Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik im Dienstleistungsbereich

Transkript

1 WI 2013, Leipzig, Deutschland Automatische Rekonstruktion eines 3D Körpermodells aus Kinect Sensordaten, Jochen Süßmuth, Freimut Bodendorf

2 Agenda Motivation Methode Ausblick 2

3 Problemstellung Onlineshopping Bekleidungsindustrie Produkte weitgehend austauschbar Differenzierung über Services Customer Experience insbes. bei junger Zielgruppe wichtig Ein Drittel aller Onlineshops verkauft Kleidung [Kreutzer 2012] Mangel an Service [Ziegler, o.j.] Spaßfaktor fehlt, insbes. für Männer Jedes 3. Produkt wird zurück geschickt, 65% wegen falscher Größe [Rose 2011] 3

4 Microsoft Kinect Microsoft Kinect Gestensteuerung für die Microsoft XBOX 360 Veröffentlichung im November 2010, 8 Mio. Verkäufe in den ersten 60 Tagen Preis: 99,00 Euro (2013) 4

5 Microsoft Kinect Erkennt bis zu 6 Personen (2 davon mit Zonenraster) Jede Person wird in 20 Zonen eingeteilt Scheinwerfer: 830nm Laser Diode Tiefensensor: 320x240 30Hz mit IR Path Filter VGA Farbkamera 640x480 Pixel Vier Mikrofone 5

6 Motivation Idee Realisierung eines kostengünstigen Körperscanners zur Erstellung persönlicher, dreidimensionaler Avatare Fokus: Ease of Use Technik: Tiefenkameras 6

7 Einsatzmöglichkeiten E-Commerce Retail Gaming Gesundheits- Dienste Fitness Maßanfertigung Avatare eignen sich für die Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen Realisierung statischer oder dynamischer Körper Voller Funktionsumfang dreidimensionaler Modelle (Vermessen, Animieren, etc.) 7

8 Agenda Motivation Methode Ausblick 8

9 Methode 9

10 Methode 10

11 Funktionsweise Loch Rauschen Scan Funktionsprinzip Scan enthält Löcher und Rauschen, was eine genaue Vermessung verkompliziert Die Punktwolke enthält keinerlei semantische Information 11

12 Funktionsweise Loch Rauschen Scan Generischer Durchschnitts-Avatar aus 50 Scans Funktionsprinzip Zum Einsatz kommt ein Durchschnitts-Avatar Weibliches & männliches Modell Basierend auf jeweils ca. 50 hochwertigen Ganzkörperscans 12

13 Funktionsweise Scans aus kommerziellem 3D Scanner 13

14 Funktionsweise Funktionsprinzip Damit erhalten wir ein parametrisiertes Modell des menschlichen Körpers Synthetisierung jedes gelernten Avatars und jeder beliebigen Kombination mit wenigen Parametern Definiert den Raum der sinnvollen Körperformen 14

15 Funktionsweise Loch Deformierung Rauschen Scan Generischer Durchschnitts-Avatar aus 50 Scans Rekonstruierter Avatar Funktionsprinzip Der generische Avatar wird so verformt, dass er der Punktewolke des Kinect Scans entspricht 15

16 Funktionsweise Deformierung Overlay Generischer Durchschnitts-Avatar aus 50 Scans Rekonstruierter Avatar Funktionsprinzip Semantische Rekonstruktion Fehlende Information wird plausibel nachgebildet Z.B. wird so die fehlende Rückseite kompensiert oder Extremitäten nachgebildet 16

17 Funktionsweise Chest Waist Hip Funktionsprinzip Landmarken können einfach vom Standard-Avatar auf den neu generierten übertragen werden Grundlage für Vermessung, Kleidersimulation, etc. Übertragen des Skelettmusters, um eine Animation des Avatars zu ermöglichen 17

18 Funktionsweise Ergebnisse Rekonstruierte Avatare sowie die dazugehörigen Kinect Tiefendaten Basierend auf männlichem und weiblichen Modell 18

19 3D Scanner für Heimanwender Tiefensensor Ablauf Registrierung Körpermodell Tiefenbild Punktewolke Registrierter Avatar Fertiger Avatar 19

20 Messgenauigkeit Kinect Scanner Human Solutions Scanner Mittlerer absoluter Fehler Varianz der absoluten Fehler Evaluation 25 Testpersonen Vergleich: Kinect Scanner vs. Human Solutions Scanner vs. Maßschneider (Goldstandard) Messung von insgesamt 11 Maßen Ergebnis: 7 Maße stddev < 2cm, 4 Maße stddev 2-4cm 20

21 Funktionsaufbau Heimscanner Basierend auf 1 Tiefenkamera Intuitive Bedienbarkeit Genauigkeit +/- 3cm Scandauer < 10 Sekunden 21

22 Abgrenzung und Innovationshöhe Kinect fusion 2011 Cui et al Unser Ansatz Reconstruct me Geschwindigkeit Bedienbarkeit Weiss et al Bewegter Benutzer Tong et al Cui et al Bewegte Kamera Modellbasiert 22

23 Live Demo 23

24 Agenda Motivation Methode Ausblick 24

25 Ausblick Stationärer Scanner Basierend auf 6 Tiefenkameras Experimenteller Nacktscanner Kleidungssimulation Berechnung der Körperform aus Scans mit Kleidung Simulation verschiedener Outfits und Größen incl. Heatmaps 25

26 WI 2013, Leipzig, Deutschland Automatische Rekonstruktion eines 3D Körpermodells aus Kinect Sensordaten, Jochen Süßmuth, Freimut Bodendorf