基于光载波标记的现实增强方法、装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及现实增强技术领域，特别是基于光载波标记的现实增强技术。
【背景技术】
[0002]目前常见的现实增强技术常常通过摄像头采集图像，基于相关图像识别算法识别图像中的对象。但是，由于图片采集过程中可能使用不同摄像头，而且采集环境复杂，所以这种处理方式不但识别率低，识别速度慢，而且适用性差，配置繁琐，易用性差从而影响了用户体验。同时，由于以上技术配置特征库必须建立在第三方服务商的基础上，通过网络操作来配置服务商的特征库，建立该特征库对所提供的图片有很多限制和要求，所以建立数据模型的过程比较繁琐。另外，由于特征库必须依托第三方服务商，用户想定制自助的一些现实增强用户体验，必须满足第三方的技术支持，如果第三方不做支持(包括功能及平台)，那么使用者将无法自己定义相关功能。
【发明内容】
[0003]本发明为解决其技术问题而提供的一个技术方案是构造一种基于光载波标记的现实增强方法，包括如下步骤:提供一个利用光载波作为标记的对象，所述光载波标记包含与所述对象有关的对象信息;所述光载波标记包含与所述对象有关的对象信息;捕获所述对象的图像;根据所述对象信息在显示图像中叠加增强信息。
[0004]进一步地，所述方法还包括获取所述光载波标记在所述图像中的位置，并且在所述显示图像的相应位置处显示所述增强信息的步骤。
[0005]进一步地，解码所述光载波标记的步骤包括:识别捕获的所述图像中的水波纹，获取水波纹在图像中的分布规律;将识别的所述水波纹的分布规律转换为数字序列；根据解码规则对数字序列进行解码得到所述对象信息。
[0006]本发明为解决其技术问题而提供的另一个技术方案是构造一种现实增强装置，包括:
[0007]图像采集单元，用于捕获真实世界的图像；图像处理单元，用于分析所述图像以识别其中的光载波标记;光载波解码单元，用于解码所述光载波标记获取对象信息；增强单元，用于根据所述对象信息产生增强信息；显示单元，显示所述图像和所述增强信息。
[0008]进一步地，所述图像处理单元还用于获取所述光载波标记在所述图像中的位置信息，并且所述显示单元根据所述位置信息在显示图像的相应位置处显示所述增强信息。
[0009]进一步地，所述光载波解码单元包括:水波纹识别模块，用于获取所述图像中的水波纹分布信息;数字化模块，用于根据所述水波纹分布信息获取所述光载波标记对应的数字序列;数字解码模块，用于根据解码规则解码所述数字序列以获取所述对象信息。
[0010]本发明为解决其技术问题而提供的另一个技术方案是构造一种现实增强系统，包括至少一个对象和现实增强装置，其中，所述对象具有标记单元，用于发出载有对象信息的调制可见光作为光载波标记，并且，所述现实增强装置包括:图像采集单元，用于捕获包含所述对象的图像；图像处理单元，用于识别并解码所述图像中的光载波标记以获取对象信息；增强单元，用于根据所述对象信息产生增强信息；显示单元，用于显示所述图像和所述增强信息。
[0011]进一步的，所述图像处理单元还用于获取所述光载波标记在所述图像中的位置信息，并且所述显示单元根据所述位置信息在显示图像的相应位置处显示所述增强信息。
[0012]进一步的，所述图像处理单元包括:水波纹识别模块，用于获取所述图像中的水波纹分布信息;数字化模块，用于根据所述水波纹分布信息获取所述光载波标记对应的数字序列;数字解码模块，用于根据解码规则解码所述数字序列以获取所述对象信息。
[0013]进一步的，所述图像采集单元包括CMOS图像传感器。
[0014]本发明的有益效果是:通过利用图像采集单元捕获显示世界的图像，并识别和解码图像中的光载波标记，可以获得光载波标记中的对象信息。相对于通过图像识别技术识别并匹配图像中的对象，对光载波的解码过程中的计算量相对较少，因此本发明的显示增强技术可以大幅度提高处理速度，并且本发明的现实增强方法可以使用户不依赖服务供应商，在本地根据所述对象信息即可产生增强信息，所以使用起来较为方便灵活。而且本发明可利用冗余度较高、健壮度较好的编码对光载波进行编码，以提高解码的成功率，使得本发明的现实增强方法和装置可提供更好的识别度。同时，用户可自行对对象信息进行修改，可大大提高系统的可扩展性。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种实施例的现实增强系统的结构示意图；
