專利名稱：增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置。
背景技術(shù)：
基于增強現(xiàn)實的互動展示系統(tǒng)，將展示現(xiàn)場的真實場景與計算機構(gòu)建的虛擬場景有機融合在一起，通過真實場景中人的動作識別，使虛擬場景發(fā)生變化，展現(xiàn)各種虛實結(jié)合的場面。其主要用于各種新產(chǎn)品發(fā)布會、各種展覽會，全方位展示現(xiàn)有的或?qū)頃械漠a(chǎn)品的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、動態(tài)運行狀況，全方位展示現(xiàn)有的或?qū)頃械拈_發(fā)區(qū)、樞紐工程的全貌、局部結(jié)構(gòu)、開發(fā)過程。真實場景中人的動作識別，是增強現(xiàn)實技術(shù)中須解決的關(guān)鍵問題。目前針對人體動作識別的研究較多，基于特定標記的動作識別技術(shù)比較成熟，無標記的通用的基于影像的動作識別技術(shù)目前還都有一定的局限性，基于紅外的人體動作識別，有一些應(yīng)用案例，但應(yīng)用在舞臺等場所時，干擾信號較多，直接應(yīng)用困難較大。紅外標定是通過紅外攝像機拍攝到紅外圖像，然后進行去噪濾波、邊沿檢測、特征提取、特征識別等識別出感興趣的人物運動信息。目前，人們通常采用紅外攝像機直接對場景拍照，但針對舞臺場景，有大量的燈光照射，人體的紅外信息在錯綜復(fù)雜的背景紅外信息中，在提取與后續(xù)處理時非常困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其可使紅外成像設(shè)備在對圖像的提取與后續(xù)處理變得更加容易。本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，包括照亮展示現(xiàn)場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設(shè)備、對所述紅外成像設(shè)備捕捉形成的人形剪影進行處理的處理器，以及將所述處理器處理后的人形剪影投射到展示現(xiàn)場屏幕上的投影儀。較優(yōu)的，所述紅外燈池包括若干長條狀燈帶，每條燈帶包含9個紅外發(fā)光陣列，每個紅外發(fā)光陣列包含有12X 12只并聯(lián)連接并均勻分布的紅外發(fā)光二極管。進一步的，每個紅外發(fā)光二極管對應(yīng)串接一限流電阻。較優(yōu)的，所述限流電阻的阻值為10K。本實用新型在紅外燈池照亮展示現(xiàn)場背景屏幕后，用紅外成像設(shè)備捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影進行處理后通過投影儀投射到屏幕上，由于展示現(xiàn)場背景屏幕紅外信息非常強，人體紅外信息較弱，而被人體遮擋的背景屏幕部分則呈現(xiàn)較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設(shè)備在對圖像進行提取與后續(xù)處理時，變得更加容易。

[0014]圖1是本實用新型實施例提供的增強現(xiàn)實技術(shù)中的逆向紅外動作捕捉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的紅外燈池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例提供的紅外發(fā)光二極管與限流電阻的線路連接圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。參見圖1，該圖示出了本實用新型實施例提供的一種增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置的結(jié)構(gòu)；所述的增強現(xiàn)實技術(shù)中的逆向紅外動作捕捉裝置包括照亮展示現(xiàn)場背景屏幕5的紅外燈池4、捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設(shè)備2、對所述紅外成像設(shè)備2捕捉形成的人形剪影進行處理的處理器3，以及將所述處理器3處理后的人形剪影投射到展示現(xiàn)場屏幕5上的投影儀1。在打開紅外燈池4中的紅外發(fā)光二極管后，紅外發(fā)光二極管照亮展示現(xiàn)場背景屏幕5，形成的紅外亮區(qū)6，所述紅外成像設(shè)備2在捕捉展示現(xiàn)場人的紅外動作后形成人形剪影，所述處理器3對所述的人形剪影通過預(yù)設(shè)的圖像處理算法處理后輸出到投影儀1，由投影儀1將所述處理器3處理后的人形剪影投射到展示現(xiàn)場屏幕5上。本實用新型所述逆向紅外捕捉系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的紅外互動投影，采用本實用新型的逆向紅外捕捉系統(tǒng)后，由于互動參與者處在紅外燈池照亮的紅外亮區(qū)之外，而用于對比的現(xiàn)場背景被來自紅外燈池的紅外光源照亮。因此，采用逆向紅外捕捉技術(shù)，紅外成像設(shè)備可以得到清晰的人形剪影。處理器通過預(yù)設(shè)的圖像處理算法，則可以從紅外成像設(shè)備得到的清晰的人形剪影圖像中捕捉出互動者的姿態(tài)、手勢、外形等信息，通過投影儀投射到現(xiàn)場屏幕上。所述預(yù)設(shè)的圖像處理算法包括采用中值濾波去除圖像噪聲，用邊界對比度自適應(yīng)化方法，對圖像進行增強；開運算去除與人體相粘連的圖像毛刺；采用I^rewitt邊緣檢測的方法，提取圖像的輪廓；綜合法確定圖像的灰度閉值，對圖像進行二值化處理，得到剪影圖像。