一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成，濾波單透鏡位于該智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機、深度感應器、麥克風、揚聲器B。使用時面對鏡面可以通過語音、手勢和智能鏡互動，實現(xiàn)測量身體數(shù)據(jù)，虛擬試穿等體驗。也可以聽懂人類語言，看懂人類操作手勢的含義，面對鏡子時，通過語音控制來查閱互聯(lián)網(wǎng)信息，通過手勢控制來更換虛擬服飾決定當天的穿著，記錄和分析身體骨骼的運動軌跡，輔助練習各類身體姿勢要求高的運動項目。
【專利說明】—種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鏡子，尤其是一種基于自然用戶界面交互和互聯(lián)網(wǎng)技術的智能鏡。

【背景技術】
[0002]自然用戶界面是指一類無形的用戶界面，只需要人們以最自然的交流方式(如語言和身體姿勢及動作)與機器互動。特別是觸控技術和體感技術將使人機交互變得更加自然直觀，更為人性化。
[0003]人體三維掃描系統(tǒng)也稱三維人體測量系統(tǒng)，人體數(shù)字化系統(tǒng)，廣泛應用于服裝，動畫，人機工程以及醫(yī)學等領域，是發(fā)展人體(人臉)模式識別，特種服裝設計(如航空航天服，潛水服)，人體特殊裝備(人體假肢，個性化武器裝備)，以及開展人機工程研究的理想工具。
[0004]人體全身(半身)掃描系統(tǒng)獲取的人體點云數(shù)據(jù)包含了完整人體各個部位的準確的三維信息。基于人體點云數(shù)據(jù)即點云數(shù)據(jù)模型可生成完整的人體網(wǎng)格模型即面片模型；基于人體點云數(shù)據(jù)，通過人體參數(shù)化數(shù)字處理軟件可獲得不同部位的準確人體參數(shù)尺寸。
[0005]機器的視覺反應系統(tǒng)一體感控制，在于人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環(huán)境互動，而無需使用任何復雜的控制設備，便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動。舉個例子，當你站在一臺電視前方，假使有某個體感設備可以偵測你手部的動作，此時若是我們將手部分別向上、向下、向左及向右揮，用來控制電視臺的快轉(zhuǎn)、倒轉(zhuǎn)、暫停以及終止等功能。并且，隨著技術的進步，體感控制還可以用在商場的服裝店，甚至用戶可以在網(wǎng)上隨意試穿自己喜歡的衣服；在高爾夫練習場配合用戶練習揮桿(紀錄并回放用戶揮桿全過程的身體骨骼運動軌跡)，等等。
[0006]機器的聽覺反應系統(tǒng)一語音控制，與機器進行語音交流，讓機器明白你說什么，這是人們長期以來夢寐以求的事情。語音識別技術就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳奈谋净蛎畹募夹g。語音識別技術主要包括特征提取技術、模式匹配準則及模型訓練技術三個方面。語音識別技術車聯(lián)網(wǎng)也得到了充分的引用，例如在翼卡車聯(lián)網(wǎng)中，只需按一鍵，通過客服人員口述即可設置目的地直接導航，安全、便捷。
[0007]單向透視玻璃，是一種對可見光具有很高反射比的特種玻璃，單向透視玻璃在使用時反射面必須是迎光面或朝向室外一側(cè)。當室外比室內(nèi)明亮時，單向透視玻璃與普通鏡子相似，室外看不到室內(nèi)的景物，但室內(nèi)可以看清室外的景物。而當室外比室內(nèi)昏暗時，室外可看到室內(nèi)的景物，且室內(nèi)也能看到室外的景物，其清晰程度取決于室外照度的強弱。單向透視玻璃主要適用于隱蔽性觀察窗、孔等。
[0008]增強現(xiàn)實技術(Augmented Reality Technique,簡稱AR),是在虛擬現(xiàn)實基礎上發(fā)展起來的新技術，是通過計算機系統(tǒng)提供的信息增加用戶對現(xiàn)實世界感知的技術，并將計算機生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實場景中，從而實現(xiàn)對現(xiàn)實的“增強”。同時，由于用于與真實世界的聯(lián)系并未被切斷，交互方式也就顯得更加自然。
