基于立體圖像的圖像處理系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像處理系統，圖像處理系統能夠通過在立體圖像之間包含圖像上的標記并且用相機僅拍攝包含標記的圖像來合成指向過程或擴增實境圖像，并且能夠容易地檢測標記。
【專利說明】基于立體圖像的圖像處理系統
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于指向或制作擴增實境圖像的圖像處理系統，通過選擇性地捕獲3D顯示器的立體圖像的左側圖像或右側圖像并且從所捕獲圖像中檢測標記。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明涉及用于使用3d顯示器指向或制作擴增實境圖像的圖像處理系統。

【發(fā)明內容】

[0003]技術問題
[0004]韓國專利:其注冊號為10-0936816并且發(fā)明名稱為“使用相機并且輸出標記的指向裝置(POINTING DEVICE USING CAMERA AND OUTPUTTING MARK) ”，該專利是關于一種通過捕獲并且檢測在計算機監(jiān)視器上顯示的鼠標光標圖標的指向裝置的。在監(jiān)視器上顯示的鼠標光標或標記可以通過用于指向任務的圖像處理構件來檢測。它的缺點在于如果標記和背景的顏色是類似的，那么將難以檢測標記。
[0005]存在一個發(fā)明:它的韓國專利申請案號是10-2011—0050980并且名稱是“基于監(jiān)視器的擴增實境系統(MONITOR BASED AUGMENTED REALITY SYSTEM)”。此發(fā)明涉及捕獲在監(jiān)視器上顯示的鼠標光標圖標或標記的圖像、通過用于合成擴增實境圖像的圖像處理構件檢測標記并且計算相機與標記之間的3維相對位置。如果標記和背景的顏色是類似的，那么此發(fā)明也具有相同的缺點。
[0006]技術解決方案
[0007]本發(fā)明提供了用于快速并且穩(wěn)定地從所捕獲圖像中檢測標記的圖像處理系統，通過將背景圖象和標記圖像作為立體圖像用3d顯示器來顯示、捕獲標記圖像并且檢測標記。
[0008]有利作用
[0009]通過使用本發(fā)明的圖像處理系統，有可能快速并且穩(wěn)定地用顏色與標記的顏色類似的背景圖象來檢測標記。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1說明了本發(fā)明的一個實施例的圖像處理系統。
【具體實施方式】
[0011]存在多種類型的3d顯示器:快門式眼鏡、偏光式眼鏡、主動式偏光膜、紅藍眼鏡。具體內容如下:
[0012]實施例1
[0013]快門式眼鏡(shutter glasses)類型的3d顯示器依次顯示左眼圖像和右眼圖像?？扉T式眼鏡用來自3d顯示器的同步信號打開和關閉遮光片?？扉T式眼鏡的佩戴者可以用左眼觀看左側圖像并且可以用右眼觀看右側圖像。此類快門式眼鏡3d顯示器由三星公司商業(yè)化。所述3d顯示器可以是LcD或光束投影儀。
[0014]在本實施例中，背景圖象和標記圖像依次作為立體圖像的左側圖像和右側圖像顯示。并且，快門被配置于相機上，當以右眼觀看的包含標記的右眼圖像被顯示時，快門打開。通過快門的開啟，包含黑色背景且包含該標記的圖像能夠被捕獲。標記是通過圖像處理構件從所捕獲圖像中檢測到的，并且擴增實境圖像可以用相機與標記之間的3維相對位置合成。
[0015]圖像處理構件可以控制標記的輸出位置，通過將標記移動到第一相機的視距(line of sight)，使得標記位于所捕獲圖像的中心處。通過這樣做，即使在第一相機是移動的情況下也可以穩(wěn)定地檢測標記。并且圖像處理構件可以從所捕獲圖像中檢測標記的尺寸并且控制標記的輸出尺寸，因此標記的尺寸同相機與標記之間的距離成比例。所捕獲圖像中的標記的尺寸是恒定的。換句話說，建議在第一相機接近標記的情況下減小顯示的標記尺寸并且在第一相機遠離標記的情況下擴大顯示的標記尺寸。
[0016]替代依序顯示背景的左側圖像和標記的右側圖像，也可以依序顯示第一背景的左側圖像、第二背景的右側圖像以及標記的第三圖像，其用于指向或擴增實境。相機可捕獲僅第三圖像以從所捕獲圖像中檢測標記并且使用檢測到的信息其用于指向或擴增實境。僅使左側圖像和右側圖像通過并且阻隔第三標記圖像的快門式眼鏡的佩戴者可以僅觀看背景圖象而無法觀看標記。在這種情況下，左側圖像和右側圖像可以是普通的3d立體圖像。
[0017]本發(fā)明的模式
