Brevet FR2797337A1 — publié le 20010209

Le problème que la présente invention se propose de résoudre est celui de la création d'un mouvement virtuel autour d'un objet réel en coordination avec un mouvement virtuel autour d'un autre objet, avec la possibilité d'en mixer les vues de façon précise, ceci pouvant servir notamment à la représentation en mouvement d'une personne essayant de façon virtuelle des lunettes, des vêtements, des accessoires ou tout autre élément modifiant son apparence. Concernant une application particulière telle les aides visuelles à la vente de lunette, un premier dispositif connu consiste à prendre une photographie numérique de l'utilisateur sans lunettes. L'image du visage est conservée dans la mémoire d'un micro-ordinateur et est affichée sur un écran. Une paire de lunettes est choisie dans une bibliothèque d'objets et est superposée sur l'image devant les yeux de la personne numérisée. Un tel dispositif permet de changer les montures sur un visage sans que l'utilisateur ne le fasse réellement, donc de façon virtuelle. Mais ainsi conçu, ce type de dispositif demeure statique. Le problème est de redonner un mouvement à l'essayage virtuel de façon à se rapprocher des conditions naturelles d'un l'essayage réel. Un autre procédé (n 96 13054) consiste à placer sur le visage de l'utilisateur un marqueur comme une paire de lunettes spéciale, par exemple très colorée pour qu'elle se distingue bien de la couleur de la peau, de façon à ce qu'un système de capture d'image puisse reconnaître électroniquement les mouvements de l'utilisateur en temps réel. Il faut ensuite recalculer la zone repérée pour y substituer une paire de lunette issue d'une bibliothèque d'objets selon le choix de l'utilisateur. Ce procédé est complexe, particulièrement pour substituer une paire de lunette plus petite que celle qui sert de marqueur. En effet, dans un tel cas, des pixels de la peau du visage situés sous les lunettes servant de marqueur vont devoir être recalculés de façon logicielle pour permettre d'entourer les lunettes de plus petit format essayées de façon virtuelle. Ces nombreux calculs logiciels sont nécessairement lourds et complexes, et semblent peu adaptés aux contraintes actuelles du transfert des données sur réseau, en particulier sur Internet. La présente invention permet au contraire l'obtention d'une représentation en mouvement en recourant à un minimum de calculs, et en permettant des assemblages très précis, tel celui d'une paire de lunettes tournant en même temps que le visage d'un utilisateur. A cette fin, selon une brève présentation, le procédé de création autour d'objets divers de mouvements virtuels et coordonnés comprend au minimum les étapes suivantes a) la numérisation d'un sujet réel à partir de plusieurs sources de prise de vues b) le traitement des images numérisées c) l'affichage des images recomposées et se distingue en ce que le traitement des images numérisées consiste essentiellement à mélanger plusieurs séquences de mouvement virtuel d'objets différents, en autorisant le repositionnement de chaque image numérisée d'une séquence sur les coordonnées d'une séquence d'origine compatible, issue par exemple des mêmes conditions de prise de vues L'acquisition en a) d'un objet ou un sujet humain se fait de plusieurs points de vue en un temps instantané ou quasi-instantané et l'affichage des vues successives sur un même écran est apte à marquer les étapes d'un mouvement -visuellement régulier, transformant donc une situation saisie en un temps instantané en une séquence développée dans la durée, justifiant ainsi spécifiquement la dénomination utilisée de mouvement virtuel. Les points de vue sont orientés selon une série d'axes voisins les uns des autres déterminée par la forme du mouvement recherché lors de l'affichage en étape c). L'étape de prises de vues est reproductible sur un autre objet ou sur un sujet humain. On analyse, pour éventuellement la corriger, la position du sujet par un système automatique de reconnaissance visuelle ou encore par un relevé physique, les étapes étant essentiellement les suivantes - à partir de points de repères définis pour la numérisation de l'objet de la première vue, on relève, pour une image issue du même angle, la position du nouvel objet par rapport aux repères. - on décale au besoin les coordonnées de la deuxième vue comparée selon l'axe vertical, l'axe horizontal, l'axe de rotation jusqu'à obtenir sa correspondance avec les points qui ont servi à repérer la position