[0009]和VR (虛擬現(xiàn)實技術)比較起來，在AR (增強虛擬現(xiàn)實技術)中，真實的周遭環(huán)境扮演一個非常重要的角色。AR (增強虛擬現(xiàn)實技術)主要的目的是把人造的虛擬對象，置于真實的環(huán)境當中，或是真實環(huán)境的實時影片。
[0010]綜合以上【背景技術】，目前市場上已經(jīng)存在諸多集成了紅外掃描、體感控制、3D建模和3D動作控制等技術的應用和發(fā)明，例如基于Kinect的體感游戲，虛擬試衣間等等，這些應用其主要采集輸入視頻數(shù)據(jù)的設備為體感攝像頭、輸出設備則以電腦和電視為主。
[0011]但是，由于受到視頻采集設備的分辨率限制，服裝試衣等應用目前尚無法達到“高度清晰”的效果，一旦真實的輸出畫質(zhì)很差，那么便無法實現(xiàn)AR或VR的預計效果，而目前市場上的所有虛擬試衣間都是用電視畫面結(jié)合服圖案來作為結(jié)果輸出的，畫面分辨率普遍很低。
[0012]綜上所述，這類試衣系統(tǒng)的應用就只能稱之為“聊勝于無”，并不能帶給用戶最佳體驗，無法讓用戶真正的感受到仿佛是站在“鏡子”面前來進行一些虛擬服飾試穿。
[0013]類似于試衣，目前在門店試妝，姿勢矯正所使用的鏡子，均不能帶給用戶最佳的體驗。在閱讀新聞方面，目前可以通過觸碰電腦屏幕來獲取，但不能與鏡子這樣的物體進行仿真互動交流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，把互聯(lián)網(wǎng)技術和傳統(tǒng)的鏡子結(jié)合，提供一面智能的鏡子，其解決的問題之一是面對鏡面時可以通過語音、手勢等自然語言和鏡子互動，實現(xiàn)測量身體數(shù)據(jù)，搜索合適的服裝，虛擬試穿等的試衣體驗，通過手勢控制來更換虛擬服飾以決定當天的穿著的“試衣鏡”應用。
[0015]本發(fā)明的另一個目的在于，提供一面鏡子，可以聽懂人類語言，看懂人類操作手勢的含義，提供增強現(xiàn)實服務，把人造的虛擬對象(如天氣預報、新聞視頻、服飾圖案)，置于真實的環(huán)境中，讓人在每天面對鏡子的時候，可以通過語音控制來查閱互聯(lián)網(wǎng)信息，這是“新聞鏡”的應用。
[0016]本發(fā)明的第三個目的是提供一面鏡子，面對鏡子做各類運動鍛煉，可記錄用戶的運動骨骼軌跡數(shù)據(jù)，便于用戶分析運動體姿，以便進行矯正姿勢，例如“舞蹈鏡”、“高爾夫練習鏡”。
[0017]本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是:
一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成。
[0018]所述濾波單透鏡位于智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機、深度感應器、麥克風、揚聲器B ;在所述主板下方依次有音頻輸入接口、視頻輸入接口和電源狀態(tài)顯示燈。
[0019]所述濾波單透鏡是在單透鏡基礎上涂有一層特定光譜濾波涂層，能夠根據(jù)鏡子前后側(cè)光線變化實現(xiàn)單面成像。在使用時將其內(nèi)部一側(cè)光線控制在最黑暗的狀態(tài)，以保證高清、高還原的成像效果。
[0020]所述特定光譜濾波涂層位于在濾波單透鏡內(nèi)側(cè)，即與發(fā)光屏幕連接面上，將發(fā)光屏幕發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光(如黑色光)過濾掉。這樣站在單透鏡前通過自然光的反射可以看到自身及周圍環(huán)境的鏡像，疊加上發(fā)光屏濾過后的衣服素材效果，即可形成衣服素材與真實人體影像的疊加，實現(xiàn)增強技術能達到的換裝體驗。
