基于增强现实技术的展示系统及展示方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于增强现实技术的展示系统及展示方法。
【背景技术】
[0002] 增强现实（Augmented reality, AR)技术是通过计算机系统提供的信息增加用户 对现实世界感知的技术，其将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场 景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。增强现实技术在近些年获 得了迅猛的发展，一方面得益于计算机数字媒体技术的进步，另一方面来自市场需求的推 动；各大科技公司都投巨资进行相关方面的研究，如谷歌公司的谷歌眼镜等，另外，还出现 了一批专业从事虚拟现实技术应用的科技公司，如国内的触角科技、梦想人科技及傲唯刃 道科技等。
[0003] 增强现实技术在尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、 娱乐与艺术、广告等领域具有广泛的应用。在现有技术中，现有的展示技术基本上以观众被 动接受为主，鲜有展示技术能够很好地调动观众的兴趣使其参与其中。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于增强现实技 术的展示系统，其中，所述展示系统包括：图像获取单元，被构造为从真实世界获取真实世 界图像；分割单元，被构造为从获取的所述真实世界图像中分割出初级目标对象，且被构造 为判断是否需要在所述初级目标对象中确定精确目标对象的准确位置，且被构造为当所述 判断是需要时在所述初级目标对象中确定所述精确目标对象的准确位置，且被构造为根据 确定的所述精确目标对象的准确位置来分割出所述精确目标对象；融合单元，被构造为判 断是否将存储的虚拟对象、所述初级目标对象与被分割出所述初级目标对象的真实世界图 像融合为第一增强显示图像且被构造为将所述分割单元分割出的所述精确目标对象、所述 虚拟对象以及被分割出所述初级目标对象的真实世界图像融合为第二增强现实图像；显示 单元，被构造为显示获取的所述真实世界图像或者所述第一增强现实图像或者显示所述第 二增强现实图像。
[0005] 进一步地，所述分割单元包括：背景分割单元，被构造为从获取的所述真实世界图 像中分割出所述初级目标对象；目标检测单元，被构造为判断是否需要在所述初级目标对 象中确定所述精确目标对象的准确位置，且被构造为当判断为需要时在所述初级目标对象 中确定所述精确目标对象的准确位置；精确分割单元，被构造为基于所述目标检测单元确 定的所述精确目标对象的准确位置来分割出所述精确目标对象。
[0006] 进一步地，当所述融合单元判断为将存储的虚拟对象、所述初级目标对象与被分 割出所述初级目标对象的真实世界图像融合为所述第一增强现实图像时，所述分割单元判 断是否需要在所述初级目标对象中确定所述精确目标对象的准确位置；当所述融合单元判 断为不对存储的虚拟对象、所述初级目标对象与被分割出所述初级目标对象的真实世界图 像进行融合时，则所述显示单元显示获取的所述真实世界图像。
[0007] 进一步地，所述融合单元进一步被构造为判断是否存在已存储的精确目标对象； 其中，当所述分割单元判断为不需要在所述初级目标对象中确定所述精确目标对象的准确 位置时，且所述融合单元判断为存在已存储的精确目标对象时，所述融合单元将所述已存 储的精确目标对象、所述虚拟对象以及被分割出所述初级目标对象的真实世界图像融合为 所述第二增强现实图像，所述显示单元显示所述第二增强现实图像。
[0008] 进一步地，当所述融合单元判断为不存在已存储的精确目标对象时，所述显示单 元显示所述第一增强现实图像。
[0009] 本发明的另一目的还在于提供一种基于增强现实技术的展示方法，其中，所述展 示方法包括步骤:A)从真实世界中获取真实世界图像；B)从获取的所述真实世界图像中分 割出初级目标对象；C)判断是否将存储的虚拟对象、所述初级目标对象与被分割出所述初 级目标对象的真实世界图像进行融合，以形成第一增强现实图像，若判断为是，则执行步骤 D);D)判断是否需要在所述初级目标对象中确定精确目标对象的准确位置；其中，若判断为 是，则在所述初级目标对象中确定精确目标对象的准确位置，并执行步骤E);E)基于在所述 初级目标对象中确定的精确目标对象的准确位置，分割出所述精确目标对象；F)将所述精 确目标对象、所述虚拟对象以及被分割出所述初级目标对象的真实世界图像进行融合，以 形成第二增强现实图像；G)显示所述第二增强现实图像。
[0010] 进一步地，在所述步骤C)中，若判断为否，则显示由所述步骤A)获取的所述真实 世界图像。