exacte de la première vue sous le même angle - en fonction des contraintes propres à la configuration des points de vues choisie, on reproduit utilement l'étape de comparaison sur la vue d'un autre angle, significativement distant du premier, et on corrige d'abord l'affichage de cette nouvelle vue selon les mêmes critères que précédemment, puis on précise la position de la vue précédemment décrite sur l'axe de la profondeur en procédant à une modification de l'échelle de l'image si les relevés révèlent un écart sensible, ceci étant calculé selon les formules de proportionnalité applicables à la situation optique. - on décline les corrections de redimensionnement sur l'ensemble des vues fournies par les autres angles. L'objet numérisé ayant une forme qui peut devoir être cachée en fonction du mouvement et de la forme de l'autre objet ou du sujet avec lequel on veut le mixer, une étape de traitement sur l'apparence du premier objet peut consister à le masquer partiellement et à ajouter par exemple des effets de fondu en jouant sur la couche alpha. L'affichage des différentes vues synchronisées et calées des objets à assembler a lieu sur un même écran. Ces vues peuvent être issues d'un enregistrement immédiat ou plus ancien et stockées dans une base de données adéquate. Elles peuvent provenir d'une source analogique ou numérique, ou encore avoir été créées en synthèse. La technique d'affichage a recours à toute technologie connue pour améliorer l'apparence visuelle en particulier pour le lissage des contours. Ce procédé s'accompagne d'un système comprenant au moins - un dispositif d'acquisition numérique et de stockage des images - un dispositif de correction des images - un dispositif d'affichage des images et se distingue en ce que le dispositif de saisie et de traitement est apte à recaler avec précision les images numérisées d'objets différents et à les afficher de faon mixée et synchrone. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente schématiquement le système fonctionnel de l'invention et les étapes logicielles La figure 2 représente schématiquement le dispositif de l'invention autour d'un sujet humain. La figure 3 représente schématiquement le dispositif autour d'une monture de lunettes La figure 4 donne l'exemple d'une autre configuration possible du dispositif de prises de vues. La figure 5 montre les montures de lunettes sur un utilisateur et leur effet de rotation. La figure 7 montre un exemple deux relevés possibles de correction La figure 6, montre un traitement en fondu de certaines parties de la monture Une première étape d'acquisition d'images numériques et de stockage se fait au moyen d'un dispositif de plusieurs sources d'enregistrement, ayant leur propre mémoire ou étant reliées à une mémoire distante, configurées autour du sujet en fonction du mouvement qu'on souhaite créer. Il peut s'agir d'appareils photographiques numériques. Cette étape se décline sur chaque objet qu'on veut animer. Elle peut inclure des étapes de traitements numériques spécifiques adaptés aux contraintes visuelles de la représentation ultérieure de plusieurs objets mixés sur une même image, comme par exemple des effets de fondus sur différentes parties d'un objet. La seconde étape consiste à corriger la position et l'échelle des images d'un objet qu'on veut mixer aux images d'un autre objet. Les images d'une bibliothèque d'objets ayant été enregistrées en fonction d'une place idéale par rapport aux sources et un sujet, particulièrement s'il s'agit d'un sujet vivant, pouvant ne pas occuper exactement la place idéale prévue par le cadre de chaque source, une étape d'analyse, de comparaison des données et de correction consiste à recadrer numériquement l'objet sur chacune des images du mouvement. Cette étape corrective utilise toute technique utile, correction automatique par reconnaissance visuelle ou encore, de façon plus légère, correction par relevé physique d'un écart indiqué par l'utilisateur lui-même. Une étape de visualisation sur écran affiche de façon synchronisée les différentes vues des différents objets. Elle utilise tout logiciel de traitement d'image nécessaire à l'optimisation du rendu visuel comme à l'amélioration des transitions entre chaque image pour adoucir l'effet de mouvement. Il peut s'agir notamment d'un calcul des vues intermédiaires par interpolation ou de fondus enchaînés. Cette étape peut se passer localement ou par l'intermédiaire d'un réseau étendu, les informations étant alors affichées sur le poste de