CN116471490A - 变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置,该***,包括光源和采集阵列安装在支架上;采集阵列包括多视角的全身采集相机和细节采集相机,全身采集相机用于采集人体在多视角下平视的整体图像,细节采集相机用于采集人体在多视角下的各区域细节图像;控制***分别与光源和采集阵列相连,控制***用于同步控制采集阵列,并基于预设的光源光照模式和变换频率,控制光源和采集阵列在每次光照环境变换后同步采集被采集者的当前人体整体图像和当前人体细节图像。本发明通过多视角立体视觉、新视角生成、重光照等智能算法采集不同光照下的人体细节和全景图片并进行处理分析,可以在十亿像素图像领域取得长足发展。
Description
技术领域
本发明涉及光场智能成像技术领域,特别涉及变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置。
背景技术
高质量的人体数字化是人体测量、全息通信、影视制作以及虚拟现实领域的关键技术。越来越多人体扫描服务提供方选择自建***和手持型设备进行人体采集。但是随着对人体模型精度要求的提升,对采集的分辨率与光照要求也相应提高。
目前,3D人体扫描笼,在静止的笼子内部安装有扫描仪、传感器或数码单反摄像头等采集设备,模特站在中央固定或旋转平台上,在外部进行拍摄。手持式人体扫描仪:在模特尽可能保持静止不动的情况下,使用深度相机或RGB相机对准人体的各个部位进行扫描拍摄,有时需要使用标记点或者结构光进行辅助定位。
3D人体扫描笼,该类***一般从各个方向对人体全身进行拍摄,受限于采集分辨率,没法兼顾整体姿态和人体细节。同时,光源一般只使用简单的LED灯,当LED灯数目较多时,控制和同步方式繁琐,价格昂贵。手持式人体扫描仪,使用此类设备扫描整体需要时间较长,在此期间难以保证被扫描者没有移动或姿势变化,使用标记点则需要额外准备时间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明提出一种变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置,在超高分辨率光场采集的基础上,提供更进一步的多光照采集方案,解决图像分辨率低、视点数量、采集范围或光照采集困难的问题。通过联合控制采集和光照***,在短时间内做到对人体全身与细节的多角度同步采集,每次采集总分辨率可达十亿像素级别,为人体重建、新视角生成等技术提供丰富的变光照图像,***数据精度高,支持模式丰富,采集效率高。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种变光照十亿像素光场智能成像***,包括支架、光源、采集阵列和控制***,其中,
所述光源和所述采集阵列安装在所述支架上;
所述采集阵列包括多视角的全身采集相机和细节采集相机,所述全身采集相机用于采集人体在多视角下平视的整体图像,所述细节采集相机用于采集人体在多视角下的各区域细节图像;
所述控制***分别与所述光源和所述采集阵列相连,所述控制***用于同步控制所述采集阵列,并基于预设的光源光照模式和变换频率,控制所述光源和所述采集阵列在每次光照环境变换后同步采集被采集者的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
根据本发明实施例的变光照十亿像素光场智能成像***还可以具有以下附加技术特征:
进一步地,所述***还包括,安装在所述支架上指向人体的高亮度LED屏幕,用于提供大范围多角度的光照环境并动态更新屏幕显示内容以实现光照环境的高频率切换。
进一步地,所述支架为半圆形的笼状结构,所述被采集者处于所述笼状结构的圆心位置;
所述采集阵列被分成多组并指向所述圆心位置,其中,每组采集阵列包括一个全身采集相机和三个细节采集相机;
所述全身采集相机安装在所述笼状结构的圆弧位置,所述细节采集相机通过水平指向圆心位置的横杆固定在所述圆弧位置,通过调整横杆的高度和相机在横杆上的位置,以动态调整相机姿态、相机高度和相机与圆心距离。
进一步地,所述全身采集相机和所述细节采集相机用于采集原始彩色图像并分别进行人体任务检测和人体细节纹理分析,以实现超高精度的人体重建。
进一步地,所述光源,包括多个发光装置。
进一步地,所述控制***,包括服务器、光源控制器和采集阵列同步器,所述服务器用于通过所述采集阵列同步器和所述光源控制器对所述采集阵列与所述多个发光装置进行同步控制。
为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出了一种变光照十亿像素光场智能成像方法,包括:
利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
响应切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
基于预设的采集模式和所述多组光照环境信息进行变光照采集,以根据所述人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
为达到上述目的,本发明又一方面提出了一种变光照十亿像素光场智能成像装置,其特征在于,包括:
位置信息获取模块,用于利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
光源频率切换模块,用于响应接收的切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
人体图像采集模块,用于基于预设的采集模式和所述多组光照环境信息进行变光照采集,以根据所述人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
