，可能對某些實際應(yīng)用方便一些，例如在商店里更衣室中使用的服裝。這種服裝可以用任何方便的方法整個或分部分制做，例如按需制做。比如，在需要的時候，這種服裝可以由用戶在其計算機打印機分部分打印，然后再結(jié)合起來。上述圖案的例子圖8顯示多個在目前優(yōu)選實施例中服裝圖案的例子。四種圖案的例子是800， 810,820和830。801,811,821和831分別展示細(xì)節(jié)放大的圖案。810,820，和830中顯示的每個圖案均由類似于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的元素組成，其中元素由具有多個彩色部分的幾何形狀構(gòu)成。圖案元素中各部分的顏色組合在此模型上(可以是一個子模型)是獨一無二的，從而為提取自不同圖像的特征提供了建立相互關(guān)聯(lián)所需的獨特性。然而，這里沒有要求圖案必須是由類似的幾何元素組成，也沒有要求圖案的任何一部分必須有規(guī)則的排列，也沒有要求圖案必須包括某種特殊獨特的元素唯一的要求是能從圖像里提取足夠高密度的特征以建立模型，同時圖像中的圖案元素能為提取的特征建立相互關(guān)聯(lián)。在圖8的例子中，利用與特征對應(yīng)的各部分顏色組合，提取的特征可以建立起相互關(guān)聯(lián)。在覆蓋被建模身體部位的服裝上，此組合具有獨特性。在目前優(yōu)選實施例的圖案中，提取的特征間的密度定義為在直線上不小于一個特征間距，為使得特征密度能夠益于建立用以試穿衣服的人體軀干模型，此密度定為3厘米。 優(yōu)選實施例中，較大的密度，如在直線上特征間距為1厘米的特征密度，可能被用于身體的其它部位。在不同部位的圖案可能有不同。有著不同特征密度的圖案可用于服裝的不同部分。例如，在服裝覆蓋的身體部位具有比其他地方高的局部曲率時，可采用較大密度，例如， 對于手臂與軀干，手臂表面一般比軀干表面有較大的局部曲率。圖案800是由框格線條組成，此線條由構(gòu)成正方形的有顏色的線段組成。在優(yōu)選實施例中，特征從線段的交點處提取模型中特征的位置由相關(guān)圖像中線段交點的位置所決定。801顯示一部分圖案的放大視圖803表示一個具體的圖案元素803的箭頭指向線段的交點。圖案810是由多個不重疊的圓形元素組成的。這些圓形是由多個彩色的四分之一弧線段組成。在每一個弧線段內(nèi)側(cè)又有第二個彩色的弧線段。在優(yōu)選實施例中，特征根據(jù)弧線段的組合來提取特征在該模型中的位置由圓形的中心決定。在這個圖案中，圓形中顏色組合提供了特征的獨特性。811顯示一部分圖案的放大視圖813表示一個具體的圖案元素813的箭頭指向圓形的中心。圖案820是由多個不重疊的十字形元素組成。每個十字形的一個臂是一條彩色線段。在每個臂的旁邊還有另外一條彩色線段。在優(yōu)選實施例中，特征是利用線段的組合來提取的特征在該模型中的位置由線段交點的位置決定。在這個圖案中，線段顏色的組合提供了特征的獨特性。821顯示一部分圖案的放大視圖823表示一個具體的圖案元素823 的箭頭指向十字形的中心。圖案830是由多個不重疊的鉆石形元素組成。鉆石形狀的每邊是彩色的線段。在鉆石形狀的外側(cè)是第二組由彩色線段組成的邊。在優(yōu)選實施例中，特征是利用線段的組合來提取的特征在該模型中的位置由鉆石形狀的中心決定。在這個圖案中，鉆石形狀中顏色的組合提供了特征的獨特性。831顯示一部分圖案的放大視圖833表示一個具體的圖案元素813的箭頭指向鉆石形狀的中心。