l'utilisateur à partir de bases de données distantes. L'effet de transition entre chaque vue dépend du résultat esthétique souhaité en fonction du nombre d'appareils de prise de vue disposés, eu égard à l'amplitude du mouvement créé et à la nature des objets numérisés. Le nombre des sources de numérisation peut être augmenté à loisir selon un ratio "rendu @isuel/coût" optimalisé pour chaque cas de création de mouvement. Le système selon l'invention comprend un système de prises de vues composés d'appareils pouvant être des appareils photographiques numériques reliés à un système de télécommande déclenchant les prises de vues de façon instantanée ou quasi-instantanée. La position relative des appareils de prise de vue par rapport au sujet est contrôlée particulièrement en ce qui concerne la rigidité globale de l'installation grâce à la présence de supports stables fixés et protégés aptes à empêcher à l'usage les risques de déplacement intempestifs. Toutefois, le système inclut un module logiciel permettant de recadrer numériquement les images de chaque source, ceci afin de permettre à l'installateur de parfaire ses réglages et d'effectuer plus confortablement les corrections de cadrage nécessaires à l'harmonie du mouvement recherché. Ce dispositif est schématisé en figure 1 par la présence du module 112. Ce module M2 intervient sur les paramètres notamment bidimensionnels afin d'affiner le positionnement relatif de l'objet à l'écran pour chacune des sources. Ces corrections éventuelles font en pratique partie de la phase d'installation initiale et restent mémorisées pour les utilisations ultérieures par les instructions adéquates. Il est à noter que le dispositif n'impose aucun mouvement particulier a priori. On peut choisir de disposer les sources de façon à créer un mouvement tournant, mais on peut choisir tout autre mouvement comme celui d'un rapprochement vers l'objet, ce qui peut être utile dans le cas où on voudrait faciliter la lecture d'une mention écrite sur un objet ou souligner un détail. On prévoit selon les modes d'application une étape éventuelle d'alignement des sources de prise de vues qui peut consister à placer le sujet sur un siège réglable en hauteur, ou inversement à déplacer les sources elles-mêmes, ou encore à multiplier ces sources selon plusieurs niveaux en prévoyant donc d'utiliser celles du niveau le plus adapté au gabarit du sujet. Le dispositif de stockage des images peut s'élaborer en deux temps. Une mémorisation provisoire s'effectue pour la prise de vue de chaque appareil en module M1, puis fait l'objet d'un transfert vers une base de données 3, cette double étape étant un moyen d'économiser les moyens mis en oeuvre. Le dispositif de prises de vues (1) est répété en (2) pour la numérisation d'un autre objet avec lequel on veut pouvoir ensuite mixer les vues. Si le mouvement à créer est ouvert et laisse une liberté de choix importante, on doit par contre répéter la configuration de l'acquisition d'image autour d'un nouvel objet de façon coordonnée afin d'assurer la compatibilité du mouvement des deux objets sur un même écran. Notons que l'affinement de l'orientation des optiques de prises de vues peut être favorisé par l'utilisation d'une mire placée à un endroit comparable dans les deux configurations, ceci afin de faciliter les calages de cadres en axe x et y. Les images de (2) peuvent être mémorisées dans la base de donnée (4) d'une autre unité informatique, selon les besoins spécifiques du développement en réseau envisagé. Les qualités de numérisation sont adaptées pour chaque situation. Le module M3 est un dispositif de recadrage des images d'un sujet qui n'occupe pas exactement la place idéale pour laquelle la numérisation d'autres objets a pu être prévue. Les corrections prennent en compte l'ensemble des degrés de liberté du sujet. On mesure, par exemple sous deux angles les différences avec un ou plusieurs points de repère déterminés, les écarts entre les points sur les images de l'objet de référence et les points correspondants sur les images du second objet. La recherche de ces décalages peut faire l'objet de plusieurs modes de relevé. Dans une première option, des boutons de commandes disposés près de l'écran de visualisation permettent à l'utilisateur d'indiquer lui-même la position d'un repère convenu sur l'écran, par exemple la position de ses iris ou de son cou. Cette indication peut être répétée sous un autre angle de vue de façon à déterminer la position tridimensionnelle du sujet par