[0018]實施例2
[0019]偏光式眼鏡類型的3d顯示器是由細水平線路組成的顯示器。奇數線路和偶數線路具有不同的偏光涂層。立體圖像的左側圖像和右側圖像分別顯示在偶數線路和奇數線路處。偶數和奇數線路具有不同`的相位延遲器涂層，使得穿過所述偶數和奇數線路的光束可以作為不同的圓偏光進行偏光。此種顯示器被稱作圖案化延遲器(pattern retarder)類型。偏光式眼鏡的佩戴者可以觀看通過上述偏光3d顯示器顯示的3d立體圖像。換句話說，眼鏡的左側鏡片僅通過來自偶數線路的光束，而眼鏡的右側鏡片僅通過來自奇數線路的光束。此種顯示器可以是LCD或光束投影儀。對于光束投影儀，當左側光束和右側光束具有不同的偏光時，左側圖像光束和右側圖像光束是同時投射的并且投射到相同的屏幕上。建議使用銀屏幕來反射偏振光束。
[0020]通過用偏光類型3d顯示器將背景圖象和標記圖像作為立體圖像來顯示、用相機前方的偏光濾波器僅捕獲此類標記圖像，并且從所捕獲圖像檢測所述標記并且計算標記與相機之間的3d相對位置，此類3d相對位置可以用于指向任務或者合成擴增實境圖像。
[0021]實施例3
[0022]存在主動式偏光膜(active retarder)類型的3d顯示器,所述顯示器是快門式眼鏡類型和偏光式眼鏡類型的組合。主動式偏光膜(active retarder ^ ) 3d顯示系統使用偏光式眼鏡而不是快門式眼鏡，以移除用于快門式眼鏡的電池。它可以克服圖案化延遲器(active retarder)偏光類型的3d顯示器的低分辨率問題。主動式偏光膜系統利用安裝在顯示器前方的可電控制的相位延遲器(retarder’)，所述顯示器依次顯示立體圖像的左側圖像和右側圖像。左側圖像和右側圖像可以得到不同的偏光，通過用來自監(jiān)視器的同步信號控制所述相位延遲器。偏光式眼鏡的佩戴者可以用主動式偏光膜類型的3d顯示器觀看3d立體圖像。
[0023]此類主動式偏光膜顯示器可以是IXD或光束投影儀。對于光束投影儀，左側圖像光束和右側圖像光束是依次用不同偏光投射的。建議使用銀屏幕來反射偏振光束。
[0024]通過用主動式偏光膜類型的3d顯示器將背景圖象和標記圖像作為立體圖像來顯示、用相機前方的偏光濾波器捕獲僅此類標記圖像、從所捕獲圖像中檢測所述標記并且計算標記與相機之間的3d相對位置，此類3d相對位置可以用于指向任務或者合成擴增實境圖像。
[0025]實施例4
[0026]紅藍眼鏡的佩戴者可以用顯示彩色圖像的監(jiān)視器觀看3d立體圖像，所述監(jiān)視器的紅色組分是立體圖像的左側圖像，而藍色組分是立體圖像的右側圖像。
[0027]通過顯示紅色組分是背景圖象并且藍色組分是標記圖像的彩色圖像、用相機前方的藍色濾波器捕獲顯示的標記圖像、從所捕獲圖像中檢測所述標記并且計算標記與相機之間的3d相對位置，此類3d相對位置可以用于指向任務或者合成擴增實境圖像。存在類似于紅藍眼鏡類型的杜比眼鏡類型的3顯示器。杜比眼鏡的左側鏡片和右側鏡片具有設置略微不同的紅色濾波器、綠色濾波器、藍色濾波器。通過在第一組顏色中輸出左側圖像并且在第二組顏色中輸出右側圖像，杜比眼鏡的佩戴者可以觀看全色的立體3d圖像。
[0028]實施例5
[0029]可以通過將第二相機添加到圖1中所示的實施例1到4的組成中來構建擴增實境系統。在此類擴增實境系統中，實施例1到4的第一相機僅用濾波器或快門捕獲標記圖像，并且圖像處理構件計算相機與標記之間的3維相對位置。額外的第二相機僅用濾波器或快門捕獲背景圖象，并且圖像處理構件合成擴增實境圖像，通過用計算出的3維相對位置信息將圖形對象添加到所捕獲的背景圖象上。所合成的擴增實境圖像更逼真，因為它不含標記。建議固定兩個相機之間的相對位置。兩個相機可以包含在智能手機或頭部安裝式顯示器(HMD、)中。具有相機的頭部安裝式顯示器是作為WRAP920AR+(http: / / wwvw.vuzix.com / consumer / products_wrap920ar.html)被商業(yè)化的。此類頭部安裝式顯示器的一個相機可以僅捕捉標記，而另一相機可以捕捉沒有標記的背景圖象，并且可以通過所述頭部安裝式顯示器來顯示合成的擴增圖像。
[0030]實施例6
[0031]實施例1到4的相機可以是用于指向任務的槍形狀，并且所述眼鏡可以用偏光濾波器或快門式鏡片阻隔標記圖像并且使背景圖象通過。舉例來說，通過將射擊游戲場景作為左眼的背景圖象并且將鼠標光標圖標作為右眼的標記圖像在3d顯示器上顯示、通過具有濾波器或快門的槍形相機僅捕獲標記圖像，并且通過圖像處理構件從所捕獲圖像中檢測標記，使用者可以玩射擊游戲。建議佩戴阻隔標記圖像但使背景圖象通過的偏光式眼鏡的遮光片。