拍攝圖像用的輔助物多個可選的輔助器材可以和服裝一起使用。參考對象對于某些應(yīng)用，從用以生成模型的圖像里可能難以確定模型的實際尺寸?？梢栽谝粋€或多個出現(xiàn)圖案的圖像里包括一個尺寸已知的參考對象，作為解決問題的輔助物。參考對象可與其他物件結(jié)合使用。圖9顯示優(yōu)選實施例中一個可選的參考對象的例子。910顯示優(yōu)選實施例中一個可選的參考對象的例子，由一個粘在服裝上的方形標(biāo)簽組成另一種選擇是，標(biāo)簽可以永久做成服裝的一部分。標(biāo)簽的正面打印有915所示的如下指示。“請貼在你的服裝上。不要彎折?！睒?biāo)簽917的背面是粘性表面，可在使用時將標(biāo)簽貼在服裝上。同時在標(biāo)簽上印有一組參考標(biāo)記911和913，參考標(biāo)記的尺寸以及標(biāo)記之間的距離是已知的，從而提供實際尺寸的參考。標(biāo)記被著色以便在圖像里更容易將標(biāo)記識別出來。標(biāo)簽也可以具有已知的尺寸， 也可作為實際尺寸的參考。900展示優(yōu)選實施例中可選參考對象的另一個例子。900顯示兩個由類似軍用識別牌的標(biāo)簽，例如901中的標(biāo)簽，做成的參考對象。標(biāo)簽的尺寸已知，從而提供了實際尺寸的參考。標(biāo)簽可以方便地通過鎖連903佩戴在脖子上?？蛇x的參考對象無需與服裝一起提供。用戶已經(jīng)擁有的物體也可以作為參考對象使用。例如，標(biāo)準(zhǔn)A4紙或81/2”xll”紙的大小是已知的，從而提供了實際尺寸的參考。該張信紙可以放在背景里從而使其在多個帶有這種服裝的圖像中可見。姿勢導(dǎo)引在像優(yōu)選實施例這樣利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的系統(tǒng)里，模型是根據(jù)所拍圖像里的信息而建立的，而這些圖像是在相對于表面不同的照相位置拍攝的。對用戶來說，如何知道最佳的照相機位置可能會是個問題。輔助的姿勢導(dǎo)引物可用于解決這樣的問題，此姿勢導(dǎo)引可幫助穿著這種服裝的用戶照出一組可以生成模型的圖像。姿勢導(dǎo)引可以是靜態(tài)的，也可以是互動的。優(yōu)選實施例中靜態(tài)姿勢導(dǎo)引的一個例子是打印出的墊子，如圖10所示。打印出的墊子包含文字說明， 并含有符號用以顯示為不同圖像用戶應(yīng)如何、在哪里做姿勢。當(dāng)然，這些說明可以是圖標(biāo)式的或文字式的。1000顯示一個打印墊子的例子。例子1000是為如下拍照方法設(shè)計的用戶站立在大致上相同的位置，幫用戶拍照的人用照相機從不同方向?qū)τ脩襞恼兆藙輰?dǎo)引顯示了照相角度的最佳位置。1001建議用戶首先站在黃色的腳印1005上。墊子上按順序為每一個圖像印制了指示，如在1002上:“從這個方向拍攝第7個照片。“1003和1004所示參考線顯示了圖像攝取的方向。1050顯示另一個類似的打印墊子的例子。例子1050是為如下拍照方法設(shè)計的 照相機處于一個固定位置，在照每一個圖像時，用戶相對于照相機做不同的姿勢。墊子有幾個彩色的“腳印”圖標(biāo)，顯示用戶在哪里站立或移動，例如在1054。1502和1053是多條指明方向的參考線之中的兩個參考線。在墊子上印有說明，如1051所示“步驟7 站在綠色腳印上”。如果圖標(biāo)和服裝同時在多個圖像中出現(xiàn)，那么打印墊子上尺寸已知的圖標(biāo)就可當(dāng)作可選的參考對象使用。當(dāng)然，任何姿勢導(dǎo)引的實施例均可使用，正如任何其他形式的輔助物的實施例均可使用一樣。輔助器材當(dāng)表面組成部分在多個圖像里處于相同或接近相同的相對位置時，由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的某些技術(shù)可能會產(chǎn)生更好的結(jié)果。給與用戶一個輔助器材可以解決此問題，此輔助器材幫助用戶在每個圖像里做出相同的姿勢。例如，可以用輔助器材來提供一個穩(wěn)定手部的支架，使用戶可以更舒適地將雙臂保持相同姿勢。圖7例示一個輔助器材716的優(yōu)選實施例。此輔助器材是一個在作姿勢時用來支撐雙臂的支架。此輔助器材也可以結(jié)合另一物件，例如輔助參考對象，一起使用708說明了此概念。此輔助器材也可以是用戶已有的合適物件。例如，高背椅子可能適合于讓用戶將手放在椅子頂部。輔助物的各種形式輔助物可以以各種形式提供，并可以以各種組合形式提供，例如在輔助物件上印刷姿勢導(dǎo)引。提供用來分析的圖像圖像可以用任何方便的手段或形式提供給建模系統(tǒng)以計算三維模型。