rapport à l'ensemble des sources de numérisation. Les écarts relevés sont traités de façon logarithmique pour répercuter les valeurs sur chaque image de chaque appareil. Chaque image est déplacée latéralement, horizontalement et éventuellement en rotation de façon à se superposer à la position idéale. Si l'écart se traduit par une augmentation de la taille du sujet à l'écran, on corrige aussi la taille globale de l'image en cause afin de redonner à l'animation du sujet une évolution régulière. Dans une seconde option, ce module intègre toute autre technologie connue pour établir le relevé précis de la position du sujet, telle la reconnaissance visuelle automatique, si celle-ci est adaptée à la nature des objets comme aux contraintes de coût de mise en oeuvre. Les valeurs correctives sont mémorisées avec les images en cause de façon à éviter de nouvelles interventions lors d'utilisations ultérieures. Un module M5 utilise des techniques logicielles d'interrogation de base de données et d'acheminement des informations. Un module M6 traite les images pour parfaire, le cas échéant, la qualité de leur rendu visuel selon des techniques connues, puis pour en commander l'affichage de façon mixée et synchronisée. Un écran de visualisation affiche l'animation. Il peut être tactile selon les choix retenus. Le procédé et le système selon l'invention peuvent être déclinés avantageusement dans le domaine de l'essayage de monture de lunettes. Ils permettent d'essayer virtuellement des montures de lunettes pour en comparer plus facilement l'effet esthétique sur la représentation de son visage tout en conservant un mouvement tournant s'approchant de celui naturellement pratiqué devant un miroir. D'un format compatible avec Inter-net, il autorise l'essayage virtuel à distance via un réseau. La planche 2 montre une installation concrète. Le nombre d'appareils est indicatif. Il peut notamment être augmenté comme indiqué en (11) pour augmenter la fluidité du mouvement recréé, en fonction du type de rendu esthétique recherché et des impératifs de coûts à respecter. Une série d'appareils de photographie numériques (1) est installée de façon rigide selon une suite d'angles déterminés notés a, P et y. La disposition retenue ici consiste à faire converger les axes optiques vers l'axe théorique de rotation du cou et de la tête de l'utilisateur, en conservant une longueur de focale et une distance par rapport au plan film constantes. Dans ce mode d'utilisation, un dispositif de mise à niveau du sujet peut consister en un siège à hauteur réglable. Dans une étape corollaire de numérisation (1,8), diverses montures de lunettes sont saisies dans les mêmes conditions que (3,7) en occupant la place qu'elles auraient occupé sur le nez de l'utilisateur (7), par exemple la médiane de l'écran de prise de vue, ligne ainsi conçue comme correspondant au niveau de la ligne interpupillaire de l'utilisateur dans le cadre de l'image. Le centrage du cadrage de l'image dans le sens horizontal entre (3,7) et (1,8) obéit aux mêmes impératifs d'homogénéité. Il est rappelé qu'une des techniques de cadrage précis des hommes de métier consiste à disposer un petit miroir comme mire à l'endroit où on souhaite diriger l'axe optique de façon à immobiliser la source de prise de vue lorsqu'elle rencontre son propre reflet. Une mire sphérique est aussi utile en prévoyant de comparer les cadrages, par exemple par superposition sur un même moniteur, des vues de la sphère fournies par chacun des points de vue. Comme indiqué dans le système, un module permet de faire jouer de façon numérique le calage de chaque source au moment de son affichage et de faciliter ainsi la finalisation des réglages. La figure 7 montre comment le sujet peut se trouver désaxé par rapport à l'axe théorique pour lequel les lunettes ont été numérisées. Une étape corrective comprend, selon les options, un relevé physique de l'écart communiqué par l'utilisateur à l'unité informatique ou un traitement automatique grâce à un procédé connu de reconnaissance de forme apte en particulier à reconnaître la position des pupilles ou des iris. Dans le premier cas, des boutons électroniques peuvent permettre à l'utilisateur de déplacer de petits cercles sur l'écran pour les superposer à ses iris puis de valider l'opération. L'image est grossie au besoin pour faciliter cette tâche. Il relève ainsi un écart (b) qui permet un premier recalage de l'images obtenue par ce point de vue. On peut lui faire relever la position de son deuxième iris