Brevet FR2838904A1 — publié le 20031024

source. La presente invention concerne un dispositif d'acquisition dtimages destine a etre porte par un utilisateur. Wile s'applique en particulier a la production d'animations a ['aide de moyens numerlques. On conna^'t deja dans l'etat de la technique un dispositif d'acquisition d'images destine a etre porte par un utilisateur, du type comportant un casque destine a coiffer la tete de l'utilisateur et une camera pour ['acquisition d'images. Un tel dispositif est utilise notamment pour capturer sous forme de donnees numeriques les mouvements (expressions) du visage d'un acteur. La camera est de type a rayonnement infrarouge. Des marqueurs sensibles a ce rayonnement vent places sur le visage de l'acteur, ce dernier evoluant dans un environnement eclaire en infra-rouge. La camera est associee a des moyens de stockage de donnees dans lesquels les mouvements du visage vent memorises sous forme de courbes. Ces courbes vent utilisees par la suite pour la realisation d'une animation. Les images faciales obtenues par cette technique, couramment designee par les termes anglo-saxons >, presentent un degre de realisme que l'on souhaite ameliorer. L'invention a pour but de proposer un outil destine a la production d'images nu meriq ues de la face d'un person nage d'animation p resentant un deg re de realisme superieur a celui obtenu generalement par la technique classique de capture de mouvement, ceci en vu notamment d'integrer ces images dans des animations interactives, telles que des jeux videos, susceptibles d'etre mises en ceuvre par des equipements ordinaires de type domestique ou familial. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif d'acquisition d'images, du type precise, caracterise en ce qu'il comprend un support, relic au casque, s'etendant longitudinalement en porte-a-faux a ['avant du casque, le trajet optique entre la camera et la face de l'utilisateur comprenant au moins une partie s'etendant entre cette face de l'utilisateur et des moyens optiques en porte-a-faux, portes par le support, munis d'un miroir, de fa,con a permettre ['acquisition d'images d'au moins une partie de la face de I'utilisateur se reflechissant dans le miroir. Suivant d'autres caracteristiques de differents modes de realisation de ce dispositif: - une source de lumiere artificielle reliee au casque et positionnee par rapport a ce casque de fac,on a permettre l'eclairage d'au moins une partie de la face de 1'utilisateur; ? -2 - la source de lumiere eclaire directement au moins une partie de la face de l'utilisateur; - les moyens optiques en porte-a-faux comprennent la source de lumiere; - la source de lumiere eclaire indirectement au moins une partie de la face de l'utilisateur; - les moyens optiques en porte-a- faux comprennent des moyens formant miroir reflechissant, vers la face de l'utilisateur, la lumiere provenant de la source; - le dispositif comprend deux sources de lumiere; - la camera est du type video couleur; - le casque comprend une colffe, destinee a venir en appui sur la tete de l'utilisateur, munie de moyens d'adaptation a la morphologic de la tete de l'utilisateur; - le casque comprend une jugulaire d'immobilisation du casque sur la tete de 1 5 I'utilisateur. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre, donnee uniquement a titre d'exemple et faite en se referent aux dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'acquisition d'images selon un premier mode de realisation de ['invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif d'acquisition d'images selon un second mode de realisation de ['invention. On a represente sur la figure 1 un dispositif d'acquisition d'images, selon un premier mode de realisation de ['invention, designe par la reference generale 10. Le dispositif 10 peut etre utilise par exemple pour la production d'images numeriques pour des animations interactives dans des jeux video. Le dispositif 10 est destine a etre porte par un utilisateur pour capturer des images de la face de cet utilisateur. Cet utilisateur est generalement un acteur interpretant un scenano. Le dispositif 10 comprend un casque 12 destine a coiffer la tete de l'utilisateur. A cet effet, le casque 12 est muni d'une coiffe ajouree 14, par exemple en matiere plastique, munie de moyens d'adaptation a la morphologic de la tete de l'utilisateur. Dans l'exemple illustre, la coiffe 14 comporte une partie 16 formant ceinture de la bo^'te cranienne. Le serrage de cette partie 16 autour de la bo^'te cranienne est regle, par exemple, au moyen d'une molette 18. On notera que la colffe 14 est munie de coussinets internee 20 d'appui sur la tete de l'utilisateur. J Le casque 12 est immobilise sur la tete de l'utilisateur au moyen d'une jugulaire 21 reliee a la colffe 14. Dans ce qui suit, les orientations des divers elements decrits, tels