以上圖像處理算法技術(shù)均為公知現(xiàn)有技術(shù)，此處不再進行說明。本實用新型由于展示現(xiàn)場背景屏幕紅外信息非常強，人體紅外信息較弱，而被人體遮擋的背景屏幕部分則呈現(xiàn)較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設(shè)備在對人形剪影圖像進行提取與后續(xù)處理時，變得更加容易。參見圖2所示，所述紅外燈池4包括若干長條狀燈帶40，每條長條狀燈帶并排排列構(gòu)成所述的紅外燈池4，其中，每條燈帶包含9個紅外發(fā)光陣列41，每個紅外發(fā)光陣列41 包含有12X12只并聯(lián)連接并均勻分布的紅外發(fā)光二極管(未畫出)。所有燈帶均由大功率 12V直流電源統(tǒng)一供電。進一步的，每個紅外發(fā)光二極管對應(yīng)串接一限流電阻。較優(yōu)的，所述限流電阻的電阻值為10K。其中，所述燈帶的數(shù)量根據(jù)展示現(xiàn)場的屏幕的寬度決定，此圖僅僅示出了本實用新型紅外燈池中燈帶的布局示意圖，并不表示對本實用新型的燈帶數(shù)量作出限制。
4[0028]由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實用新型所述紅外燈池的燈帶裝拆都特別方便，且易于搬運，特別適用于舞臺環(huán)境，因為大多數(shù)舞臺環(huán)境不允許燈池長時間存在，燈池只能是臨時的，必須裝拆方便。參見圖3，該圖示出了本實用新型實施例提供的紅外發(fā)光二極管與限流電阻的線路連接圖；為了便于說明，僅示出了部分紅外發(fā)光二極管及限流電阻，并不用于限定本實用新型。如圖3所示，8只紅外發(fā)光二極管PR1、PR2、PR3、PR4、PR5、PR6、PR7、PR8均對應(yīng)串接一限流電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 ；之后，再并聯(lián)連接在一起，統(tǒng)一連接供電電源， 由電源統(tǒng)一供電。具體應(yīng)用時，按所示的連接方法將需要的紅外發(fā)光二極管對應(yīng)串接相應(yīng)的限流電阻，并按圖所示連接供電電源即可。在進行燈帶布局時，通過紅外成像設(shè)備及計算機處理系統(tǒng)進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果移動每條燈帶，直到紅外燈池發(fā)出的紅外燈光均勻地分布在舞臺現(xiàn)場背景上。此過程在一分鐘內(nèi)即可完成。本實用新型通過采用紅外燈池來均勻地照亮展示現(xiàn)場背景屏幕，在采用紅外攝像設(shè)備提取信息時，由于背景屏幕的紅外信息非常強，人體的紅外信息較弱，而被人體遮擋的背景屏幕部分則呈現(xiàn)較弱的紅外圖像，因此紅外攝像設(shè)備在圖像的提取與后續(xù)處理時， 變得相對容易得多。以上公開的僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型并非局限于此，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，做出的變形應(yīng)視為屬于本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求1.增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，包括照亮展示現(xiàn)場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設(shè)備、對所述紅外成像設(shè)備捕捉形成的人形剪影進行處理的處理器，以及將所述處理器處理后的人形剪影投射到展示現(xiàn)場屏幕上的投影儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，所述紅外燈池包括若干長條狀燈帶，每條燈帶包含9個紅外發(fā)光陣列，每個紅外發(fā)光陣列包含有 12X12只并聯(lián)連接并均勻分布的紅外發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，每個紅外發(fā)光二極管對應(yīng)串接一限流電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，所述限流電阻的阻值為10K。
專利摘要本實用新型公開了一種增強現(xiàn)實中的逆向紅外動作捕捉裝置，包括照亮展示現(xiàn)場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設(shè)備、對所述紅外成像設(shè)備捕捉形成的人形剪影進行處理的處理器，以及將所述處理器處理后的人形剪影投射到展示現(xiàn)場屏幕上的投影儀。本實用新型在紅外燈池照亮展示現(xiàn)場背景屏幕后，用紅外成像設(shè)備捕捉展示現(xiàn)場人體紅外動作形成人形剪影進行處理后通過投影儀投射到屏幕上，由于展示現(xiàn)場背景屏幕紅外信息非常強，人體紅外信息較弱，而被人體遮擋的背景屏幕部分則呈現(xiàn)較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設(shè)備在對圖像進行提取與后續(xù)處理時，變得更加容易。
文檔編號G06F3/048GK202196425SQ201120214940
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者劉軼, 張俊, 王輝柏, 郭林 申請人:北京北方卓立科技有限公司