pour contrôler l'image dans l'axe de rotation. Ce relevé est répété pour une autre vue de façon à localiser la place du sujet en trois dimensions. Une mesure (a) est cette fois relevée sous un angle significativement distant du premier, ici (p + y) . La mesure (À) permet aussi de corriger rétrospectivement la position du sujet du précédent angle de vue selon la l'axe de la profondeur et donc de modifier s'il y a lieu sa taille relative à l'écran, ce que nous faisons en corrigeant ce que nous appelons l'échelle de l'image. La situation optique fournit les paramètres de proportionnalité connues de l'homme du métier telle que la formule F/D = 1/O, où F est la distance focale, 1 la taille de l'image, D la distance du sujet par rapport au plan film et O la taille du sujet dans l'image. Des calculs trigonométriques complètent les corrections pour chaque position des autres vues en déclinant les relevés en fonction des angles formés par la disposition des autres sources. Dans ce mode de réalisation, l'utilisateur (7) peut alors choisir les montures qu'il souhaite essayer virtuellement en appuyant sur des boutons de commande d'une borne interactive (6) ou encore directement sur l'écran si celui-ci est muni d'une fonction tactile. Les images des lunettes ont préalablement subi un traitement particulier par un module logiciel de technique connue, ici celui d'un cache en dégradé (10) qui vient fondre de façon floue les parties des lunettes censées être cachées à la vue par les cheveux ou encore par l'arrête du nez pour certains angles de vues. La figure 4 évoque le rendu final sur un mouvement de rotation autour de l'image du visage (9) du sujet (7). Un traitement logiciel des transitions entre chaque vue d'un mouvement peut apporter des effets de fondu enchaînés ou tout autre effet désiré tel un calcul d'interpolation dit morphing. Enfin, un dispositif de traitement de l'image connu peut compléter utilement le dispositif en permettant d'améliorer le rendu visuel des contours de la monture de lunette par un procédé de lissage. Des instructions contrôlent l'affichage mixé et synchronisé des vues traitées, ainsi que leur dimensionnement et positionnement. Revendications 1. Procédé de création de mouvements virtuels et coordonnés autour de divers objets comprenant au minimum les étapes suivantes a) la numérisation d'un sujet réel à partir de plusieurs sources de prise de vues b) le traitement des images numérisées c) l'affichage des images recomposées caractérisé en ce que le traitement des images numérisées consiste essentiellement à mélanger plusieurs séquences de mouvement virtuel d'objets différents en permettant de repositionner chaque image numérisée d'une séquence sur les coordonnées d'une séquence d'origine compatible issue par exemple des mêmes conditions de prise de vues 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acquisition en a) d'un objet ou un sujet humain se fait de plusieurs points de vue en un temps instantané ou quasi-instantané dont la disposition est apte à marquer les étapes d'un mouvement visuellement régulier lors d'un affichage sur un écran, transformant donc une situation saisie en un temps instantané en une séquence développée dans la durée, justifiant ainsi spécifiquement la dénomination utilisée de mouvement virtuel. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les points de vue sont orientés selon une série d'axes voisins les uns des autres déterminée par la forme du mouvement recherché lors de l'affichage en étape c) 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape de prises de vues est reproductible sur un autre objet ou sur un sujet humain et qu'on y analyse, pour éventuellement la corriger, la position du sujet par un système automatique de reconnaissance -visuelle ou encore par un relevé physique, les étapes étant essentiellement les suivantes - à partir de points de repères définis pour la numérisation de l'objet de la première vue, on relève, pour une image issue du même angle, la position du nouvel objet par rapport aux repères. - on décale au besoin les coordonnées de la deuxième vue comparée notamment selon la hauteur, la largeur, l'axe de rotation jusqu'à obtenir sa correspondance avec les points de repère de la précédente vue - en fonction des contraintes propres à la configuration des points de vue choisis, on reproduit utilement l'étape de comparaison sur la vue d'un autre angle, significativement distant du premier, et on corrige d'abord l'affichage de cette nouvelle vue selon