一种3d场景中重现物体的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种3D场景中重现物体的系统和方法。
【背景技术】
[0002]虚拟现实技术未来将会发展成为一种改变人们生活方式的新突破，目前，虚拟现实技术如何在虚拟世界中与目标进行互动是虚拟现实技术所面临的巨大挑战，因此虚拟现实技术想要真正进入消费级市场还有一段很长的路要走。
[0003]当前已有的各种虚拟现实装备依然阻挡着用户和虚拟世界之间的交流，在3D场景中并不能追踪身体的相关部位，比如用户的手部运动轨迹现在就无法真正模拟。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种3D场景中输入物体的系统和方法，以解决现有技术在3D场景中无法真正重现物体的问题。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一方面，本发明提供了一种3D场景中输入物体的系统，包括:物体采集单元、物体识别单元、物体追踪单元和物体投影单元；
[0007]所述物体采集单元，用于分别对待显示的物体实时采集至少两路视频流数据；
[0008]所述物体识别单元，用于从所述至少两路视频流数据中识别出实时变化的物体形状；
[0009]所述物体追踪单元，用于根据所述实时变化的物体形状，获得对应的物体运动轨迹；
[0010]所述物体投影单元，用于将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中。
[0011]优选地，所述物体识别单元包括:
[0012]采样模块，用于对所述至少两路视频流数据中的各路分别进行采样处理，获得每次采样的视频图像数据；
[0013]轮廓提取模块，用于判断所述视频图像数据中是否包含物体，若包含则对所述视频图像数据进行二值化处理，提取物体轮廓信息；
[0014]形状识别模块，用于在预先设定的物体模型数据库中识别出所述物体轮廓信息对应的物体形状；
[0015]形状合成模块，用于合成各路视频流数据的每次采样识别出的物体形状，得到实时变化的物体形状。
[0016]优选地，所述物体追踪单元包括:
[0017]位置信息获取模块，用于获得实时变化的物体形状的相对空间位置信息；
[0018]触点信息获取模块，用于根据实时变化的物体形状上确定出的触点，获得所述实时变化的物体形状上的触点的变化信息，所述触点为标识物体的特征关键点；
[0019]运动轨迹获取模块，用于根据所述相对空间位置信息和所述触点的变化信息，在预先设定的运动轨迹数据库中获得相应的物体运动轨迹。
[0020]优选地，所述位置信息获取模块具体用于，
[0021]从所述至少两路视频数据流的视频图像信息中获得物体形状变化的角度信息；
[0022]根据所述物体形状变化的角度信息获得物体的距离信息；或者通过距离传感器实时感应物体的距离信息；
[0023]根据所述物体形状变化的角度信息和所述物体的距离信息获得物体的相对空间位置信息。
[0024]优选地，所述物体投影单元，进一步用于将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像，根据分屏技术将所述3D图像投影到3D场景中。
[0025]另一方面，本发明提供了一种3D场景中输入物体的方法，包括:
[0026]对待显示的物体实时采集至少两路视频流数据；
[0027]从所述至少两路视频流数据中识别出实时变化的物体形状；
[0028]根据所述实时变化的物体形状，获得对应的物体运动轨迹；
[0029]将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中。
[0030]优选地，所述从所述至少两路视频流数据中识别出实时变化的物体形状包括:
[0031]对所述至少两路视频流数据中的各路分别进行采样处理，获得每次采样的视频图像数据；
[0032]判断所述视频图像数据中是否包含物体，若包含则对所述视频图像数据进行二值化处理，提取物体轮廓信息；
[0033]在预先设定的物体模型数据库中识别出所述物体轮廓信息对应的物体形状；
[0034]合成各路视频流数据的每次采样识别出的物体形状，得到实时变化的物体形状。
[0035]优选地，所述根据所述实时变化的物体形状，获得对应的物体运动轨迹包括:
[0036]获得实时变化的物体形状的相对空间位置信息；
[0037]根据实时变化的物体形状上确定出的触点，获得所述实时变化的物体形状上的触点的变化信息，所述触点为标识物体的特征关键点；
[0038]根据所述相对空间位置信息和所述触点的变化信息，在预先设定的运动轨迹数据库中获得相应的物体运动轨迹。
[0039]优选地，所述获得实时变化的物体形状的相对空间位置信息包括:
[0040]从所述至少两路视频数据流的视频图像信息中获得物体形状变化的角度信息；
[0041]根据所述物体形状变化的角度信息获得物体的距离信息；或者通过距离传感器实时感应物体的距离信息；
[0042]根据所述物体形状变化的角度信息和所述物体的距离信息获得物体的相对空间位置信息。
[0043]优选地，所述将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中包括:
[0044]将所述实时变化的物体形状和所述对应的物体运动轨迹处理成3D图像；
[0045]根据分屏技术将所述3D图像投影到3D场景中。
[0046]本发明实施例的有益效果是:本发明实施例公开了一种3D场景中重现物体的系统和方法，所述系统的物体采集单元对待显示物体实时采集至少两路视频流数据，物体识别单元从所述至少两路视频流数据中识别出具有完整物体信息的物体形状，经物体追踪单元获得所述实时变化的物体形状相应的物体运动轨迹，通过物体投影单元将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中，从而达到了在3D场景中显示真实物体的目的。相比于现有技术，本发明不需要根据数据库的物体形态进行重新绘制需显示的物体，可以直接将采集到的物体图像进行真实显示，以提高用户的使用体验。
【附图说明】
[0047]图1为本发明实施例提供的一种3D场景中重现物体的系统结构示意图；
[0048]图2为本发明实施例提供的一种将用户手势重现与虚拟现实头戴设备中的技术流程示意图；
[0049]图3为本发明实施例提供的一种3D场景中重现物体的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0051]本发明的整体思路是:利用至少两个摄像头从不同角度实时采集物体，根据每个摄像头采集的视频流数据识别物体形状，根据识别出的物体形状进获得相应的物体运动轨迹，将实时变化的物体形状和对应的物体运动轨迹处理成3D图像实时叠加投影在3D场景中，从而在3D场景中重现真实物体。
[0052]图1为本发明实施例提供的一种3D场景中重现物体的系统结构示意图，所述系统包括:物体采集单元11、物体识别单元12、物体追踪单元13和物体投影单元14。
[0053]物体采集单元11，用于分别对待显示的物体实时采集至少两路视频流数据。
[0054]其中，物体采集单元11可以通过多个摄像头，从不同角度实时采集待显示的物体，从而获得多路视频流数据。在实际应用中，可以根据系统的数据处理性能和系统精度要求，选择合适数量的摄像头采集相应路数的视频流数据。需要说明的是，物体采集单元11中的摄