專利名稱：增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置。
背景技術：
基于增強現實的互動展示系統(tǒng)，將展示現場的真實場景與計算機構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，展現各種虛實結合的場面。其主要用于各種新產品發(fā)布會、各種展覽會，全方位展示現有的或將來會有的產品的外形、內部結構、動態(tài)運行狀況，全方位展示現有的或將來會有的開發(fā)區(qū)、樞紐工程的全貌、局部結構、開發(fā)過程。真實場景中人的動作識別，是增強現實技術中須解決的關鍵問題。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比較成熟，無標記的通用的基于影像的動作識別技術目前還都有一定的局限性，基于紅外的人體動作識別，有一些應用案例，但應用在舞臺等場所時，干擾信號較多，直接應用困難較大。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。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其可使紅外成像設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方案如下一種增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置，包括照亮展示現場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設備、對所述紅外成像設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場背景屏幕后，用紅外成像設備捕捉展示現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較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設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實技術中的逆向紅外動作捕捉裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的紅外燈池的結構示意圖；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、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，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實中的逆向紅外動作捕捉裝置的結構；所述的增強現實技術中的逆向紅外動作捕捉裝置包括照亮展示現場背景屏幕5的紅外燈池4、捕捉展示現場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設備2、對所述紅外成像設備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場背景屏幕5，形成的紅外亮區(qū)6，所述紅外成像設備2在捕捉展示現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設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，紅外成像設備可以得到清晰的人形剪影。處理器通過預設的圖像處理算法，則可以從紅外成像設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場屏幕上。所述預設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均為公知現有技術，此處不再進行說明。本實用新型由于展示現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較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設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，所述燈帶的數量根據展示現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量作出限制。
4[0028]由于采用上述結構，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均對應串接一限流電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 ；之后，再并聯連接在一起，統(tǒng)一連接供電電源， 由電源統(tǒng)一供電。具體應用時，按所示的連接方法將需要的紅外發(fā)光二極管對應串接相應的限流電阻，并按圖所示連接供電電源即可。在進行燈帶布局時，通過紅外成像設備及計算機處理系統(tǒng)進行檢測，根據檢測結果移動每條燈帶，直到紅外燈池發(fā)出的紅外燈光均勻地分布在舞臺現場背景上。此過程在一分鐘內即可完成。本實用新型通過采用紅外燈池來均勻地照亮展示現場背景屏幕，在采用紅外攝像設備提取信息時，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較弱的紅外圖像，因此紅外攝像設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，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，做出的變形應視為屬于本實用新型保護范圍。
權利要求1.增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，包括照亮展示現場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設備、對所述紅外成像設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場屏幕上的投影儀。
2.根據權利要求1所述的增強現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只并聯連接并均勻分布的紅外發(fā)光二極管。
3.根據權利要求2所述的增強現實中的逆向紅外動作捕捉裝置，其特征在于，每個紅外發(fā)光二極管對應串接一限流電阻。
4.根據權利要求3所述的增強現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實中的逆向紅外動作捕捉裝置，包括照亮展示現場背景屏幕的紅外燈池、捕捉展示現場人體紅外動作形成人形剪影的紅外成像設備、對所述紅外成像設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場屏幕上的投影儀。本實用新型在紅外燈池照亮展示現場背景屏幕后，用紅外成像設備捕捉展示現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較弱的紅外圖像，因此，紅外成像設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