根据本发明实施例的变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置,通过联合控制采集和光照***,在短时间内做到对人体全身与细节的多角度同步采集,每次采集总分辨率可达十亿像素级别,为人体重建、新视角生成等技术提供丰富的变光照图像,***数据精度高,支持模式丰富,采集效率高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明实施例的变光照十亿像素光场智能成像***的结构图;
图2为根据本发明实施例的支架安装示意图;
图3为根据本发明实施例的控制***结构图;
图4为根据本发明实施例的变光照十亿像素光场智能成像方法流程图;
图5为根据本发明实施例的变光照十亿像素光场智能成像装置结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像***、方法与装置。
首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像***。
图1为根据本发明一个实施例的变光照十亿像素光场智能成像***结构图。
如图1所示,该变光照十亿像素光场智能成像***1包括:支架2、光源3、采集阵列4和控制***5,其中,
光源3和采集阵列4安装在支架2上;
采集阵列4包括多视角的全身采集相机和细节采集相机,全身采集相机用于采集人体在多视角下平视的整体图像,细节采集相机用于采集人体在多视角下的各区域细节图像;
控制***5分别与光源3和采集阵列4相连,控制***5用于同步控制采集阵列4,并基于预设的光源光照模式和变换频率,控制光源3和采集阵列4在每次光照环境变换后同步采集被采集者的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
可以理解的是,全身采集相机用来拍摄人体在该视角下平视的整体画面,细节采集相机用来拍摄人体在该视角下的各区域细节照片。同时,通过在支架上安装指向人体的高亮度LED屏幕,可以用来提供大范围多角度的光照环境,动态修改屏幕显示内容,可以实现光照环境的高频率切换。控制***则与光源和采集阵列相连,首先起到采集阵列同步功能,其次可以预先设置光照模式和变换频率,最终通过联合控制光源和采集阵列实现每次光照环境变换后能够同步采集当前全身与细节图片。
作为一个实施例,如图2所示,图2中的(a)为俯视图,图2中的(b)为前视图,图2中的(c)为实物图。支架100是一个接近半圆形的笼状结构,高为2.3米,半径为2米,被采集者站在支架设计的圆心处,圆心后为可更换的幕布。采集阵列分成十组并指向圆心,每组包含一台全身采集相机和三台细节采集相机,且相邻两组到圆心之间的夹角为15°,即总共可覆盖人体正前方135°视角。全身采集相机安装在支架圆弧处,高度可动态调整,针对默认人体可以放置在1米高度;细节采集相机通过水平指向圆心的横杆固定在圆弧处,通过调整横杆高度和相机在横杆上的位置,可动态调整相机姿态、高度、与圆心距离,一般同一视角下的三台细节采集相机可分别放置在1.75米、1.05米、0.35米高度,分别采集人脸、身体中心、下肢等区域的细节。
在本发明的一个实施例中,全身采集相机和细节采集相机用于采集原始彩色图像并分别进行人体任务检测和人体细节纹理分析,以实现超高精度的人体重建。
具体地,全身采集相机选用1500D单反相机,采集6000*4000原始彩色图像,可以支持人体定位、姿态检测、同步配准等任务,细节采集相机选用R5单反相机,采集8191*5463分辨率原始彩色图像,可以支持人脸、皮肤、服装材质等细节纹理的分析,实现超高精度的人体重建。
在本发明的一个实施例中,光源3包括多个发光装置,发光装置为LED阵列,每块LED阵列尺寸为320*160mm,包含64*32个LED像素点。LED阵列通过连接件安装在支架的弧面和顶端,两组相邻采集相机之间的支架弧面从上到下安装有8块LED阵列,即在弧面分布有8行9列LED阵列,可以提供多个角度的光线照射被采集者,避免在采集阵列视角内出现光线死角从而影响拍摄效果,支架顶端则安装有6行5列紧密排列的LED阵列,可以提供从上方照射的大面积光线。每块LED阵列均连接到LED屏接收卡上,通过软件与控制器实现所有LED阵列的智能集中控制,可模仿室内外复杂光照环境并设置光照模式切换频率。
在本发明的一个实施例中,如图3所示,控制***5包括服务器、光源控制器和采集阵列同步器,服务器通过软件实现采集阵列与光源的同步控制,并通过USB采集卡在每次采集完成后自动汇总人体图片。
根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像***,通过联合控制采集和光照***,在短时间内做到对人体全身与细节的多角度同步采集,每次采集总分辨率可达十亿像素级别,为人体重建、新视角生成等技术提供丰富的变光照图像,***数据精度高,支持模式丰富,采集效率高。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像方法。
图4为根据本发明一个实施例的变光照十亿像素光场智能成像方法流程图。
如图4所示,该方法,包括:
S1,利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
S2,响应切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
S3,基于预设的采集模式和多组光照环境信息进行变光照采集,以根据人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
具体地,本发明的方法可以包括以下步骤:
步骤1,被采集者进入采集***,将相机设为非触发模式,打开多视角显示,观察人***置是否合适并进行调整。
