具有立体交互功能的3D广告机及其操作方法与流程

本发明涉及一种3D广告机及其操作方法，特别是涉及一种具有立体交互功能的3D广告机及其操作方法。

背景技术：

随着显示技术的革新，为了更真实地还原所见世界一直是人们追求的目标，从黑白到彩色、从阴极射线管到平板显示、从标清到高清、从平面显示到立体显示，人们的视觉体验逐渐变得更真实。立体显示特别是裸眼立体技术已成为显示领域的新发展趋势。

裸眼立体技术属于下一代显示技术，具有广阔的市场需求。裸眼3D技术日益受到人们的关注和青睐，不断有厂商加入到裸眼3D(Three Dimensiohs，立体的)显示技术行业和应用领域。欧美、日、韩等国和国际大公司的主要研究方向也日益集中这个方向上。人们对立体显示的追求是显示发展的必然，已经在全球范围取得共识，市场需求巨大。特别是数字标牌广告领域对立体显示技术的需求最为强烈。由于立体显示具有惊艳的显示效果，快速吸引观众注意力并留下深刻印象的特点，因此非常适合应用在数字标牌广告领域。目前裸眼立体显示已在一些专业领域已经取得突破，在广告传媒、展览展示、教育科研、高端品牌推广、虚拟现实等诸多领域实现了应用和推广，我国部分地铁、机场、大型商场、体育场馆、博物馆已有应用。

裸眼立体显示器的实现原理是在通常的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)，PDP(Plasma Display Panel，等离子显示板)，LED(发光二极管)等面板前面加上分光器件，将具有双目视差(左眼和右眼观看一定距离的实际物体时，接收到的视觉图像略有不同)的平面图像分别投射到左右眼中，最后通过大脑融合形成立体视觉。裸眼立体显示器技术最近几年得以快速发展，技术进步虽然比较快，但还不够成熟，目前的立体显示设备还存在诸多技术问题亟待解决，例如实现2D/3D兼容性、3D显示的清晰度、串扰的大小、观看视角和位置限制、户外高亮度等尚不能完全满足要求。尤为重要的很多公共场合应用的3D广告机，只能播放3D内容却不能较好的兼容2D(Two Dimensions，平面的)内容播放。而数字标牌中的文字和字符等信息是不需要立体效果，且裸眼3D广告机的成本又高于普通的2D广告机，如果不能兼容2D显示必将限制3D广告机的市场应用。同时室内广告机一般都具有交互的功能，这就要求3D广告机也应该具有交互的功能，因此说能够兼容2D显示并具有交互功能是目前阻碍裸眼3D广告机发展的一个最大的障碍。本发明为了解决这个问题，提出了一种新型立体广告机装置。通过使用本发明的装置能够有效地解决上述问题，能够兼容2D显示并可与用户互动。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有立体交互功能的3D广告机及其操作方法，其能够对现有立体广告机的有益的技术改进，增加立体广告机的实用性和操作性，能够促进市场的普及应用。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种具有立体交互功能的3D广告机，其包括：

摄像单元，由单个或两个摄像头构成，用于负责获取观众的人脸位置及手势信息；

图像处理单元，对从摄像头捕获的图像信息进行一系列的图像处理和对比分析，并将分析结果录入数据存储单元；

数据存储单元，通过以太网或无线网与远程控制单元连接，用于存储相应的图像数据；

远程控制单元，从数据存储单元读取查看分析结果，并同时根据分析结果对图像处理单元发出指令；

显示单元，用于进行2D/3D内容显示。

优选地，所述图像处理单元采用PC机硬件来实现，也采用ARM板、FPGA板硬件编程的方式来实现。

优选地，所述图像处理单元根据远程控制单元发出的指令，生成相应的视频信号输出给显示单元，则在相应的显示区域内显示正确的2D或者3D广告内容。

优选地，所述摄像单元中的摄像头的分辨率不低于800×600@30Hz。

优选地，所述数据存储单元包括人脸特征矩阵存储单元、人脸位置矩阵存储单元、手势特征矩阵存储单元，其中：

人脸特征矩阵存储单元，用于储存处理后的人脸图像数据，用以区分观看者的年龄和性别；

人脸位置矩阵存储单元，用于储存处理后的人脸位置信息，用以正确判断观看者相对于广告机的距离和方向，其功能在于为动态调整立体图像的视差提供依据使得观看者能观看到舒适生动的立体画面；