例如，圖像可以通過電子圖像的形式，或照片形式，或膠卷形式，或錄像帶或視頻文件形式，提供給系統(tǒng)。在特定的具體實現(xiàn)中，電子形式的圖像可被方便地提供給個人電腦，或到互聯(lián)網(wǎng)。又例如，如果使用網(wǎng)絡(luò)攝影頭，圖片便可以自動地提供給系統(tǒng)。在一些實施例中，個人計算機可以運行軟件來完成從圖像生成模型這個過程其中一個或多個步驟，這時某些中間結(jié)果可以被上載到服務(wù)器，做包括應(yīng)用處理在內(nèi)的進(jìn)一步的處理。這些中間結(jié)果包括改進(jìn)質(zhì)量的圖像、特征，特征的相互關(guān)聯(lián)，或建立好的模型。使用網(wǎng)絡(luò)攝影頭的典型優(yōu)選實施例網(wǎng)絡(luò)攝影頭或者其他視頻攝像機可被用于拍攝建模用的圖像。攝像機可以連續(xù)地攝取圖像。用戶可以在鏡頭前移動，從而方便地產(chǎn)生從不同角度拍攝的圖像。圖11顯示一個利用網(wǎng)絡(luò)攝影頭的優(yōu)選實施例。穿著這種服裝1111的用戶1110 所使用的個人計算機1100運行某軟件來顯示指令，此指令指導(dǎo)用戶如何為拍攝圖像做姿勢或如何移動這里所指的顯示包括呈現(xiàn)給用戶的任何形式的輸出，例如可以是聲響形式的輸出。網(wǎng)絡(luò)攝影頭1101由該軟件控制來攝取圖像。該軟件可以通過計算機的顯示屏顯示攝影頭所拍攝的現(xiàn)場圖像1103，從而使用戶能夠隨時觀察能否拍攝出適合的圖像，并調(diào)整姿勢，光照，及用戶與攝影頭的距離，或其它方面的圖像參數(shù)。該軟件可以顯示指令形式的姿勢導(dǎo)引，如1105所示。如果圖像是靜態(tài)圖像而不是視頻，該軟件還可以在每個圖像拍攝完后顯示該圖像，這樣用戶可以舍棄不理想的圖像。該計算機也可以利用算法程序來驗證圖像的質(zhì)量，并在1105為用戶提供實時的反饋意見。例如，該軟件可以決定圖像里是否有足夠數(shù)量的可見圖案元素，是否可以看見用戶的大部分身體，或是否能夠從圖像中提取足夠數(shù)量的特征，或照明是否合適。
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在網(wǎng)絡(luò)攝影頭實施例或其他實施例里，計算機軟件也可以執(zhí)行程序來生成三維模型，并將模型以圖形形式顯示給用戶。計算機也可以給用戶顯示利用該模型生成的虛擬圖像，例如在用戶的實際體型上，顯示根據(jù)模型形狀而制造的衣服。用該服裝生成的三維模型的使用對難以測量的對象的建模除了前面提到的使用方法，這種服裝還可以用于為難以被測量的對象建立模型。 例如兒童或動物，作為被測量對象他們不會充分配合傳統(tǒng)的測量方法?？梢越o他們穿上某種形式的這種服裝，建立其形狀模型，從而完成測量。這種服裝特別適合于運動捕捉，因為穿上的服裝能夠緊貼在被捕捉運動的對象身上。人體部位模型的使用試穿衣服該模型可以作為技術(shù)參數(shù)，為被建模的用戶生產(chǎn)合適的服裝。該模型可以用來選擇現(xiàn)成的或尺寸已定的衣服，以使用戶穿著合身。這種服裝可以是建模套件中的一部分，所建立的模型用以制作合身的衣服。該套件可以包括這種服裝和在使用時取得指令的辦法。根據(jù)特定實際應(yīng)用中的需要，該套件可以包括更多的物品，如上述打印的墊子，參考對象，上述網(wǎng)絡(luò)攝影頭以及軟件。另一種形式的套件可以由這種服裝和可放置帶有內(nèi)置相機的手機的支架組成圖像可通過電子郵件直接從手機上載。除了上述例子，在某些實際應(yīng)用中，該服裝可以作為套件的一部分而被提供。該套件還可以包括使用這種服裝時的輔助物件，而且該套件可以包括針對特定應(yīng)用的物件。例如，可以提供套件以參與電腦游戲，或醫(yī)療/健康診斷或治療，或者體育訓(xùn)練。在套件中，這種服裝可以是一個覆蓋物，以用來為對象在現(xiàn)場直接建立模型。顯示體形變化在用戶體形可能變化的情況下，該模型可以作為一種記錄方法，來記錄用戶的體形。