PROCEDIMIENTO DE CREACIÓN DE MODELOS FACIALES 3D A PARTIR DE IMÁGENES FACIALES.

La presente invención se refiere a la técnica correspondiente a la creación de modelos faciales 3-D, la cual se puede usar por ejemplo para la implementación de los denominados avatares (modelos antropomorfos) a usar en entornos virtuales, aplicaciones de videocomunicación, videojuegos, producciones televisivas, y creación de interfaces hombremáquina avanzadas. Ya existen algunas soluciones técnicas conocidas para la creación de un modelo 3D. Por ejemplo, a partir de la publicación Realistic Modeling for Facial Animation COMPUTER GRAPHICS PROCEEDINGS (SIGGRAPH) - 1995, de Yuencheng Lee y otros, se conoce un procedimiento de creación de modelos realistas de caras humanas mediante la adquisición de datos de reflexión a través de una exploración por láser de la cara de un objetivo captado o la cara de una persona. Dicho procedimiento posibilita el inicio de la creación de modelos realistas por medio de información 3D aunque requiere el uso de una herramienta intrusiva, tal como un haz de láser. También se conoce a partir de la publicación Tracking and Synthesizing Facial Motions with Dynamic Contours REAL TIME IMAGING, GB, ACADEMIC PRESS LIMITED - Abril de 1996, de Nesi P. y otros, un procedimiento para crear modelos realistas a partir de una fotografía de la cara de una persona. Dicho procedimiento no es intrusivo, igual que el procedimiento según la presente invención, sino que utiliza un modelo 3D que presenta únicamente una superficie de estructura alámbrica que se debe ajustar según la fotografía de la cara de la persona. Por otra parte, en relación con esta materia, se puede hacer referencia por ejemplo al producto Character Creator de la empresa Darwin 3D (ver sitio de Internet http://www.darwin3d.com) así como al producto Avatar Maker de la empresa Sven Technologies (ver sitio de Internet http://www.sven-tech.com). El producto Character Creator se basa en la elección de un modelo básico que se parece a la persona fotografiada. La cara de la fotografía se enmarca por medio de una elipse y el programa usa lo que queda dentro de la elipse como textura del modelo. En el producto Avatar Maker, sobre la cara se marcan una docena de puntos, y a continuación se selecciona un modelo básico al cual se asocia la textura de la fotografía. Makumoto Maruya, Generating a Texture Map From Object-surface Texture Data, Computer Graphics Forum, vol. 14, nº. 3, 18 de agosto de 1995, páginas 397-405, describe un procedimiento para aplicar datos de textura de la superficie de objetos directamente a la creación de imágenes de gráficos por ordenador. Para generar un mapa de texturas, el número de triángulos en el poliedro se reduce mientras se preserva todos los datos del color que contenía originalmente. Los triángulos se colocan en una malla de triángulos simplificada en un plano, un mapa de texturas se genera a partir de esta disposición. Cada bloque está compuesto de un triángulo interno y un área auxiliar. Cada triángulo se transforma en el triángulo interno. El área auxiliar está reservada para aislar la textura del triángulo de los triángulos vecinos. Pares de triángulos del mismo tamaño se combinan para formar triángulos siguientes mayores. Este proceso de combinación se repite hasta que el número de triángulos en cualquier tamaño diferente de un tamaño estándar no es mayor de uno. Finalmente, los triángulos de tamaño estándar se empaquetan de manera ajustada. El principal inconveniente de dichas formas de realización conocidas es que la estructura del modelo generado no permite una posterior animación. Esto es debido al hecho de que el modelo (generado habitualmente como un modelo de estructura alámbrica, es decir, a partir de una estructura de malla, tal como también se verá en la explicación posterior), no puede encajar exactamente en el perfil de la zona de la boca, evitando de este modo la reproducción de movimientos de los labios. Esto se aplica también a otras partes significativas de la cara, tales como ojos y nariz. La presente invención pretende proporcionar un procedimiento de creación de un modelo tridimensional empezando a partir de una pluralidad de imágenes, incluyendo la aplicación de textura al modelo con una explotación mejorada de la resolución de la imagen diseñada para contener la textura. Según la invención, este objetivo se alcanza a través de un procedimiento que presenta las características mencionadas específicamente en las reivindicaciones adjuntas. A continuación se describirá la invención a título de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos a la misma, en los cuales: - las Figuras 1A y 1B representan el aspecto típico de los modelos usados en la forma de realización de la invención, representados en el modo de estructura alámbrica (Figura 2A) y en el modo sólido (Figura 2B), respectivamente, - la Figura 2 omitida, ES 2 366 243 T3 - las Figuras 3A a 3I representan un conjunto de tablas que identifican los puntos característicos de una cara según el estado actual del estándar MPEG-4, pudiéndose usar dicha cara para la forma de realización de la invención, - la Figura 4 muestra esquemáticamente una de las fases del procedimiento según la invención, - la Figura 5 muestra esquemáticamente otra fase del procedimiento según la