les mêmes critères que précédemment, puis on précise la position de la vue précédemment décrite sur l'axe de la profondeur en procédant à une modification de l'échelle de l'image si les relevés révèlent un écart sensible, ceci étant calculé selon les formules de proportionnalité applicables à la situation optique. - on décline les corrections de redimensionnement sur l'ensemble des vues fournies par les autres angles 5. Procédé selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que l'objet numérisé ayant une forme qui peut devoir être cachée en fonction du mouvement et de la forme de l'autre objet ou du sujet avec lequel on veut le mixer, une étape de traitement sur l'apparence du premier objet peut consister à le masquer partiellement et à ajouter par exemple des effets de fondu (10) en jouant sur la couche alpha. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'affichage des différentes vues synchronisées et calées des objets à assembler a lieu sur un même écran, ces vues étant issues d'un enregistrement immédiat ou plus ancien et stockées dans une base de données adéquate, elles peuvent provenir de sources analogiques ou numériques ou avoir, pour une partie d'entre elles, été créés en synthèse, la technique de traitement ayant recours à toute technologie connue pour améliorer l'apparence visuelle, en particulier pour calculer le lissage des contours, et pour répondre aux conditions de transfert via des réseaux. 7. Système optique et numérique de traitement d'images, comprenant au moins - un dispositif de d'acquisition numérique et stockage des images - un dispositif de correction des images - un dispositif d'affichage des images caractérisé en ce que le dispositif de saisie et de traitement est apte à recaler avec précision les images numérisées d'objets différents et à les afficher de façon mixée et synchronisée. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de plusieurs sources de prise de vue (1, 3) pouvant être des appareils photographiques numériques disposables de façon orientée par l'utilisation d'un support adapté, les appareils étant reliés à un système de télécommande déclenchant les prises de vues de façon instantanée ou quasi-instantanée et connectés à une unité informatique qui en récupère adéquatement les données et en permet un affichage sur un écran (5). 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif comprend mémoire et logiciel permettant la comparaisons des paramètres des images de chaque source, l'application de calculs correctifs, les traitements esthétiques des images (10), le stockage des informations puis le transfert des données vers un écran d'affichage (5,9) dans un réseau local et/ou un réseau distant notamment de type Internet. 10. Système selon la revendication 9 dans lequel le dispositif de traitement est apte à relever la position du sujet au choix par un système automatique de reconnaissance visuelle ou par un relevé physique sur l'écran, les étapes à exécuter étant essentiellement les suivantes - à partir de points de repères communs de correspondance entre la position du sujet sur les différentes vues, comparaison de la nouvelle prise de vue à celle de l'objet précédemment numérisé sous le même angle. - au besoin, décalage des coordonnées de la deuxième vue comparée selon la hauteur, la largeur (b), l'axe de rotation jusqu'à obtenir sa correspondance avec les points de repère de la précédente vue - répétition de l'étape de comparaison sur la vue d'un autre angle, significativement distant du premier en fonction des contraintes propres à la configuration des points de vue choisis, en corrigeant d'abord l'affichage de cette nouvelle vue selon les mêmes critères que précédemment (A), puis en précisant la position de la vue précédemment décrite sur l'axe de la profondeur par la modification de l'échelle de la vue si les relevés révèlent un écart sensible, ceci en fonction de la perspective de la situation optique et ses paramètres de longueur de focale, de distance du sujet par rapport au plan film, de la taille de l'image et de la taille du sujet dans l'image. - déclinaison des corrections de redimensionnement sur l'ensemble des vues fournies par les autres angles, notamment par des calculs trigonométriques. 11. Utilisation dans tout domaine où une représentation est susceptible d'être modifiée par éléments mixés et coordonnés, notamment dans celui de l'essayage virtuel de montures de lunettes, de vêtements, d'accessoires et celui de la présentation de produits de consommation.