手势特征矩阵存储单元，用于储存处理后的手势图像数据，用以正确判断观看者的交互操作的意图。

优选地，所述远程控制单元对传送的数据进行分类显示和分析判断，通过面部识别分析判断用户的年龄和性别进而推送具有针对性的广告信息；通过手势分析判断用户是否要进行广告内容的切换，2D显示区和3D显示区位置互换或者3D全屏显示的意图，判断完成后远程控制单元便会对图像处理单元发出相应的指令。

优选地，所述显示单元由显示面板外加3D光栅组成，显示面板可以是LCD，LED，OLED，PDP等平面显示面板，为了保证显示效果，显示面板的分辨率应不低于3840*2160；3D光栅优选柱镜光栅，或者2D/3D切换的液晶狭缝光栅或液晶透镜光栅的3D分光器件，且支持全屏显示2D或者3D内容，也支持区域2D或3D显示方式即2D/3D共存显示方式。

本发明还提供一种具有立体交互功能的3D广告机的操作方法，其包括以下步骤：

步骤一，开启摄像头；

步骤二，图像捕捉；

步骤三；图像预处理；

步骤四，模板匹配，是则转步骤五，否则转步骤二；

步骤五，二值化；

步骤六，轮廓提取；

步骤七，角点检测；

步骤八，人脸和手势输出。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够实现交互式播放内容自动切换并可对观看立体广告的用户进行针对性的广告推送；而观众可根据自己的兴趣喜好选择显示内容并可实现2D与3D共存显示；通过单、双摄像头识别广告机观看者的位置和手势，然后后台进行一系列的图像分析处理，计算和识别出观看者的空间位置和手势含义并进行记录。同时根据计算结果有效控制显示内容，使得广告机和使用者能够顺利进行交互。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明具有立体交互功能的3D广告机包括摄像单元、图像处理单元、数据存储单元、远程控制单元、显示单元，其中：

摄像单元，由单个或两个摄像头构成，用于负责获取观众的人脸位置及手势信息；

图像处理单元，对从摄像头捕获的图像信息进行一系列的图像处理和对比分析，并将分析结果录入数据存储单元；

数据存储单元，通过以太网或无线网与远程控制单元连接，用于存储相应的图像数据；

远程控制单元，从数据存储单元读取查看分析结果，并同时根据分析结果对图像处理单元发出指令；

显示单元，用于进行2D/3D内容显示。

所述图像处理单元采用PC(personal computer，个人计算机)机等硬件来实现，也可以采用ARM(Acorn RISC Machine，微处理器)板、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)板等硬件编程的方式来实现。

所述图像处理单元根据远程控制单元发出的指令，生成相应的视频信号输出给显示单元，则在相应的显示区域内显示正确的2D或者3D广告内容。

所述摄像单元中的摄像头的分辨率不低于800×600@30Hz。

所述数据存储单元包括人脸特征矩阵存储单元、人脸位置矩阵存储单元、手势特征矩阵存储单元，这样分别进行存储。

所述远程控制单元对传送的数据进行分类显示和分析判断，通过面部识别分析判断用户的年龄和性别进而推送具有针对性的广告信息；通过手势分析判断用户是否要进行广告内容的切换，2D显示区和3D显示区位置互换或者3D全屏显示等的意图，判断完成后远程控制单元便会对图像处理单元发出相应的指令。

所述显示单元由显示面板外加3D光栅组成，显示面板可以是LCD，LED，OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)，PDP等平面显示面板，为了保证显示效果，显示面板的分辨率应不低于3840*2160；3D光栅优选柱镜光栅，或者可2D/3D切换的液晶狭缝光栅或液晶透镜光栅等的3D分光器件，且支持全屏显示2D或者3D内容，也支持区域2D或3D显示方式即2D/3D共存显示方式。

如图2所示，本发明具有立体交互功能的3D广告机的操作方法包括以下步骤：

步骤一，开启摄像头；开启开机画面同时开启摄像头单元进行图像画面捕捉，摄像头采用单摄像头或双摄像头，其区别在于采用双摄像头时定位会更加准确；

步骤二，图像捕捉；

步骤三；图像预处理；对图像进行预处理，但不限于去畸变，去噪声，增加对比度，调节白平衡等；

步骤四，模板匹配，是则转步骤五，否则转步骤二；

步骤五，二值化；

步骤六，轮廓提取；

步骤七，角点检测；

步骤八，人脸和手势输出。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。