invención, 2 ES 2 366 243 T3 - la Figura 6 representa gráficamente, en tres partes indicadas respectivamente mediante las referencias 6A, 6B y 6C, la evolución del modelo en el procedimiento según la invención, - la Figura 7, la cual comprende también tres partes, representa en la parte 7A una fotografía que realza los puntos característicos usados para la calibración en una posible forma de realización del procedimiento según la invención, y en las partes 7B y 7C dos vistas del modelo resultante, completo con textura, - la Figura 8 representa gráficamente, en forma de un diagrama de bloques, la estructura de un sistema que se puede usar para llevar la invención a la práctica, - la Figura 9 es un diagrama de flujo referente a una posible forma de realización del procedimiento según la invención, - las Figuras 10 y 11 ejemplifican la aplicación de la denominada textura en la presente invención. La Figura 1 muestra un modelo básico M de una cara humana, el cual se puede usar en una posible forma de realización de la invención. En este caso, el modelo M se representa tanto en el modo de estructura alámbrica como en el modo sólido. Este último difiere con respecto a la estructura alámbrica esencialmente en el coloreado de fondo de los triángulos de la estructura alámbrica. El modelo M representando en este caso está formado por cinco superficies, a saber: - cara V, formada en la forma de realización ilustrada en el presente caso por 360 vértices y 660 triángulos, usándose el término vértice con su significado geométrico, es decir, vértice de un ángulo, - ojo derecho OD y ojo izquierdo OS, constando cada uno de ellos de 26 vértices y 37 triángulos, - dientes superiores DS y dientes inferiores DI, constando cada uno de ellos de 70 vértices y 42 triángulos. Se apreciará en particular que el modelo M es una estructura hueca, la cual se puede considerar prácticamente una especie de máscara, cuya forma está diseñada para reproducir los rasgos de la cara modelada. Evidentemente, aunque se corresponden con una forma de realización de la invención que es la preferida actualmente, el número de vértices y triángulos al que se ha hecho referencia previamente tiene un carácter meramente ilustrativo y en ningún caso se debe considerar como un aspecto limitativo del alcance de la invención. Estas consideraciones se aplican también a la elección del uso de cinco superficies diferentes para implementar el modelo básico. De hecho, el número de dichas superficies podría ser menor (para la implementación de modelos más sencillos) o mayor (para la implementación de modelos más detallados y sofisticados), dependiendo de los requisitos de aplicación. La característica importante es la elección del uso, como modelo básico, de un modelo que comprende una pluralidad de superficies y en particular superficies que, dependiendo del tipo de cara a modelar (por ejemplo, una cara humana), se corresponden con formas que son conocidas sustancialmente en términos generales y que tienen una disposición relativa, la cual en conjunto, también ya es conocida. De hecho, aunque la tipología de la cara humana es prácticamente infinita, se sabe que la superficie de la cara tiene un aspecto general de tipo cuenco, que los párpados presentan en general únicamente una superficie de párpado, la cual es al menos ligeramente convexa, que los arcos dentales tienen forma de arco, etcétera. Así, se sabe que los párpados están situados en la zona central-superior de la superficie de la cara, mientras que las superficies de los dientes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de creación de un modelo 3D (M) empezando a partir de una pluralidad de imágenes (I), que comprende las etapas de: - proporcionar dicha pluralidad de imágenes (I) correspondientes a diferentes puntos de vista, 5 - proporcionar un modelo 3D genérico (M) que tiene una estructura de vértices; - modificar la estructura de dicho modelo 3D (M) para parecerse a dicha pluralidad de imágenes (I); caracterizado por - crear una textura que se aplica a dicha modelo (M) generando a partir de dichas imágenes, una información de textura respectiva en forma de triángulos derechos de tamaño constante; - acoplar de dos en dos los triángulos derechos relacionados con la información de la textura generada a partir de la 10 pluralidad de imágenes para obtener, como resultado del acoplamiento, respectivos rectángulos, en el que dichos rectángulos están formados a partir de N x (N+1) píxeles; y - aplicar dicha textura a dicho modelo 3D modificado en forma de una matriz de dichos rectángulos. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha modificación de la estructura del modelo (M) se realiza en forma de una operación geométrica realizada mediante la colocación de cada una de dichas 15 imágenes (I) y dicho modelo (M) en posiciones opuestas y simétricas. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que incluye las operaciones de computar para cada una de dichas imágenes (I) un parámetro de distancia y de aplicar dicha textura a dicho modelo modificado (M) a través de un proceso de mapeado de texturas realizado sobre la base de dicho parámetro de distancia. 8 ES 2 366 243 T3 9 ES 2 366 243 T3 ES 2 366 243 T3 11 ES 2 366 243 T3 12 ES 2 366 243 T3 13 ES 2 366 243 T3 14 ES 2 366 243 T3 ES 2 366 243 T3 16 ES 2 366 243 T3 17