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    一種實現增強現實的方法及裝置制造方法及圖紙

    技術編號:8563359 閱讀:169 留言:0更新日期:2013-04-11 05:10
    本發明專利技術公開了一種實現增強現實的方法及裝置,包括:獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍符合預定要求,但圖像質量不符合預定要求,則將所述邊緣連通區域包含的圖像進行下采樣處理;根據下采樣處理后的邊緣連通區域包含的圖像及預先保存的采樣模板確定攝像頭位置信息;根據所述攝像頭位置信息進行增強現實的處理操作。本發明專利技術實施例的實現可以有效降低增強現實處理過程中的計算量,并可以保證增強現實的處理效果。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及增強現實處理
    ,尤其涉及一種實現增強現實的方法及裝置
    技術介紹
    增強現實(Augmented Reality,AR)是在虛擬現實的基礎上發展起來的新技術,是虛擬現實研究的一個重要分支。概括地說,增強現實技術是借助計算機圖形技術和可視化技術產生現實環境中不存在的虛擬對象,并將虛擬對象準確地“嵌入”到真實環境中,借助顯示設備將虛擬對象與真實環境融為一體,將虛擬的信息應用到真實世界,從而呈現給用戶一個感官效果真實的新環境,以實現對現實的增強。用于實現增強現實技術的增強現實系統需要通過分析大量的定位數據和場景信息來保證計算機生成的虛擬物體可以精確地定位在真實場景中。因此,增強現實系統中通常都包含以下幾個基本的處理步驟( I)獲取真實場景信息;(2)對獲取的真實場景信息和攝像頭位置信息進行分析;(3)生成虛擬物體;(4)根據攝像頭位置信息在視平面上繪制虛擬物體,并將虛擬物體與真實場景信息一起顯示。目前,主要采用的增強現實技術包括帶標注的增強現實(即MarkerAR)技術和無標注的增強現實(Marker-less AR)技術。下面將分別對現有技術中采用的兩種增強現實技術進行描述。(一)帶標注的增強現實技術在帶標記的增強現實技術中,主要是使用方形的黑白標記,識別和跟蹤黑白標記以實現攝像頭位置的估計,進而實現虛擬和現實的疊加。帶標記的增強現實技術的具體實現過程可以包括(I)攝像頭采集現實世界的影像,并將其傳給計算機;(2)計算機上的軟件在每幀視頻中搜索所有可能的矩形物體,例如,可以使用固定門限值將矩形物體標記分割出來;(3)如果找到矩形,則軟件采用相應的數學方法計算出攝像頭相對于矩形物體標記的位置,以估計攝像頭位置信息;(4)在確定攝像頭位置信息后,便可以在指定的位置根據攝像頭位置信息,將虛擬物體疊加到視頻中;(5)經過上述處理后,便可以在顯示設備中看到疊加有虛擬物體的視頻。在上述Marker AR技術中,當標記圖像不完整時(例如,標記圖像被遮擋或部分標記圖像被移出攝像頭視場),則難以識別出標記的內容,這樣,便無法根據標記的內容將虛擬物體疊加到視頻中。(二)無標注的增強現實技術在無標注的增強現實技術中,其具體實現過程可以包括(I)攝像頭采集現實世界的影像,并將其傳給計算機;(2)計算機軟件在視頻幀中檢測圖像的局部特征,將局部特征與可能的目標對象的局部特征進行匹配;(3)根據局部特征位置的幾何約束,只保留合理的匹配,從而可以根據合理的匹配可以識別出目標對象;( 4 )在確定系統存在被識別出的目標對象后,則跟蹤已被識別出的目標對象,并采用攝像頭姿勢估計算法,計算出攝像頭相對每個目標對象的位置;( 5 )在確定攝像頭相對各目標對象的位置后,可分別在目標指弓I的位置上,依據攝像頭相對各目標的位置信息,將虛擬物體疊加到視頻中;(6)經過上述處理后,便可以在顯示設備中看到疊加有虛擬物體的視頻。在Marker-less AR技術中,由于使用圖像的局部特征匹配識別對象,因而相應的處理過程中計算量較大。而且,在該Marker-less AR技術中,對攝像頭采集到的目標圖像的尺寸也有一定的要求,若目標遠離攝像頭,攝像頭采集到的目標圖像過小,則將導致檢測到的目標圖像中的局部特征過少,而無法達到要求的合理匹配特征個數,進而導致無法檢測出目標對象,使得無法完成將虛擬物體疊加到視頻中的處理。
    技術實現思路