[0021]所述發(fā)光屏幕是普通的電子顯示屏，可以用電視機顯示屏或背部投影儀替代，連接電腦主機，程序運行后，試衣軟件會顯示在屏幕上，經(jīng)過濾光處理，衣服等素材會投在的單透鏡上，與鏡前的人體疊加顯示在鏡中，實現(xiàn)高清換裝效果。
[0022]所述主板，是微型電腦主機，置于發(fā)光屏幕下方的底座中，運行智能鏡控制程序，可對試衣軟件等程序進行遠程控制。
[0023]所述揚聲器在鏡框上方左右兩側(cè)各有一個，實現(xiàn)語音播報等功能。
[0024]所述紅外線發(fā)射器，能夠捕捉鏡頭前發(fā)熱物體，即人體，并根據(jù)人體所作出的不同動作來識別并完成相應指令。
[0025]所述彩色攝影機，采集鏡頭前畫面數(shù)據(jù)，使得活動人體真實的影射在鏡子后面的發(fā)光屏上，據(jù)此附著經(jīng)過處理的3D服裝投射在鏡子上，以達成增強現(xiàn)實的效果。
[0026]攝像機是進行光電轉(zhuǎn)換的設備，他利用三基色原理，通過光學系統(tǒng)，把彩色的景物的光像分解為紅綠藍三種基本光像，由攝像器件完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換，憨厚進項信號處理，編碼成彩色信號輸出到顯示器，再由顯示器將將三基色的電信號，按照電信號的不同比例顯示出不同顏色，產(chǎn)生彩色圖像被用戶看到。
[0027]所述深度感應器，捕捉鏡前動態(tài)人體，進行即時三維掃描，獲取人體身材的各項數(shù)據(jù)，保證完整真實的還原鏡前不同用戶的不同身材。
[0028]所述麥克風，用來收集用戶聲音信息以識別指令，且將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號以供電腦主機識別，例如，“天氣預報”則系統(tǒng)自動彈出天氣預報窗口，播報當日天氣狀況。
[0029]主機通過麥克風采集到的聲音數(shù)據(jù)，通過算法識別聲音內(nèi)容，通過聲音內(nèi)容實現(xiàn)同能的操作。
[0030]所述揚聲器，是將電腦主機的電信號轉(zhuǎn)化成聲音信號被用戶聽見主機輸出提示說明的電信號給揚聲器，揚聲器通過轉(zhuǎn)化讓人們聽到提示語言。
[0031]所述音頻輸入、視頻輸入接口，通過該接口將捕捉機器面前的聲音影像信息錄入到主機中進行處理。
[0032]所述電源狀態(tài)顯示燈，指示機器關機、待機以及各種運行狀態(tài)。
[0033]本發(fā)明的有益效果是，
本發(fā)明將體感試衣系統(tǒng)和單面透鏡技術結(jié)合，給用戶身臨其境的試衣體驗，用戶的感受就是在一面鏡子面前虛擬的更換身上的衣服(服裝3D圖案)，
1、只要用戶站在它面前，它就能展示店內(nèi)各種衣服穿在用戶身上的3D效果。如果用戶不滿意，也只需揮揮手，碰碰智能鏡中的虛擬按鈕就可以實現(xiàn)換裝；
2、它可以讓用戶在挑選衣服時，不用非得穿上才可以看到效果，體感技術可以察覺用戶的一舉一動，比如用戶轉(zhuǎn)身，就可以看到背后的衣服效果；
3、彩色攝影機可以監(jiān)測到用戶的一舉一動，當他們轉(zhuǎn)身的時候，機器可以自動分辨，同時將衣服的背面展示出來；
4、鏡子背后可以通過電視或背投技術投放3D服裝，用戶可以在鏡子中及時的感受自己試裝的效果，同時還可以通過手勢來來控制整個換衣服的過程。
[0034]另外，本發(fā)明還具有互聯(lián)網(wǎng)新聞、天氣預報、更換妝容飾品假發(fā)、拍照分享等功能，均可以一鍵操作或語音操作。
[0035]本發(fā)明的發(fā)光屏幕可以投放標準的動作姿勢，因此本發(fā)明還具有糾正運動或舞蹈姿勢的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0037]圖1為本發(fā)明正面結(jié)構示意圖。
[0038]圖2為本發(fā)明背面結(jié)構示意圖。
[0039]圖3為本發(fā)明側(cè)面結(jié)構示意圖。
[0040]圖4是本發(fā)明立體結(jié)構示意圖。
[0041]圖5是本發(fā)明成像原理圖。
[0042]圖6是本發(fā)明進行試衣效果圖。
[0043]圖7是本發(fā)明進行高爾夫姿勢矯正效果圖。