[0032]實施例7
[0033]實施例5的視頻透射型頭部安裝式顯示器(See-Thru Augmented RealityDisplay)可以由透明的透視型(video-through)擴增實境顯示器來替換。在這種情況下，實施例5的第二相機可以被省略。此種透明的頭部安裝式顯示器是作為STAR1200 (http: / / www.vuzix.com / ar / products_starl200.html)被商業(yè)化的。使用者可配戴眼鏡，該眼鏡安裝有相機，該相機能沿視線方向捕獲圖像。通過用附接到此種透明的頭部安裝式顯示器上的相機來捕獲標記圖像，并且通過圖像處理構件從所捕獲圖像中檢測標記，相機與標記的相對位置可以被檢測出來，且因此可產生包含圖形對象的透視視圖，且可以在透明的顯示器上顯示擴增實境的圖形對象。濾波器或遮光片可以附接到透明的顯示器上，從而阻隔標記圖像并且使背景圖象通過。通過這樣做，使用者可以用不含標記圖像的背景圖象觀看擴增實境的圖形對象。
【權利要求】
1.一種圖像處理系統，其特征在于，包括: 顯示器部分，用于顯示立體圖像的特定圖像中的標記； 相機部分，所述相機部分包含第一相機部分，用于捕獲所述立體圖像的所述特定圖像；以及 圖像處理部分，用于從來自所述第一相機部分的所捕獲圖像中檢測所述標記。
2.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述圖像處理部分檢測標記并且為光學透視型擴增實境系統輸出指向信號或合成圖形對象。
3.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述相機部分包含用于捕獲不含所述標記的圖像的第二相機，并且其中所述圖像處理部分用于通過使用從由第一相機部分捕獲的所述圖像中檢測到的所述標記信息，將擴增實境圖像合成到由第二相機所捕獲的圖像上。
4.根據權利要求2或3所述的圖像處理系統，其特征在于:所述圖像處理部分對將朝向所述第一相機部分的凝視方向移動的所述標記的位置進行控制，使得通過第一相機部分捕獲的圖像中的標記的所述位置保持在圖像的中心。
5.根據權利要求2或3中所述的圖像處理系統，其特征在于:所述圖像處理部分對將與所述相機部分與所述標記之間的距離成比例地調節(jié)的所述標記的尺寸進行控制，使得通過第一相機捕獲的圖像中的標記的尺寸保持恒定值。
6.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述顯示器部分依次輸出標記圖像和沒有標記的背景圖象，并且其中所述第一相機部分通過使用快門式構件僅捕獲所述標記圖像。
7.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述顯示器部分輸出標記圖像和沒有標記的背景圖象，其中標記圖像的偏光和背景圖象的偏光是不同的，并且其中所述第一相機部分通過使用偏光濾波器僅捕獲所述標記圖像。
8.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述顯示器部分輸出標記圖像和沒有標記的背景圖象，其中標記圖像的顏色和背景圖象的顏色不同，并且其中第一相機部分通過使用彩色濾波器僅捕獲所述標記圖像。
9.根據權利要求1所述的圖像處理系統，其特征在于:所述顯示器部分輸出標記圖像和沒有標記的背景圖象，其中標記圖像的顏色和背景圖象的顏色不同，并且其中所述圖像處理部分從通過第一相機部分捕獲的彩色圖像中檢測標記，通過選擇彩色組分亞圖像，其中所選定的亞圖像的顏色和標記圖像的顏色相同。
10.一種圖像處理方法，其特征在于，包括:在立體圖像的特定圖像中顯示標記圖像；捕獲所述立體圖像的所述特定圖像；并且通過分析所述捕獲的圖像來檢測所述標記。
11.一種計算機可讀記錄媒體，其儲存有用于執(zhí)行圖像處理方法的計算機程序，所述計算機可讀記錄媒體的特征在于所述圖像處理方法包括:在立體圖像的特定圖像中顯示標記圖像；捕獲所述立體圖像的所述特定圖像；并且通過分析所述捕獲的圖像來檢測所述標記。
【文檔編號】H04N13/00GK103828357SQ201280047284
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月29日 優(yōu)先權日:2011年9月30日
【發(fā)明者】李汶基 申請人:李汶基