    本專利技術的目的是提供一種實現增強現實的方法及裝置,從而可以降低現有技術中增強現實處理過程中的計算量并可以保證增強現實的處理效果。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的第一方面,所述一種實現增強現實的方法,包括獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍符合預定要求,但圖像質量不符合預定要求,則將所述邊緣連通區域包含的圖像進行下采樣處理;根據下采樣處理后的邊緣連通區域包含的圖像及預先保存的采樣模板確定攝像頭位置信息;根據所述攝像頭位置信息進行增強現實的處理操作。在第一方面的第一種可能的實現方式中,所述獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域之前還包括對采集到的真實圖像的邊緣進行二值化處理,并根據八連通原則將采集到的真實圖像劃分為一個或多個邊緣連通區域。在第一方面的第二種可能的實現方式中,所述覆蓋范圍符合預定要求是指所述邊緣連通區域至少存在兩條完整的直線邊緣,且通過延長補齊的方式可以獲得完整的四邊形;所述圖像質量不符合預定要求是指所述邊緣連通區域中的局部特征點的數量未達到預定的數量。結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式,在第一方面的第三種可能的實現方式中,該方法還包括若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍和圖像質量均符合預定要求,則采用精確匹配的方式確定攝像頭位置信息。結合第一方面的第三種可能的實現方式,在第一方面的第四種可能的實現方式中,所述采用精確匹配的方式確定攝像頭位置信息的步驟包括采用統計的方式將所述邊緣連通區域中的局部特征點與預定訓練集中特征點進行匹配,獲得匹配概率符合要求的局部特征點;根據邊緣連通區域的局部特征位置的幾何約束,在所述匹配概率符合要求的局部特征點中確定合理的匹配概率符合要求的局部特征點;根據所述合理的匹配概率符合要求的局部特征點確定攝像頭位置信息。結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式,在第一方面的第五種可能的實現方式中,該方法還包括若所述邊緣連通區域的覆蓋范圍不符合預定要求,圖像質量符合預定要求,則判斷所述邊緣連通區域是否為目標對象的運動估計區域;若所述邊緣連通區域為目標對象的運動估計區域,則采用特征點跟蹤的方式確定攝像頭位置信息,否則,采用基于不變特征算子的匹配方式確定攝像頭位置信息。結合第一方面的第五種可能的實現方式,在第一方面的第六種可能的實現方式中,所述基于不變特征算子的匹配方式確定攝像頭位置信息的步驟包括提取所述的邊緣連通區域中包含的局部特征點;將提取的所述局部特征點與預先保存的不變特征算子進行匹配,根據匹配結果確定匹配成功的局部特征點;根據邊緣連通區域的局部特征位置的幾何約束,在所述匹配成功的局部特征點中確定合理的匹配成功的局部特征點;根據所述合理的匹配成功的局部特征點確定攝像頭位置信息。結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式,在第一方面的第七種可能的實現方式中,該方法還包括若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍和圖像質量均不符合預定要求,則無法確定攝像頭位置信息。結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式,在第一方面的第八種可能的實現方式中,該方法還包括主線程和圖像渲染線程,或者,主線程、圖像渲染線程和一個或多個分區處理線程,其中主線程,用于選擇未被處理的邊緣連通區域執行所述確定攝像頭位置信息的操作;圖像渲染線程,用于對已確定攝像頭位置信息的邊緣連通區域,執行所述增強現實的處理操作;分區處理線程,用于選擇未被處理的邊緣連通區域執行所述確定攝像頭位置信息的操作。第二方面,所述的一種實現增強現實的裝置,包括連通區域獲取模塊,用于獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;下采樣處理模塊,用于在所述連通區域獲取模塊獲本文檔來自技高網
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    【技術保護點】
    一種實現增強現實的方法,其特征在于,包括:獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍符合預定要求,但圖像質量不符合預定要求,則將所述邊緣連通區域包含的圖像進行下采樣處理;根據下采樣處理后的邊緣連通區域包含的圖像及預先保存的采樣模板確定攝像頭位置信息;根據所述攝像頭位置信息進行增強現實的處理操作。