[0044]圖8是本發(fā)明進行更換口紅效果圖。
[0045]圖9是本發(fā)明進行更換眼鏡效果圖。
[0046]圖10是本發(fā)明進行更換假發(fā)效果圖。

【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
[0048]如圖1和圖3所示，本發(fā)明主要由底座1、方形鏡框2、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡3、發(fā)光屏幕4和主板5組成。
[0049]在方形鏡框2正面的上方從左至右依次有揚聲器A21、紅外線發(fā)射器22、彩色攝像機23、深度感應器24、麥克風25、揚聲器B26。
[0050]如圖2所示，在所述主板5下方依次有音頻輸入接口 51、視頻輸入接口 52和電源狀態(tài)顯示燈53。
[0051 ] 圖4是本發(fā)明的立體效果示意圖。
[0052]圖5是本發(fā)明成像原理圖，在濾波單透鏡3內(nèi)側(cè)即與發(fā)光屏幕4連接面，涂上一層特定光譜濾波涂層31，將發(fā)光屏幕4發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光(如黑色光，箭頭a)過濾掉，沒有過濾的部分(箭頭b)穿過濾波單透鏡，投射到用戶一側(cè)，自然光通過鏡面進行反射到用戶一側(cè)(箭頭C)，這樣用戶的鏡像和發(fā)光屏幕過濾后的影像疊加到一起，其效果如圖6所示，在圖中d為人物頭像鏡面反射成像，e為服裝彩色背投影像，即試衣效果。
[0053]如圖7所示，是本發(fā)明的另一個應用的效果圖，即作為姿勢矯正鏡，通過發(fā)光屏幕展現(xiàn)標準的運動姿勢，并以此與鏡前的人的姿勢進行吻合度比對，實現(xiàn)紀錄和分析用戶做出的各類動作姿勢，協(xié)助用戶糾正各類對身體姿勢要求很高的運動項目，圖中示意的是高爾夫姿勢。
[0054]圖8-10是本發(fā)明的門店試妝鏡效果圖，通過kinect2的深度識別人臉功能，本專利試衣鏡還可應用在化妝品飾品門店中，一鍵更換不同顏色的口紅(f)、眼鏡(g)以及假發(fā)(h)。
[0055]本專利除了具有試衣鏡功能外，還具有以下三方面的應用，詳細介紹如下: 應用一，門店試妝鏡功能:
本專利還可應用在化妝品飾品門店中，一鍵更換不同顏色的口紅、眼鏡以及假發(fā)(如圖8—圖10所示)。門店中，女士們在購買口紅和假發(fā)等化妝品和飾品時，常常會感到涂卸和穿戴都非常麻煩，有了智能試妝鏡，麻煩的試裝過程會變得輕松許多。智能鏡后接電腦主機，電腦獲取kinect2.0的紅外深度數(shù)據(jù)掃描人體位置，同過深度圖像的解析分析計算出頭部的位置，同時獲取kinect2.0高清攝像頭的數(shù)據(jù)，通過頭部位置截取人臉圖像，通過人臉識別算法計算出人面部的五官的位置。該技術可捕捉顧客的面部特征，顧客只需點擊屏幕上的口紅顏色，攝像頭就能通過將眼影“涂抹”在顧客嘴部的準確位置，顧客轉(zhuǎn)動頭部就能從不同角度觀察上妝的效果，不僅完全省卻了顧客試妝的麻煩，也幫助化妝品零售商節(jié)省了準備小樣和化妝工具的費用。同時，我們還可以在眼部、頭部更換數(shù)千款不同的眼鏡、眼影以及假發(fā)素材，素材與真實人像結(jié)合，不僅可以看到逼真的效果，更可以快速的從眾多的產(chǎn)品中找到自己喜歡的某幾款款，再涂上嘴巴體驗真實效果。平日女士們逛街買口紅假發(fā)等產(chǎn)品，往往因為太過于麻煩，而不能試遍所有顏色款式，而本專利智能鏡的這一試妝功能方便了用戶體驗產(chǎn)品的不同款式顏色，同時也大大提高了購買效率。
[0056]應用二，姿勢矯正鏡功能:
姿勢矯正功能主要利用了攝像頭的動態(tài)捕捉、體感控制等功能。本專利中所應用到的kinect2.0版本攝像頭是微軟公司在10年公布的一款3D體感攝像機(微軟最初開發(fā)代號為“Project Natal ”)，它不需要使用任何控制器，依靠相機捕捉三維空間中用戶的運動，其植入了即時動態(tài)捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識等功能，糾正運動與舞蹈姿勢的功能很大程度上基于kinect的這些工作原理。這其中，攝像頭起到了很大的作用，它負責捕捉人肢體的動作，然后其內(nèi)置程序教它如何去識別、記憶、分析處理這些動作。從技術上來說，kinect的體感技術是同類型體感設備中最為先進的，它不只是一個攝像頭，雖然它一秒可以捕捉30次，但是這只是整個系統(tǒng)的一部分。除此之外，kinect還有一個傳感器負責探測力度和深度、四個麥克風負責采集聲音。它也不僅僅是一個控制器，kinect會將你所處的房間形成一個3D影像，然后分析你身體的運動，因此整個系統(tǒng)是著眼于你所處的全部真實環(huán)境，并形成一個綜合的控制系統(tǒng)，真正做到“你的身體就是控制器”。應用在本專利中的kinect2.0不僅僅是一個放置在房間里的靜態(tài)傳感器，它可以捕獲人體運動并做出數(shù)據(jù)分析，還可以讓用戶隨心所欲的以聲音和動作來控制整個系統(tǒng)的運作。
[0057]國內(nèi)外一些體育運動的訓練和比賽中，特別是一些須要高速轉(zhuǎn)動或跑動的運動項目，追求進步和精確度的時候都應用到了高速攝像儀。例如高爾夫球，田徑運動，游泳，體操等等。對每一項運動來說，正確的運動姿勢和動作是練習者提高水平的重要因素。
[0058]高速攝像儀在滿幅分辨率2560*1920下最高速度可達2000幀/秒甚至更高。然而，這種拍攝儀器只能做到記錄和還原動作，并不能提供標準動作的精確參照與對比，教練和練習者需要事后再利用慢速或每幀回播功能，從而人為對比動作的不足找出原因、糾正錯誤動作，但是肉眼觀察并不能保證動作改進的精準度，這一點互聯(lián)網(wǎng)智能鏡可以解決。
[0059]不是千家萬戶的運動愛好者都能夠有教練的全程陪同與拍攝，在我們的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡項目中，和捕捉動作的高速攝像儀雷同，虛擬試衣鏡中的高速紅外數(shù)據(jù)采集技術和人體骨骼識別技術可以代替攝像儀捕捉鏡頭前人體完成一個動作的整套骨骼運動的紅外數(shù)據(jù)、捕捉骨骼運動軸。Kinect2.0中的紅外發(fā)射器(Infrared Projector)發(fā)射出錯射光,通過紅外發(fā)射器鏡頭前的光柵(diffuser)，均勻地投射到測量空間，測量空間的粗糙物體反射，形成隨機的散斑，再通過紅外攝影機(Infrared Camera)記錄空間的每個散斑,通過晶片的計算便得到3D深度圖像，從而得出并記錄下測量空間中完整的人體3D信息。同時主機接收到上述的攝像機采集的彩色信號經(jīng)過處理顯示在熒光屏上，通過kinect接收的3D深度圖像經(jīng)過一系列算法，計算出人體(骨骼)位置，將衣服模型穿在彩色圖像的人身上并記錄人體骨骼的一系列運動。將其完整的記錄下來后將一個動作分解成數(shù)千幀做慢鏡頭回放，在這個過程中我們可以看到每個動作每一幀與標準動作的重疊和合成，經(jīng)過電腦的運算與比對，分析拍攝下來的每一幀用戶動作與標準動作的細微差別，標記出過程中的不規(guī)范動作，保證動作改進精確度的同時還可達到無需教練，全程自助便可糾正自己在運動中不規(guī)范動作的目的。
[0060]Kinect的功用并不局限于體感控制，它還具備3D縱深掃描以及人臉識別技術，本專利中所述新聞鏡即使用了這一技術。面部識別使用kinect攝像機作為識別信息獲取裝置。以非接觸的方式獲取識別對象的面部圖像，計算機系統(tǒng)在獲取圖像后與數(shù)據(jù)庫圖像進行比對后完成識別過程。面部識別是基于生物特征的識別方式，與指紋識別等傳統(tǒng)的識別方式相比，具有實時、準確、高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價比高和非侵擾等特性，較容易被用戶接受。人臉識別技術中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法，它融合了計算機圖像處理技術與生物統(tǒng)計學原理于一體，利用計算機圖像處理技術從視頻中提取人像特征點，利用生物統(tǒng)計學的原理進行分析建立數(shù)學模型，即人臉特征模板。