que les orientations avant et arriere, seront considerees par rapport aux orientations habituelles d'un utilisateur portent le dispositif 10. Une armature 22, de forme generale longitudinale, est accrochee, de fa,con connue en soi, sur la coiffe 14. L'armature 22 porte une camera 24, pour ['acquisition d'images video, notamment des images en couleurs. Cette camera 24 est positionnee sur ['armature 22 a proximite de la coiffe 14. Dans le premier mode de realisation de ['invention, le casque 12 porte au moins une source de lumiere artificielle eclairant indirectement au moins une partie de la face de l'utilisateur. Plus particulierement, dans l'exemple illustre sur la figure 1, le dispositif 10 comprend deux sources 26,28 de lumiere, accrochees sur le casque 12, de preference sur les cotes gauche et droit de la colffe 14. Les deux sources 26, 28 agissent l'une par rapport a l'autre pour supprimer les ombres sur la face de l'utilisateur. La camera 24 et les sources 26,28 de lumiere vent reliees au casque 12 et positionnees par rapport a ce casque 12 de fac, on a permettre, respectivement, I'acquisition d'images d'au moins une partie de la face de l'utilisateur et l'eclairage d'au moins une partie de cette face. L'armature 22 comporte une partie avant formant un support avant 30 relic au casque 12. Ce support avant 30 s'etend longitudinalement en porte-afaux a ['avant du casque 12. Des moyens formant miroir 32 vent relies au support avant 30 de preference a ['aide de moyens articules 34 autorisant le reglage du miroir 32 en azimut eVou en hauteur. Le miroir 32 forme des moyens optiques en porte-a-faux portes par le support avant 30. Le trajet optique entre la camera 24 et la face de l'utilisateur comprend au moins une partie s'etendant entre cette face de l'utilisateur et le miroir 32 en porte-a-faux. Le miroir 32 permet ainsi ['acquisition d'images par la camera 24 d'au moins une partie de la face de l'utilisateur se reflechissant dans le miroir. La forme du miroir 32 est adaptee pour reflechir une partie pertinente de la face de l'utilisateur vers la camera 24. La forme du miroir 32 pourra notamment etre adaptee pour reflechir les limites laterales du visage de l'utilisateur vers la camera 24. La forme du miroir 32 est egalement adaptee pour reflechir la lumiere provenant des sources 26,28 vers la face de l'utilisateur, ceci en assurant une bonne repartition de la lumiere sur cette face, propice a ['acquisition d'images de qualite par la camera 24. On notera que les moyens formant miroir representes sur les figures ne comportent qu'un seul element reflechissant. En variante, les moyens formant miroir pourraient comporter plusieurs elements reflechissants. On notera egalement que, dans le premier mode de realisation de ['invention, les trajets optiques entre les sources 26,28 de lumiere et la face de i'utilisateur comprennent, pour chaque source 26,28, une partie s'etendant entre la source 26,28 et le miroir 32 porte par le support avant 30 et une partie s'etendant entre ce miroir 32 et la face de l'utilisateur. Le cas echeant, la camera 24 est reliee a ['armature 22 a ['aide de moyens articules autorisant le reglage de ['angle de visee de la camera 24. Bien entendu, le champ de vision de la camera 24 peut etre adapte pour ['acquisition d'images d'une partie ou de la totalite de la face de l'utilisateur. Si necessaire, I'extremite arriere de ['armature 22 est prolongee par des moyens 36 formant contrepoids des moyens optiques comprenant le miroir 32. Toutefois, le miroir 32 peut etre relativement leger. La camera 24 et les sources 26,28 de iumibre etant positionnees pres de la coiffe 14, la masse du contrepoids 32 peut etre limitee. La lumiere emise par ies sources 26,28 est de preference blanche. Cette lumiere peut etre filtree, le cas echeant, par un filtre de couleur. Les sources 26, 28 peuvent egalement emettre directement une lumiere de couleur. L'utilisateur portent le dispositif 10 peut etre un acteur destine a evoluer, conformement a une technique classique de capture de mouvements, dans un environnement eclaire par un rayonnement infrarouge en vue de ['acquisition de donnees relatives au mouvement de parties du corps de l'acteur distinctes du visage de cet acteur. Le rayonnement infrarouge habituellement utilise pour cette technique de capture de mouvements est du type infrarouge proche, de longueur d'ondes comprise entre 0,7 et 3 um. De preference, la composition spectrale de la lumiere emise par les sources 26,28 est choisie par l'homme du metier pour ne pas interferer avec le rayonnement infrarouge. Ce choix pourra etre realise par l'homme du metier, par exemple par essais successifs de lumieres blanches ou de couleur (source blanche filtree ou source de couleur) en verifiant que la composition spectrale de la lumiere emise par les sources -5 26,28 n'a pas