本發(fā)明涉及一種3D廣告機及其操作方法，特別是涉及一種具有立體交互功能的3D廣告機及其操作方法。

背景技術：

隨著顯示技術的革新，為了更真實地還原所見世界一直是人們追求的目標，從黑白到彩色、從陰極射線管到平板顯示、從標清到高清、從平面顯示到立體顯示，人們的視覺體驗逐漸變得更真實。立體顯示特別是裸眼立體技術已成為顯示領域的新發(fā)展趨勢。

裸眼立體技術屬于下一代顯示技術，具有廣闊的市場需求。裸眼3D技術日益受到人們的關注和青睞，不斷有廠商加入到裸眼3D(Three Dimensiohs，立體的)顯示技術行業(yè)和應用領域。歐美、日、韓等國和國際大公司的主要研究方向也日益集中這個方向上。人們對立體顯示的追求是顯示發(fā)展的必然，已經(jīng)在全球范圍取得共識，市場需求巨大。特別是數(shù)字標牌廣告領域?qū)αⅢw顯示技術的需求最為強烈。由于立體顯示具有驚艷的顯示效果，快速吸引觀眾注意力并留下深刻印象的特點，因此非常適合應用在數(shù)字標牌廣告領域。目前裸眼立體顯示已在一些專業(yè)領域已經(jīng)取得突破，在廣告?zhèn)髅?、展覽展示、教育科研、高端品牌推廣、虛擬現(xiàn)實等諸多領域?qū)崿F(xiàn)了應用和推廣，我國部分地鐵、機場、大型商場、體育場館、博物館已有應用。

裸眼立體顯示器的實現(xiàn)原理是在通常的LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)，PDP(Plasma Display Panel，等離子顯示板)，LED(發(fā)光二極管)等面板前面加上分光器件，將具有雙目視差(左眼和右眼觀看一定距離的實際物體時，接收到的視覺圖像略有不同)的平面圖像分別投射到左右眼中，最后通過大腦融合形成立體視覺。裸眼立體顯示器技術最近幾年得以快速發(fā)展，技術進步雖然比較快，但還不夠成熟，目前的立體顯示設備還存在諸多技術問題亟待解決，例如實現(xiàn)2D/3D兼容性、3D顯示的清晰度、串擾的大小、觀看視角和位置限制、戶外高亮度等尚不能完全滿足要求。尤為重要的很多公共場合應用的3D廣告機，只能播放3D內(nèi)容卻不能較好的兼容2D(Two Dimensions，平面的)內(nèi)容播放。而數(shù)字標牌中的文字和字符等信息是不需要立體效果，且裸眼3D廣告機的成本又高于普通的2D廣告機，如果不能兼容2D顯示必將限制3D廣告機的市場應用。同時室內(nèi)廣告機一般都具有交互的功能，這就要求3D廣告機也應該具有交互的功能，因此說能夠兼容2D顯示并具有交互功能是目前阻礙裸眼3D廣告機發(fā)展的一個最大的障礙。本發(fā)明為了解決這個問題，提出了一種新型立體廣告機裝置。通過使用本發(fā)明的裝置能夠有效地解決上述問題，能夠兼容2D顯示并可與用戶互動。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有立體交互功能的3D廣告機及其操作方法，其能夠?qū)ΜF(xiàn)有立體廣告機的有益的技術改進，增加立體廣告機的實用性和操作性，能夠促進市場的普及應用。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種具有立體交互功能的3D廣告機，其包括：

攝像單元，由單個或兩個攝像頭構(gòu)成，用于負責獲取觀眾的人臉位置及手勢信息；

圖像處理單元，對從攝像頭捕獲的圖像信息進行一系列的圖像處理和對比分析，并將分析結(jié)果錄入數(shù)據(jù)存儲單元；

數(shù)據(jù)存儲單元，通過以太網(wǎng)或無線網(wǎng)與遠程控制單元連接，用于存儲相應的圖像數(shù)據(jù)；

遠程控制單元，從數(shù)據(jù)存儲單元讀取查看分析結(jié)果，并同時根據(jù)分析結(jié)果對圖像處理單元發(fā)出指令；

顯示單元，用于進行2D/3D內(nèi)容顯示。

優(yōu)選地，所述圖像處理單元采用PC機硬件來實現(xiàn)，也采用ARM板、FPGA板硬件編程的方式來實現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述圖像處理單元根據(jù)遠程控制單元發(fā)出的指令，生成相應的視頻信號輸出給顯示單元，則在相應的顯示區(qū)域內(nèi)顯示正確的2D或者3D廣告內(nèi)容。

優(yōu)選地，所述攝像單元中的攝像頭的分辨率不低于800×600@30Hz。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)存儲單元包括人臉特征矩陣存儲單元、人臉位置矩陣存儲單元、手勢特征矩陣存儲單元，其中：

人臉特征矩陣存儲單元，用于儲存處理后的人臉圖像數(shù)據(jù)，用以區(qū)分觀看者的年齡和性別；

人臉位置矩陣存儲單元，用于儲存處理后的人臉位置信息，用以正確判斷觀看者相對于廣告機的距離和方向，其功能在于為動態(tài)調(diào)整立體圖像的視差提供依據(jù)使得觀看者能觀看到舒適生動的立體畫面；