[0016]图2是本发明的现实增强方法的流程图；
[0017]图3是解码所述光载波标记方法的流程图；
[0018]图4是图1中标记单元的LED光源中的电流强度随时间变化的示意图；
[0019]图5是CMOS图像传感器的卷帘式快门技术的原理示意图；
[0020]图6是将CMOS图像传感器捕获图像中水波纹的分布信息转换为数字序列的原理图；
[0021]图7是在LED幅度调制下获得的对象图像中对应的明暗条纹分布示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0023]图1是本发明一种实施例的现实增强系统的结构示意图。如图1所示，本发明一种实施例的现实增强系统包括标记单元20和现实增强装置10。所述标记单元20设置于现实增强对象，比如固定在对象表面。标记单元20包括LED光源21、光源驱动单元22和数字调制单元24。数字调制单元24用于将对象信息进行编码和调制，并输出调制信号，所述光源驱动单元22根据调制信号控制所述LED光源21发出载有对象信息的调制可见光信号作为光载波标记。对象信息可以是以二进制数列表示的与对象相关的各种信息，例如对象的名称/位置/特征等。
[0024]所述现实增强装置10包括:图像采集单元、图像处理单元14、增强单元18和显示单元。其中，图像采集单元12用于捕获包含所述对象的图像。图像采集单元12可以是具有影像传感器的摄像头模组。图像处理单元14用于识别并解码所述图像中的光载波标记以获取对象信息；图像处理单元14可以是专用逻辑电路或软件模块。增强单元18用于根据所述对象信息产生增强信息。所述增强信息可以是一段文字/图片，或者视频。显示单元显示所述图像和所述增强信息。通常所述增强信息与所述图像显示于同一显示画面中。
[0025]在一些具体的实施例中，图像处理单元14还可以包括水波纹识别模块、数字化模块和数字解码模块。其中，水波纹识别模块用于获取所述图像中的水波纹分布信息;数字化模块用于根据所述水波纹分布信息获取所述光载波标记对应的数字序列;数字解码模块用于根据解码规则解码所述数字序列以获取所述对象信息。
[0026]在一些具体的实施例中，现实增强装置10可以是移动智能设备，譬如手持智能设备、可穿戴智能设备等，具体的例如手机、平板电脑、智能眼镜等。以手机作为现实增强装置10为例，图像采集单元12可以是手机的摄像头/摄像单元，图像处理单元14可以由手机的处理器或者手机所安装的软件/app来实现，增强单元18可以由手机中安装的软件/app实现，而显示单元可以由手机自带或者外接的屏幕来实现。水波纹识别模块、数字化模块和数字解码模块可以是由手机所安装的软件/app来实现。
[0027]在一些实施例中，图像采集单元12还可以配置为识别所述光载波标记在图像中的位置信息，例如为图像平面中的坐标，所述显示单元根据所述位置信息，在显示画面中的相应位置显示所述增强信息。
[0028]图2是本发明的现实增强方法的流程图。如图2所示，本发明的现实增强方法包括如下步骤:
[0029]SO1:提供一个利用光载波作为标记的对象，所述光载波标记包含与所述对象有关的对象信息；
[0030]S02:捕获对象的图像；
[0031]S03:识别并解码所述图像中的光载波标记以获取其中的对象信息；
[0032]S04:根据所述对象信息产生增强信息；
[0033]所述增强信息可以是与对象有关的文字、图片、视频等可视信息。
[0034]S05:在显示图像中显示所述增强信息。
[0035]其中，识别并解码所述图像中的光载波标记以获取其中的对象信息的方法包括以下步骤，如图3所示:
[0036]S31:识别捕获的所述图像中的水波纹，获取水波纹在图像中的分布信息；
[0037]S32:将识别的所述水波纹的分布信息转换为数字序列；
[0038]S33:根据解码规则对该数字序列进行解码得到所述对象信息。
[0039]图4是图1中标记单元20的LED光源21中的电流强度随时间变化的示意图。光源驱动单元22根据数字调制单元24输出的调制信号控制LED光源21中的电流。这样在光源驱动单元22驱动下，光源在开启和关闭状态之间切换，如图4所示，在0-t0时间段内流过LED光源21的电流降低为O，LED光源21不发光，对应的调制信号的数字编码为“O”，在t0_tI时间段内流过LED光源21的电流为i，使LED光源21发光，对应的调制信号的数字编码为“I”。