之后將已建成的人臉特征模板與被測者的面像進行特征分析，根據(jù)分析的結(jié)果來給出一個相似值。通過這個值即可確定是否為同一人?；诖思夹g，本專利可以識別用戶身份，識別通過后利用體感和聲控技術分辨用戶指令，將其轉(zhuǎn)換為計算機可識別的代碼控制系統(tǒng)做出相應應答，計算機同時還相當于我們?nèi)粘Ｋ褂玫腜C連接網(wǎng)絡，實時連接互聯(lián)網(wǎng)云端獲取大量網(wǎng)絡資訊并保持同步更新，經(jīng)過處理后成為鏡中可被用戶獲取的新聞內(nèi)容。用戶通過手勢與語音控制系統(tǒng)播送新聞天氣(通過系統(tǒng)的揚聲器發(fā)出聲音、后置放光屏播放畫面)或切換到姿勢矯正鏡、快速換裝等其他功能。
[0061]應用三，新聞天氣鏡功能:
相信很多人都在影視劇中看到過一個橋段:演員在跑步機或其他運動器材上鍛煉身體的同時帶著耳機收聽音樂或者看電視中的新聞，在我們的虛擬試衣鏡中，電視機、音樂播放器等外置設備被電腦主機所替代，需要使用者反復手動操作的步驟也被試衣鏡的語音及體感控制技術替代，省去了擺放外置設備和伸手控制設備的麻煩。
[0062]舉個例子:清晨起床換裝或者在門店中對鏡試裝的時候，當用戶在試衣鏡中找尋適合自己的服裝的同時，可以對著配備了音頻采集系統(tǒng)的試衣鏡用發(fā)聲的方式來控制試衣鏡(語音控制技術)調(diào)出當日新聞或天氣信息以供用戶用手勢選擇(體感控制技術)閱讀觀看，也可以語音控制后臺搜索出自己喜歡的音樂，伴隨著動聽的音樂對鏡運動調(diào)整不規(guī)范姿勢。
[0063]增強現(xiàn)實的虛擬試衣、高速紅外數(shù)據(jù)采集技術糾正運動動作、語音體感控制查閱收聽信息三大功能即為互聯(lián)網(wǎng)智能鏡的主要功能，這些功能的實現(xiàn)，依托于數(shù)種互聯(lián)網(wǎng)新興技術的糅合應用。將科技帶入現(xiàn)實生活、以創(chuàng)新推動極致體驗，互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，不僅僅可以為生活增添更多的便利，更是標志著一個全新生活方式的到來。
[0064]本發(fā)明具體實施過程如下:
該部分分為三個實施步驟:軟件開發(fā)、硬件組裝和服務器的架設。
[0065]1.軟件開發(fā):
軟件開發(fā)所涉及到的編程軟件語言及開源庫有:Visul stud12010、C++、C#、openN1、openCV、openGL、Unity3D 以及 webservice。
[0066]軟件開發(fā)所使用的環(huán)境:利用windows平臺作為軟件開發(fā)大環(huán)境，以確保軟件可以在winxp、win7、win8等使用最廣泛的電腦系統(tǒng)中使用。
[0067]涉及到的編程軟件及語言:使用微軟公司推出的Visul stud12010為主要編程軟件，它是目前最通用的Windows平臺應用程序開發(fā)環(huán)境,支持開發(fā)面向Windows 7的應用程序。編程主要語言為C++，C++應用較為廣泛，是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)類型檢查的，支持多重編程的通用程序設計語言。openN1、openCV、openGL等則為程序所使用的主要開源庫。
[0068]3D版本制作:主要使用Unity3D軟件，該軟件是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，可運行在Windows和Mac OS X下，類似于Director, Blender gameengine, Virtools或Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件其編輯器，所制成的3D素材可發(fā)布至Windows、Mac、Wi1、iPhone、Windows phone 8和Android平臺，二維衣服素材等可由Unity3D編輯為綁定人體骨骼的3D服裝放進軟件中供用戶使用。
[0069]軟件和服務器接口開發(fā):利用webservice和C#編寫連接軟件和服務器的接口，確保軟件及其中各種素材可以上傳至服務器并由服務器調(diào)用。