例如，它可以用來記錄個人體形在減肥計劃，健身計劃，懷孕期間，身體自然生長，整容修身手術(shù)，或其他任何造成體形改變的過程之前，期間，和之后發(fā)生的變化。模型當(dāng)然也可以被操控。操控的模型可以用來展示人體部位的形狀在改變之前的樣子，及身體在改變之后看起來怎樣，例如減肥計劃、健身或外科手術(shù)產(chǎn)生的變化。解剖和生理上的應(yīng)用模型可以用于生理領(lǐng)域的應(yīng)用中，如外科手術(shù)的準(zhǔn)備工作。特定病人的三維人體模型可以與計算機斷層掃描(CT)、核磁共振(MRI)等其他輸入模式相結(jié)合，從而為準(zhǔn)備手術(shù)提供全面的、解剖學(xué)準(zhǔn)確的虛擬病人描述。通過操控該模型，醫(yī)生可以對假想情況進(jìn)行分析，或模擬手術(shù)中復(fù)雜的操作步驟?；砟Ｐ涂捎糜跒橛脩羯苫砘蚱渖眢w的虛擬形象。在這里化身是指人或?qū)嶓w的數(shù)碼表示。利用用戶自己的身體形象或化身，該模型可以生成個人化的電子商品目錄，例如把衣服顯示成仿佛真的穿在用戶身上一樣，或其他物品仿佛真的被用戶使用一樣。用戶可以據(jù)此決定是否選定或購買此衣服，或改變衣服合體程度從而使衣服有不同的適體度。用模型生成的化身的其他用途包括娛樂游戲，此類娛樂游戲顯示以真人為題材的圖像，如體育模擬游戲。化身也可以是特定體育人物的圖像，從而使圖像具有真人的真實感的和動感。統(tǒng)計多個這種模型可以被設(shè)計師作為數(shù)據(jù)庫的組成部分來使用，從而在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)尺寸的衣服或其他物品時，作為一個統(tǒng)計工具以了解身體體形的分布。這里，設(shè)計師是指設(shè)計必須合體的服裝或其他物品的設(shè)計師。培訓(xùn)和教育模型，包括動態(tài)模型，通過逼真地顯示用戶實際外觀或者用戶外觀/體態(tài)會如何改變，可以在時裝表演，舞蹈，或體態(tài)訓(xùn)練中用來培訓(xùn)用戶。模型可以在虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)中使用，例如戰(zhàn)斗，緊急情況處理，體育培訓(xùn)，以產(chǎn)生更逼真的用戶虛擬圖像，虛擬物理事件和與虛擬環(huán)境的交互，或者與其他用戶之間在虛擬環(huán)境下的交互。運動捕捉和運動輸入使用這種服裝生成的動態(tài)模型可用于運動捕捉，或作為電腦游戲輸入信號以提供更多或更真實的游戲控制。除了已經(jīng)提到優(yōu)勢外，本技術(shù)在運動捕捉方面相對于現(xiàn)有技術(shù)的一個優(yōu)勢是，這種圖案的使用使得可以應(yīng)用運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)來建模，而不是利用表面特定點的位置，如身體的關(guān)節(jié)點，來建模。游戲里的化身可以被輸入信號控制以生成化身的圖像，該化身圖像可逼真地反映用戶實際運動，并且可進(jìn)一步顯示與用戶實際外觀十分相似的化身，即便在用戶外觀變化時也如此。社交網(wǎng)絡(luò)和個人選擇該模型可用于社交網(wǎng)絡(luò)。例如，用戶在社交網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)可以提供她或他精確的的身體三維模型以作為其在此社交網(wǎng)絡(luò)社區(qū)個人信息的一部分。然后該用戶或其他用戶可以給該用戶推薦產(chǎn)品，例如衣服，或活動等服務(wù)衣服可以顯示成仿佛用戶真正地穿著它們一樣，活動可利用用戶的模型來顯示和模擬。之后用戶便可以決定購買物品或從事活動。此購買行為可在社交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)完成。該模型可以用來讓用戶以虛擬的方式試穿和選擇服裝，例如此用戶衣柜里已經(jīng)擁有的或可能購買的衣服。