    【技術特征摘要】
    1.一種實現增強現實的方法,其特征在于,包括獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍符合預定要求,但圖像質量不符合預定要求,則將所述邊緣連通區域包含的圖像進行下采樣處理;根據下采樣處理后的邊緣連通區域包含的圖像及預先保存的采樣模板確定攝像頭位置信息;根據所述攝像頭位置信息進行增強現實的處理操作。2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域之前還包括對采集到的真實圖像的邊緣進行二值化處理,并根據八連通原則將采集到的真實圖像劃分為一個或多個邊緣連通區域。3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述覆蓋范圍符合預定要求是指所述邊緣連通區域至少存在兩條完整的直線邊緣,且通過延長補齊的方式可以獲得完整的四邊形;所述圖像質量不符合預定要求是指所述邊緣連通區域中的局部特征點的數量未達到預定的數量。4.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,該方法還包括若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍和圖像質量均符合預定要求,則采用精確匹配的方式確定攝像頭位置信息。5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述采用精確匹配的方式確定攝像頭位置信息的步驟包括采用統計的方式將所述邊緣連通區域中的局部特征點與預定訓練集中特征點進行匹配,獲得匹配概率符合要求的局部特征點;根據邊緣連通區域的局部特征位置的幾何約束,在所述匹配概率符合要求的局部特征點中確定合理的匹配概率符合要求的局部特征點;根據所述合理的匹配概率符合要求的局部特征點確定攝像頭位置信息。6.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,該方法還包括若所述邊緣連通區域的覆蓋范圍不符合預定要求,圖像質量符合預定要求,則判斷所述邊緣連通區域是否為目標對象的運動估計區域;若所述邊緣連通區域為目標對象的運動估計區域,則采用特征點跟蹤的方式確定攝像頭位置信息,否則,采用基于不變特征算子的匹配方式確定攝像頭位置信息。7.根據權利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于不變特征算子的匹配方式確定攝像頭位置信息的步驟包括提取所述的邊緣連通區域中包含的局部特征點;將提取的所述局部特征點與預先保存的不變特征算子進行匹配,根據匹配結果確定匹配成功的局部特征點;根據邊緣連通區域的局部特征位置的幾何約束,在所述匹配成功的局部特征點中確定合理的匹配成功的局部特征點;根據所述合理的匹配成功的局部特征點確定攝像頭位置信息。8.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,該方法還包括若所述的邊緣連通區域的覆蓋范圍和圖像質量均不符合預定要求,則無法確定攝像頭位置信息。9.根據權利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,該方法還包括主線程和圖像渲染線程,或者,主線程、圖像渲染線程和一個或多個分區處理線程,其中主線程,用于選擇未被處理的邊緣連通區域執行所述確定攝像頭位置信息的操作;圖像渲染線程,用于對已確定攝像頭位置信息的邊緣連通區域,執行所述增強現實的處理操作;分區處理線程,用于選擇未被處理的邊緣連通區域執行所述確定攝像頭位置信息的操作。10.一種實現增強現實的裝置,其特征在于,包括連通區域獲取模塊,用于獲取采集到的真實圖像的一個或多個邊緣連通區域;下采樣處理模塊,用于在所述連通區域獲取模塊獲取的邊緣連通區域的覆蓋范圍符合預定要求,但圖像質量不符合預定要求時,將所述邊緣連通區域包含的圖像進行下采樣處理;第一攝像頭位置確定模塊,用于根據所述下采樣處理模塊下采樣處理后的邊緣連通區域包含的圖像...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:柳海波史舒娟
    申請(專利權)人:華為技術有限公司
    類型:發明
    國別省市:

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