[0070]2.硬件組裝:
高清3D版本的智能試衣鏡所需硬件設備:Kinect 2代、配備win8 (win7、winXP)系統(tǒng)的小型電腦主機(主機配置:i3處理器、8G內(nèi)存、GT X 860顯卡或以上、ITB硬盤)、1117X651mm電視機顯示屏或同等大小的背部投影儀、顯示屏(或背投)同等大小的濾光膜一塊、1300 X 700mm大小單透鏡一塊、切割板材若干。
[0071]組裝方式:將電視機(或背投)與kinect 2代攝像頭連接在電腦主機上，攝像頭放置于電視機(或背投)頂，面對用戶，電視機(或背投)豎置于主機上，屏幕外部包裹一層特制濾光膜將其三者放置在利用堅固板材打造的容器中，設備面對用戶的最外部用同等大小的單透鏡密封即可。
[0072]面對用戶的攝像頭相當于整套設備的“眼睛”，用于采集用戶身體的紅外數(shù)據(jù)，其中所帶深度感應器則可捕捉用戶不同的動作，將這些數(shù)據(jù)實時反饋給后臺，衣服便會貼在用戶身體上，通過電視機(或背投)屏幕前的濾光膜，衣服素材會投射在單透鏡上，被設備面前站立的用戶看到，實現(xiàn)“智能穿衣”的效果。同時，麥克風和深度感應器可以獲取用戶的語音和動作信息，根據(jù)用戶不同的操作和語音指令完成不同的功能切換，以體感交互的方式實現(xiàn)“揮手”換裝和收聽新聞等功能。
[0073]3.服務器的架設:
服務器是架設在線上與后臺的橋梁，用于溝通各種客戶端設備，它可以發(fā)布通用的信息公告到各個客戶端，也可以從客戶端收集各種有價值的數(shù)據(jù)，甚至可以打通客戶端和客戶端之間的屏障。
[0074]所架設服務器配置要求(可供約100臺設備共享):
云主機配置2核CPU+4G內(nèi)存+200GB硬盤+1M帶寬 3臺 4核CPU+8G內(nèi)存+200GB硬盤+1M帶寬2臺
帶寬類型云主機組件1M帶寬2臺
IP地址云主機組件IP地址10個
軟件素材更新
軟件中所應用的所有服裝素材及新聞、分享等功能均上傳保存在后臺服務器，由后臺程序控制各種新素材(軟件版本)的更新發(fā)布、舊素材(軟件版本)的下架刪除等，后臺服務器可以保證整個軟件在設備上的正常運行。
[0075]使用設備驗證
服務器在整個項目運行中起到門衛(wèi)的作用，所有使用的設備必須經(jīng)過管控服務器的后臺工作人員的授權才可正常運行，否則無法訪問服務器上的任何素材，其所使用時所產(chǎn)生數(shù)據(jù)也不會被服務器記錄與認可。
[0076]數(shù)據(jù)行為分析
服務器可記錄其授權使用的設備所產(chǎn)生的各種人流、試穿次數(shù)等數(shù)據(jù)，并在后臺將其分析生成直觀可見的圖表。
監(jiān)控使用情況
設備開關機、運行中以及運行中是否出現(xiàn)故障均可體現(xiàn)在后臺服務器上，且后臺操作者可使用服務器對軟件進行修補和管理。
[0077]本發(fā)明的核心技術方案是建立在自然用戶界面的交互(語音控制技術、體感控制技術)、3D人體模型掃描和控制技術、單透玻璃、增強現(xiàn)實技術、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)云加密技術、互聯(lián)網(wǎng)服務技術等諸多應用技術之上的智能體感試衣鏡。
[0078]通過硬件設備和軟件服務技術的相結(jié)合，為用戶制定出一套完整的互動型虛擬試衣解決方案，它主要由試衣終端，內(nèi)容管理服務器，兩大部分組合而成。不僅涵蓋了普通的試衣鏡功能、多媒體信息發(fā)布功能，還可以整合衣服屬性展示、打折促銷宣傳、多機聯(lián)網(wǎng)管理等功能，同時還能接入互聯(lián)網(wǎng)、微博等新興媒體?！爸悄荏w感試衣鏡”通過全高清攝像頭實時捕捉現(xiàn)場人物影像，并結(jié)合體感探測裝置將服裝的2D圖片或3D模型“穿著”到顧客的影像上，實現(xiàn)虛擬服裝與真實顧客身形的完美融合。實現(xiàn)了當用戶站在這虛擬試衣鏡前時，裝置將自動顯示試穿新衣以后的三維圖像，而用戶要做的只是簡單的揮揮手旋轉(zhuǎn)屏幕上的按鈕，便可以輕松換衣。