步骤2,控制光源,循环切换显示多组模拟光照环境,以10组光照环境为例,可以设置成每0.3秒切换到下一个光照环境,3秒钟完成一轮循环。
步骤3,将采集阵列设为同步连拍模式,触发间隔设置成和光照环境切换频率一致,进行变光照采集。控制软件通过同步盒同时采集10个角度的全身与细节图像。这些图像先存入内存,10组光照环境采集完毕后控制软件设置相机停止采集,之后图像被汇总到服务器的硬盘。
步骤4,被采集者离开采集***,下一轮采集开始。
根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像方法,通过联合控制采集和光照***,在短时间内做到对人体全身与细节的多角度同步采集,每次采集总分辨率可达十亿像素级别,为人体重建、新视角生成等技术提供丰富的变光照图像,***数据精度高,支持模式丰富,采集效率高。
为了实现上述实施例,如图5所示,本实施例中还提供了变光照十亿像素光场智能成像装置10,包括:位置信息获取模块100、光源频率切换模块200和人体图像采集模块300。
位置信息获取模块100,用于利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
光源频率切换模块200,用于响应接收的切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
人体图像采集模块300,用于基于预设的采集模式和多组光照环境信息进行变光照采集,以根据人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
进一步地,预设的采集模式,包括将采集阵列的触发间隔调整为预设切换频率的同步连拍模式。
根据本发明实施例提出的变光照十亿像素光场智能成像装置,通过联合控制采集和光照***,在短时间内做到对人体全身与细节的多角度同步采集,每次采集总分辨率可达十亿像素级别,为人体重建、新视角生成等技术提供丰富的变光照图像,***数据精度高,支持模式丰富,采集效率高。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种变光照十亿像素光场智能成像***,其特征在于,所述***,包括支架、光源、采集阵列和控制***,其中,
所述光源和所述采集阵列安装在所述支架上;
所述采集阵列包括多视角的全身采集相机和细节采集相机,所述全身采集相机用于采集人体在多视角下平视的整体图像,所述细节采集相机用于采集人体在多视角下的各区域细节图像;
所述控制***分别与所述光源和所述采集阵列相连,所述控制***用于同步控制所述采集阵列,并基于预设的光源光照模式和变换频率,控制所述光源和所述采集阵列在每次光照环境变换后同步采集被采集者的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括,安装在所述支架上指向人体的高亮度LED屏幕,用于提供大范围多角度的光照环境并动态更新屏幕显示内容以实现光照环境的高频率切换。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,所述支架为半圆形的笼状结构,所述被采集者处于所述笼状结构的圆心位置;
所述采集阵列被分成多组并指向所述圆心位置,其中,每组采集阵列包括一个全身采集相机和三个细节采集相机;
所述全身采集相机安装在所述笼状结构的圆弧位置,所述细节采集相机通过水平指向圆心位置的横杆固定在所述圆弧位置,通过调整横杆的高度和相机在横杆上的位置,以动态调整相机姿态、相机高度和相机与圆心距离。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于,所述全身采集相机和所述细节采集相机用于采集原始彩色图像并分别进行人体任务检测和人体细节纹理分析,以实现超高精度的人体重建。
5.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述光源,包括多个发光装置。
6.根据权利要求5所述的***,其特征在于,所述控制***,包括服务器、光源控制器和采集阵列同步器,所述服务器用于通过所述采集阵列同步器和所述光源控制器对所述采集阵列与所述多个发光装置进行同步控制。
7.一种应用于权利要求1-6中任一一项所述的变光照十亿像素光场智能成像***的方法,其特征在于,包括以下步骤:
利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
响应切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
基于预设的采集模式和所述多组光照环境信息进行变光照采集,以根据所述人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设的采集模式,包括将采集阵列的触发间隔调整为所述预设切换频率的同步连拍模式。
9.一种变光照十亿像素光场智能成像装置,其特征在于,包括:
位置信息获取模块,用于利用非触发模式的***相机通过多视角显示得到被采集者的人***置信息;
光源频率切换模块,用于响应接收的切换指令以控制光源进行预设切换频率的光源切换,以得到多组光照环境信息;以及,
人体图像采集模块,用于基于预设的采集模式和所述多组光照环境信息进行变光照采集,以根据所述人***置信息得到多视角的当前人体整体图像和当前人体细节图像。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述预设的采集模式,包括将采集阵列的触发间隔调整为所述预设切换频率的同步连拍模式。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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