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基于自然特征的虚实融合技术研究

梁莹  
【摘要】:增强现实是一种将计算机构建的虚拟信息精确地融合到真实环境,并借助显示设备呈现给用户的技术。通过该技术可以实时的展示现实世界场景同时可以通过虚拟信息来加强用户对世界的感知,因此被广泛应用于军事训练和教育辅助等许多领域。在增强现实系统中,为了准确地检测并实时跟踪真实场景中的目标,设计了一个基于自然特征的检测跟踪方法。采用AdaBoost级联分类器检测到目标,然后以在线随机蕨跟踪算法来跟踪目标,获取目标的位置信息。在跟踪检测过程中,通过2-Bit BP描述和P-N学习方法进行加速。在每次跟踪到目标后,检测跟踪方法中的控制模块进行目标的判断,以解决相似目标的干扰和目标瞬时飘移的问题。一旦获取到目标位置信息,再通过双目摄像头对目标进行视差信息计算。为了提高视差计算效率,引入积分图像的表示方式,设计了一种加速的视差计算方法。最后,采用线性三角形的相似原理计算出场景中目标的深度信息。实验结果可以证明,检测跟踪方法可以有效地获取目标的位置信息,降低系统受光照、旋转和部分遮挡的影响。同时加速后的视差计算方法在不损失视差信息的情况下可以加大性能的提升。基于上述理论研究,设计一种基于增强现实技术的试戴系统。该系统通过双目摄像头会获取人脸目标的特征信息,并对其进行实时跟踪,然后计算出目标的视差信息。通过三维反投影计算获取目标的三维信息。然后把计算机生成的虚拟帽子注册到真实场景中。用户在试戴时可以实时的展示试戴结果,提高用户的使用兴趣。


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