手勢特征矩陣存儲單元，用于儲存處理后的手勢圖像數(shù)據(jù)，用以正確判斷觀看者的交互操作的意圖。

優(yōu)選地，所述遠程控制單元對傳送的數(shù)據(jù)進行分類顯示和分析判斷，通過面部識別分析判斷用戶的年齡和性別進而推送具有針對性的廣告信息；通過手勢分析判斷用戶是否要進行廣告內(nèi)容的切換，2D顯示區(qū)和3D顯示區(qū)位置互換或者3D全屏顯示的意圖，判斷完成后遠程控制單元便會對圖像處理單元發(fā)出相應的指令。

優(yōu)選地，所述顯示單元由顯示面板外加3D光柵組成，顯示面板可以是LCD，LED，OLED，PDP等平面顯示面板，為了保證顯示效果，顯示面板的分辨率應不低于3840*2160；3D光柵優(yōu)選柱鏡光柵，或者2D/3D切換的液晶狹縫光柵或液晶透鏡光柵的3D分光器件，且支持全屏顯示2D或者3D內(nèi)容，也支持區(qū)域2D或3D顯示方式即2D/3D共存顯示方式。

本發(fā)明還提供一種具有立體交互功能的3D廣告機的操作方法，其包括以下步驟：

步驟一，開啟攝像頭；

步驟二，圖像捕捉；

步驟三；圖像預處理；

步驟四，模板匹配，是則轉(zhuǎn)步驟五，否則轉(zhuǎn)步驟二；

步驟五，二值化；

步驟六，輪廓提取；

步驟七，角點檢測；

步驟八，人臉和手勢輸出。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)交互式播放內(nèi)容自動切換并可對觀看立體廣告的用戶進行針對性的廣告推送；而觀眾可根據(jù)自己的興趣喜好選擇顯示內(nèi)容并可實現(xiàn)2D與3D共存顯示；通過單、雙攝像頭識別廣告機觀看者的位置和手勢，然后后臺進行一系列的圖像分析處理，計算和識別出觀看者的空間位置和手勢含義并進行記錄。同時根據(jù)計算結(jié)果有效控制顯示內(nèi)容，使得廣告機和使用者能夠順利進行交互。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。

如圖1所示，本發(fā)明具有立體交互功能的3D廣告機包括攝像單元、圖像處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元、遠程控制單元、顯示單元，其中：

攝像單元，由單個或兩個攝像頭構(gòu)成，用于負責獲取觀眾的人臉位置及手勢信息；

圖像處理單元，對從攝像頭捕獲的圖像信息進行一系列的圖像處理和對比分析，并將分析結(jié)果錄入數(shù)據(jù)存儲單元；

數(shù)據(jù)存儲單元，通過以太網(wǎng)或無線網(wǎng)與遠程控制單元連接，用于存儲相應的圖像數(shù)據(jù)；

遠程控制單元，從數(shù)據(jù)存儲單元讀取查看分析結(jié)果，并同時根據(jù)分析結(jié)果對圖像處理單元發(fā)出指令；

顯示單元，用于進行2D/3D內(nèi)容顯示。

所述圖像處理單元采用PC(personal computer，個人計算機)機等硬件來實現(xiàn)，也可以采用ARM(Acorn RISC Machine，微處理器)板、FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)板等硬件編程的方式來實現(xiàn)。

所述圖像處理單元根據(jù)遠程控制單元發(fā)出的指令，生成相應的視頻信號輸出給顯示單元，則在相應的顯示區(qū)域內(nèi)顯示正確的2D或者3D廣告內(nèi)容。

所述攝像單元中的攝像頭的分辨率不低于800×600@30Hz。

所述數(shù)據(jù)存儲單元包括人臉特征矩陣存儲單元、人臉位置矩陣存儲單元、手勢特征矩陣存儲單元，這樣分別進行存儲。

所述遠程控制單元對傳送的數(shù)據(jù)進行分類顯示和分析判斷，通過面部識別分析判斷用戶的年齡和性別進而推送具有針對性的廣告信息；通過手勢分析判斷用戶是否要進行廣告內(nèi)容的切換，2D顯示區(qū)和3D顯示區(qū)位置互換或者3D全屏顯示等的意圖，判斷完成后遠程控制單元便會對圖像處理單元發(fā)出相應的指令。

所述顯示單元由顯示面板外加3D光柵組成，顯示面板可以是LCD，LED，OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發(fā)光二極管)，PDP等平面顯示面板，為了保證顯示效果，顯示面板的分辨率應不低于3840*2160；3D光柵優(yōu)選柱鏡光柵，或者可2D/3D切換的液晶狹縫光柵或液晶透鏡光柵等的3D分光器件，且支持全屏顯示2D或者3D內(nèi)容，也支持區(qū)域2D或3D顯示方式即2D/3D共存顯示方式。

如圖2所示，本發(fā)明具有立體交互功能的3D廣告機的操作方法包括以下步驟：

步驟一，開啟攝像頭；開啟開機畫面同時開啟攝像頭單元進行圖像畫面捕捉，攝像頭采用單攝像頭或雙攝像頭，其區(qū)別在于采用雙攝像頭時定位會更加準確；

步驟二，圖像捕捉；

步驟三；圖像預處理；對圖像進行預處理，但不限于去畸變，去噪聲，增加對比度，調(diào)節(jié)白平衡等；

步驟四，模板匹配，是則轉(zhuǎn)步驟五，否則轉(zhuǎn)步驟二；

步驟五，二值化；

步驟六，輪廓提??；

步驟七，角點檢測；

步驟八，人臉和手勢輸出。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。