該模型可以用來顯示服裝組合的虛擬圖像，從而使用戶知道服裝組合在身上看起來如何，或者可以通過展示成衣而給出建議，從而使用戶可以為特定場合挑選喜歡的組合。單方商業(yè)合作關(guān)系這種服裝可從一個與用戶有商業(yè)關(guān)系的某個實體那里得到。例如，這種服裝可以由某個實體提供，作為商業(yè)關(guān)系的一部分，來提供合體的衣服，或者幫助挑選衣服。這種服裝可以作為營銷或廣告的一部分，由一個實體提供。例如，可以提供該服裝以鼓勵用戶從事一種活動或業(yè)務(wù)關(guān)系，在這種活動或業(yè)務(wù)關(guān)系中，該服裝可以用于其他目的。此外，這種圖案可以由包括標(biāo)志，商標(biāo)，或其他商業(yè)標(biāo)志在內(nèi)的元素組成。多方商業(yè)合作關(guān)系這種服裝可以由一個實體提供給消費者，以建立在與另一實體商業(yè)關(guān)系中使用的模型。例如，一個實體可能會提供用于建模的套件，包括該服裝和多個輔助攝取圖像的器
17件。生成的模型可以存儲于該實體處，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。消費者則可以從第二個實體的網(wǎng)站，根據(jù)第一家實體存儲的模型虛擬試穿，進(jìn)而購買衣服。試穿步驟可以由第一家實體給第二家實體提供模型來完成，或由第二家實體給第一個實體提供被試衣服的細(xì)節(jié)來完成。此外，第二個實體可以提供一個鏈接至第一個實體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以方便消費者訪問或創(chuàng)建模型。類似的，第一個實體可以提供鏈接至使用第一個實體所供模型的第二個實體。結(jié)論上述詳細(xì)描述對相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員公開了如何使用發(fā)明者的技術(shù)，此技術(shù)提供建立一定精度表面模型所需的可相互關(guān)聯(lián)特征，同時公開了目前就發(fā)明者所知的最好的實施這些技術(shù)的方式。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，該技術(shù)中的圖案可以用不同于本文所述方法的其他方法加在被建模的表面上，任何一種圖案，只要圖案的元素能使模型精度所需的足夠密度的特征被提取出來，而且為提取的特征提供一定程度的建立相互關(guān)聯(lián)所需的獨特性，都可以被使用。這種技術(shù)對圖像攝取的精密程度沒有任何要求，這使得此技術(shù)在從消費者提供的圖像生成模型時特別有用，廣泛地講，在任何需要高密度的可相互關(guān)聯(lián)特征來建模的情況下，該技術(shù)都非常有用。此外，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，用此方法建立起相互關(guān)聯(lián)的特征可以被任何一種基于特征的建模技術(shù)有利地利用。由于所有前述原因，此詳細(xì)描述應(yīng)該被完全視為是示例性而非限制性的，此處公開的本發(fā)明的廣度不應(yīng)根據(jù)詳細(xì)描述來確定，而應(yīng)該根據(jù)如按照專利法所允許的完整廣度所解釋的權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種獲取用于生成表面的三維模型的一組圖像的方法，所述方法包括以下步驟在要建模的表面上施加上圖案，被施加至所述表面的所述圖案包含所述表面上具有獨特性的圖案元素；以及，在施加所述圖案后，拍攝所述表面的一組圖像，其中所述圖案元素在所述圖像中是可視的，并從所述可視的圖案元素中提取建模所需的特征，以及利用所述可視的圖案元素的獨特性使所述提取的特征之間建立相互關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維模型要求特定的精確度；以及，所述圖案元