d'incidence indesirable sur les images capturees par une camera infrarouge destinee a la capture du mouvement des parties du corps de l'acteur autres que son visage. Sur la figure 2, on a represente un dispositif d'acquisition d'images selon un second mode de realisation de ['invention. Sur cette figure 2, les elements analogues a ceux de la figure 1 vent designee par des references identiques. Dans ce cas, le dispositif 10 est equipe d'au moins une source de lumiere eclairant directement au moins une partie de la face de l'utilisateur, par exemple deux sources 26,28 de lumiere comme represente sur la figure 2. Une premiere source de lumiere 26, destinee a eclairer le teas du visage de l'utilisateur, et reliee a un bras 38, solidaire du support 30, a ['aide de moyens articules 40 autorisant le reglage de ['angle du faisceau de lumiere emis par cette source 26 en azimut eVou en hauteur. La seconde source 28 de lumiere, destinee a eclairer le haut du visage de l'utilisateur, est reliee au support 30 a ['aide de moyens articules 42 autorisant le reglage de ['angle du faisceau de lumiere emis par cette source 28 en azimut eVou en hauteur. Les deux sources 26, 28 agissent l'une par rapport a l'autre pour supprimer les ombres sur la face de l'utilisateur. On notera que le miroir 32 est relic au bras 38 par les moyens articules 34. Dans le second mode de realisation de ['invention, les sources 26,28 de lumiere forment partie des moyens optiques en porte-a-faux portes par le support avant 30. De preference, chaque source 26,28 de lumiere comprend un tube fluorescent, par exemple du type commercialise par la societe Kinoflo sous le nom commercial Micro-Flo. Les tubes fluorescents permettent d'obtenir un eclairage diffus et relativement uniforme de la partie de la face exposee a chaque source 26, 28. Parmi les avantages de ['invention, on notera que celle-ci permet de capturer une partie du visage de l'utilisateur s'etendant suivant un secteur angulaire (entre la gauche et la droite du visage) relativement important. Les images faciales acquises au moyen du dispositif selon ['invention peuvent etre projetees sur un support materiel ou virtuel en traitant eventuellement la projection par anamorphose. Le casque 12, muni de la jugulaire 26 et des moyens de reglage de la coiffe 14, permet de solidariser efficacement le dispositif d'acquisition d'image avec la tete de I'utilisateur et, ainsi, d'eviter tout mouvement relatif indesirable entre les moyens optiques portes par le casque et la face de l'utilisateur. -6 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'acquisition d'images destine a etre porte par un utilisateur, du type comportant un casque (12) destine a coiffer la tete de l'utilisateur et une camera (24) pour ['acquisition d'images, caracterise en ce qu'il comprend un support (30), relic au casque (12), s'etendant longitudinalement en porte-a-faux a ['avant du casque, le trajet optique entre la camera (24) et la face de l'utilisateur comprenant au moins une partie s'etendant entre cette face de l'utilisateur et des moyens optiques en porte-a-faux, portes par le support (30), munis d'un miroir (32), de fac,on a permettre ['acquisition d'images d'au moins une partie de la face de l'utilisateur se reflechissant dans le miroir. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend au moins une source (26, 28) de lumiere artificielle reliee au casque (12) et positionnee par rapport a ce casque (12) de fa,con a permettre l'eclairage d'au moins une partie de la face de l'utilisateur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que la source de lumiere (26,28) eclaire directement au moins une partie de la face de l'utilisateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracterise en ce que ies moyens optiques en porte-a-faux comprennent la source de iumiere (26, 28). 5. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que la source de lumiere (26,28) eclaire indirectement au moins une partie de la face de l'utilisateur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caracterise en ce que les moyens optiques en porte-a-faux comprennent des moyens formant miroir (32) reflechissant, vers la face de l'utilisateur, la lumiere provenant de la source (26, 28). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 6, caracterise en ce qu'il comprend deux sources de lumiere (26, 28). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que la camera (24) est du type video couleur. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le casque (12) comprend une colffe (14), destinee a venir en appui sur la tete de l'utilisateur, munie de moyens (18) d'adaptation a la morphologic de la tete de l'utilisateur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que le casque (12) comprend une jugulaire (21) d'immobilisation du casque (12) sur la tete de l'utilisateur.