[0011] 进一步地，在执行所述步骤F)之前，将由所述步骤E)分割出的所述精确目标对象 进行存储。
[0012] 进一步地，在所述步骤D)中，若判断为否，则执行步骤：H)判断是否存在已存储的 精确目标对象，若判断为是，则执行所述步骤F)
[0013] 进一步地，在所述步骤H)中，若判断为否，则显示所述第一增强现实图像。
[0014] 进一步地，在执行步骤G)之前，将经过步骤F)融合后的精确目标对象删除。
[0015] 本发明的基于增强现实技术的展示系统及展示方法，采用增强现实技术将虚拟物 体与现实物体叠加起来，增强用户的感官体验，并增加与用户的互动性，让用户"参与"到展 示中来，从而实现很好的展示效果。
【附图说明】
[0016] 通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清 楚，附图中：
[0017] 图1是示出根据本发明的实施例的基于增强现实技术的展示系统的框图。
[0018] 图2是示出根据本发明的实施例的可变模型目标检测滤波器的检测示意图。
[0019] 图3是示出根据本发明的实施例的基于增强现实技术的展示方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 现在通过参照附图对本发明的实施例进行描述以解释本发明。此外，在下面的描 述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可 省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
[0021] 图1是示出根据本发明的实施例的基于增强现实技术的展示系统的框图。
[0022] 参照图1，根据本发明的实施例的基于增强现实技术的展示系统包括：图像获取 单元10、分割单元20、融合单元30、显示单元40和存储单元50。
[0023] 图像获取单元10被构造为从真实世界获取真实世界图像。例如，图像获取单元10 可是视频摄像机或视频照相机等，其可通过拍摄真实世界来获取真实世界图像或者真实世 界影像。
[0024] 分割单元20被构造为从由图像获取单元10获取的所述真实世界图像中分割出初 级目标对象。分割单元20被构造为判断是否需要在从所述真实世界图像中分割出的所述 初级目标对象中确定精确目标对象的准确位置。当分割单元20判断为需要在所述初级目 标对象中确定精确目标对象的准确位置时，分割单元20被构造为在所述初级目标对象中 确定所述精确目标对象的准确位置。分割单元20被构造为根据确定的所述精确目标对象 的准确位置来分割出所述精确目标对象。
[0025] 融合单元30被构造为判断是否将存储在存储单元50的虚拟对象、所述初级目标 对象与被分割出所述初级目标对象的真实世界图像融合为第一增强现实图像。并且，融合 单元30被构造为将分割单元20分割出的所述精确目标对象、存储在存储单元50的虚拟对 象以及被分割出所述初级目标对象的真实世界图像融合为第二增强现实图像。在本实施例 中，融合单元30可采用，但不限于，ARToolKit软件框架(其能够提供丰富的与增强现实技 术有关的API (Application Programming Interface,应用程序编程接口））来实现存储在 存储单元50的虚拟对象与图像获取单元10获取的所述真实世界图像的实时融合，以及实 现分割单元20分割出的所述精确目标对象、存储在存储单元50的虚拟对象和被分割出所 述初级目标对象的真实世界图像的实时融合。
[0026] 显示单元40被构造为显示图像，其中，这里的图像可是图像获取单元10获取的所 述真实世界图像、所述第一增强现实图像或者所述第二增强现实图像中之一。例如，显示单 元40可是显示屏等，其可用于显示图像(或者影像)。
[0027] 继续参照图1，分割单元20可进一步包括背景分割单元21、目标检测单元22以及 精确分割单元23。
[0028] 背景分割单元21被构造为从由图像获取单元10获取的所述真实世界图像中分割 出初级目标对象，其目的是：一方面是为了在所述真实世界图像中初步确定可能存在精确 目标对象的区域，减小目标检测单元22的计算量，另一方面也是为后续的精确分割单元23 提供数据。这里需要说明的是，所述初级目标对象是指存在精确目标对象的区域。例如， 由图像获取单元10获取的真实世界图像中可包含有若干真实行人(即精确目标对象)，背景 分割单元21可在该真实世界图像中分割出包含一真实行人的区域来作为所述初级目标对 象。
[0029] 目标检测单元22被构造为判断是否需要在所述初级目标对象中确定所述精确目 标对象的准确位置。并且，当目标检测单元22判断为需要在所述初级目标对象中确定所述 精确目标对象的准确位置时，目标检测单元22被构造为在所述初级目标对象中确定所述 精确目标对象的准确位置。例如，目标检测单元22判断是否