素在所述圖案中具有一定密度，從而使從所述可視的圖案元素中提取的建模所需的所述特征在所述三維模型中也具有足夠的密度，以實現(xiàn)所述三維模型所要求的所述特定的精確度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述三維模型包括多個被要求具有不同精確度的子模型；以及，所述圖案被施加在所述表面，從而使相應(yīng)于所述子模型的對象的區(qū)域的所述圖案元素具有足夠的密度，以實現(xiàn)所述子模型所要求的精確度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像是利用照相機進(jìn)行拍攝；以及，在拍攝一組圖像的步驟中，所述照相機相對于所述表面的位置的信息在拍攝圖像時不需要與所述圖像聯(lián)系起來。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使用最佳拍攝位置的指示物進(jìn)行拍攝所述圖像。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟在拍攝步驟中提供參考對象，所述參考對象出現(xiàn)在所述一組圖像中，并且指示所述三維模型的比例。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在拍攝所述一組圖像的過程中，被建模的所述表面在拍攝圖像時是運動的；以及，所述表面的三維模型為動態(tài)模型。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述圖案通過將具有所述圖案的覆蓋物緊貼在所述表面而被施加在所述表面上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，要建模的所述表面為活體實體的身體的部分；以及，所述覆蓋物為所述實體所穿著的服裝，所述服裝覆蓋在其表面需要被建模的所述身體的部分。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟接收所述服裝；以及向建模實體提供所述一組圖像。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，拍攝所述一組圖像的步驟是通過與處理器相連的照相機進(jìn)行；所述處理器和所述建模實體連接至網(wǎng)絡(luò)；以及，所述處理器通過所述網(wǎng)絡(luò)完成向所述建模實體提供所述一組圖像的步驟。
12.一種利用表面的一組圖像生成所述表面的三維模型的方法，所述一組圖像在所述表面上被施加上圖案后而形成，被施加的所述圖案包含在所述表面上具有獨特性的圖案元素；所述圖案元素在所述一組圖像中是可視的；所述方法包括以下步驟從所述可視的圖案元素中提取建模所需的特征；利用所述可視的圖案元素的獨特性使所述提取的特征之間建立相互關(guān)聯(lián)；以及，利用所述相互關(guān)聯(lián)特征生成所述三維模型。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括利用所述三維模型的步驟。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括向模型利用實體提供所述三維模型以供其利用的步驟。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括接收來自于具有特定用途的模型利用實體的信息；以及實現(xiàn)所述模型利用實體的所述用途。
16.如權(quán)利要求12-15任一項所述的方法，其特征在于，所述三維模型的使用是為了制作所述表面的復(fù)制品。
17.如權(quán)利要求12-15任一項所述的方法，其特征在于，所述表面的三維模型的用途是使某物體與所述表面相匹配。