[0079]綜上所述,本發(fā)明具備兩大特點:
1.智能鏡和普通鏡子的不同點在于:智能鏡相當于一個智能機器人，它可以聽懂人的語言，看懂人的手勢，通過分辨人類不同的語言和手勢來為人提供各種普通鏡子無法實現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)信息(圖文、語音、視頻等)服務。
[0080]2.智能鏡和普通電視的不同點則在于:他是鏡子，可以反射出“真實”的世界，提供電視低清分辨率無法達到的高清和身臨其境的帶入感，讓AR和VR技術得到更充分的應用，為用戶帶來絕佳的視覺體驗和換裝感受。
[0081]本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改型和改變。因此，本發(fā)明覆蓋了落入所附的權利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【權利要求】
1.一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成，其特征是:所述濾波單透鏡位于該智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機、深度感應器、麥克風、揚聲器B ;所述濾波單透鏡是在單透鏡基礎上涂有一層特定光譜濾波涂層，涂層位于濾波單透鏡內(nèi)側(cè)與發(fā)光屏幕連接面上，能夠?qū)l(fā)光屏幕發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光過濾掉，所述濾波單透鏡能夠根據(jù)鏡子前后側(cè)光線變化實現(xiàn)單面成像；所述紅外線發(fā)射器能夠捕捉鏡頭前發(fā)熱物體，即人體，并根據(jù)人體所作出的不同動作來識別并完成相應指令；所述彩色攝影機，采集鏡頭前畫面數(shù)據(jù)，使得活動人體真實的影射在鏡子后面的發(fā)光屏幕上，據(jù)此附著經(jīng)過處理的3D服裝或人體骨骼結(jié)構投射在鏡子上，以達成增強現(xiàn)實的效果；所述深度感應器，捕捉鏡前動態(tài)人體行為，進行即時三維掃描，獲取人體身材的各項數(shù)據(jù)，保證完整真實的還原鏡前不同用戶的不同身材。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:在所述主板下方依次有音頻輸入接口、視頻輸入接口和電源狀態(tài)顯示燈。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述發(fā)光屏幕是普通的電子顯示屏，可以用電視機顯示屏或背部投影儀替代。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述主板，是微型電腦主機，置于發(fā)光屏幕下方的底座中，運行智能鏡控制程序。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述揚聲器在鏡框上方左右兩側(cè)各有一個，實現(xiàn)語音播報等功能。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述麥克風用來收集用戶聲音信息以識別指令。
7.根據(jù)權利要求2所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述音頻輸入、視頻輸入接口，通過該接口將捕捉機器面前的聲音影像信息錄入到主機中進行處理。
8.根據(jù)權利要求2所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述電源狀態(tài)顯示燈，指示機器關機、待機以及各種運行狀態(tài)。
【文檔編號】A47G1/02GK104461006SQ201410780468
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權日:2014年12月17日
【發(fā)明者】盧晨華, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:盧晨華