18.如權(quán)利要求12-15任一項所述的方法，其特征在于，所要建模的所述表面是活體實體的身體的一部分；以及，所述圖案通過覆蓋有具有所述圖案的并為所述活體實體所穿著的服裝的所述部分被施加在所述表面上。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述三維模型的用途是為了使所述活體實體進(jìn)行衣物試穿。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述三維模型的用途是為了創(chuàng)建所述活體實體的化身。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述化身反映在虛擬世界中的所述活體實體。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述化身被用于為所述化身的活體實體顯示某件商品。
23.一種能與處理器相連的存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)包括代碼，當(dāng)所述代碼被所述處理器執(zhí)行時完成權(quán)利要求12-15任一項中所述的方法。
24.一種用于從表面的圖像建立所述表面的三維模型的覆蓋物，所述表面被所述覆蓋物所覆蓋，其特征在于，所述覆蓋物緊貼要建模的所述表面；所述覆蓋物具有圖案，所述圖案含有在被所述覆蓋物所覆蓋的表面上具有獨特性的圖案元素，所述圖案元素在所述圖像中是可視的，并從所述可視的圖案元素中提取建模所需的特征，以及利用所述可視的圖案元素的獨特性使所述提取的特征之間建立相互關(guān)聯(lián)。
25.如權(quán)利要求M所述的覆蓋物，其特征在于，所要建模的所述表面為活體實體的身體的一部分；以及，所述覆蓋物為所述活體實體所穿著的服裝，所述服裝覆蓋其表面需要建模的身體的所述部分。
26.一種用于拍攝一組圖像的套件，基于所述一組圖像能夠生成表面的三維模型，所述套件包括覆蓋物，其緊貼所要建模的所述表面，并且具有圖案，所述圖案含有在被所述覆蓋物所覆蓋的表面上具有獨特性的圖案元素，所述圖案元素在所述圖像中是可視的，并從所述可視的圖案元素中提取建模所需的特征，以及利用所述可視的圖案元素的獨特性使所述提取的特征之間建立相互關(guān)聯(lián)；以及，至少一輔助物件用于拍攝所述一組圖像。
27.如權(quán)利要求沈所述的套件，其特征在于，所述一組圖像的拍攝不需要對照相機的位置進(jìn)行精確校準(zhǔn)；以及所述輔助物件為一指示物，用于顯示進(jìn)行所述一組圖像拍攝的最佳拍攝位置。
28.如權(quán)利要求沈所述的套件，其特征在于，所述輔助物件為用于所述一組圖像拍攝的參照對象，所述參照對象出現(xiàn)在所述一組圖像的一個圖像中，并且指示所述三維模型的比例。
29.如權(quán)利要求28所述的套件，其特征在于，所述輔助物件為所述覆蓋物的一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用由運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)的建模技術(shù)生成任何要求精度的任何表面的三維模型的技術(shù)。在此技術(shù)中，一種圖案被加在了被建模表面上。這種圖案中包含了在施加于表面的圖案范圍內(nèi)具有獨特性的元素，這些元素在圖案中有一定的密度，從而在此表面上加了圖案后并攝取此表面的二維圖像時，二維圖像里提取出來的可相互關(guān)聯(lián)的特征具有達(dá)到建模精度要求的密度。在一個此技術(shù)應(yīng)用的例子里，消費者穿著一件帶有圖案的服裝以拍攝建立他或她身體模型所需的圖像，此服裝上的圖案使得具有必要獨特性和密度的可相互關(guān)聯(lián)特征能夠從此人的圖像里提取出來，之后用戶使用任何類型的數(shù)碼相機對穿著此服裝的他或她拍照，利用這些圖片便可生成模型。
文檔編號G06K9/00GK102439603SQ200980111397
公開日2012年5月2日 申請日期2009年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者楊凱翔, 陳健, 馬曉旭 申請人:耐特維塔有限公司