基于立体图像的图像处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种图像处理系统，图像处理系统能够通过在立体图像之间包含图像上的标记并且用相机仅拍摄包含标记的图像来合成指向过程或扩增实境图像，并且能够容易地检测标记。
【专利说明】基于立体图像的图像处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于指向或制作扩增实境图像的图像处理系统，通过选择性地捕获3D显示器的立体图像的左侧图像或右侧图像并且从所捕获图像中检测标记。
【背景技术】
[0002]本发明涉及用于使用3d显示器指向或制作扩增实境图像的图像处理系统。
【发明内容】
[0003]技术问题
[0004]韩国专利:其注册号为10-0936816并且发明名称为“使用相机并且输出标记的指向装置(POINTING DEVICE USING CAMERA AND OUTPUTTING MARK) ”，该专利是关于一种通过捕获并且检测在计算机监视器上显示的鼠标光标图标的指向装置的。在监视器上显示的鼠标光标或标记可以通过用于指向任务的图像处理构件来检测。它的缺点在于如果标记和背景的颜色是类似的，那么将难以检测标记。
[0005]存在一个发明:它的韩国专利申请案号是10-2011—0050980并且名称是“基于监视器的扩增实境系统(MONITOR BASED AUGMENTED REALITY SYSTEM)”。此发明涉及捕获在监视器上显示的鼠标光标图标或标记的图像、通过用于合成扩增实境图像的图像处理构件检测标记并且计算相机与标记之间的3维相对位置。如果标记和背景的颜色是类似的，那么此发明也具有相同的缺点。
[0006]技术解决方案
[0007]本发明提供了用于快速并且稳定地从所捕获图像中检测标记的图像处理系统，通过将背景图象和标记图像作为立体图像用3d显示器来显示、捕获标记图像并且检测标记。
[0008]有利作用
[0009]通过使用本发明的图像处理系统，有可能快速并且稳定地用颜色与标记的颜色类似的背景图象来检测标记。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1说明了本发明的一个实施例的图像处理系统。
【具体实施方式】
[0011]存在多种类型的3d显示器:快门式眼镜、偏光式眼镜、主动式偏光膜、红蓝眼镜。具体内容如下:
[0012]实施例1
[0013]快门式眼镜(shutter glasses)类型的3d显示器依次显示左眼图像和右眼图像。快门式眼镜用来自3d显示器的同步信号打开和关闭遮光片。快门式眼镜的佩戴者可以用左眼观看左侧图像并且可以用右眼观看右侧图像。此类快门式眼镜3d显示器由三星公司商业化。所述3d显示器可以是LcD或光束投影仪。
[0014]在本实施例中，背景图象和标记图像依次作为立体图像的左侧图像和右侧图像显示。并且，快门被配置于相机上，当以右眼观看的包含标记的右眼图像被显示时，快门打开。通过快门的开启，包含黑色背景且包含该标记的图像能够被捕获。标记是通过图像处理构件从所捕获图像中检测到的，并且扩增实境图像可以用相机与标记之间的3维相对位置合成。
[0015]图像处理构件可以控制标记的输出位置，通过将标记移动到第一相机的视距(line of sight)，使得标记位于所捕获图像的中心处。通过这样做，即使在第一相机是移动的情况下也可以稳定地检测标记。并且图像处理构件可以从所捕获图像中检测标记的尺寸并且控制标记的输出尺寸，因此标记的尺寸同相机与标记之间的距离成比例。所捕获图像中的标记的尺寸是恒定的。换句话说，建议在第一相机接近标记的情况下减小显示的标记尺寸并且在第一相机远离标记的情况下扩大显示的标记尺寸。
[0016]替代依序显示背景的左侧图像和标记的右侧图像，也可以依序显示第一背景的左侧图像、第二背景的右侧图像以及标记的第三图像，其用于指向或扩增实境。相机可捕获仅第三图像以从所捕获图像中检测标记并且使用检测到的信息其用于指向或扩增实境。仅使左侧图像和右侧图像通过并且阻隔第三标记图像的快门式眼镜的佩戴者可以仅观看背景图象而无法观看标记。在这种情况下，左侧图像和右侧图像可以是普通的3d立体图像。
[0017]本发明的模式
[0018]实施例2
[0019]偏光式眼镜类型的3d显示器是由细水平线路组成的显示器。奇数线路和偶数线路具有不同的偏光涂层。立体图像的左侧图像和右侧图像分别显示在偶数线路和奇数线路处。偶数和奇数线路具有不同`的相位延迟器涂层，使得穿过所述偶数和奇数线路的光束可以作为不同的圆偏光进行偏光。此种显示器被称作图案化延迟器(pattern retarder)类型。偏光式眼镜的佩戴者可以观看通过上述偏光3d显示器显示的3d立体图像。换句话说，眼镜的左侧镜片仅通过来自偶数线路的光束，而眼镜的右侧镜片仅通过来自奇数线路的光束。此种显示器可以是LCD或光束投影仪。对于光束投影仪，当左侧光束和右侧光束具有不同的偏光时，左侧图像光束和右侧图像光束是同时投射的并且投射到相同的屏幕上。建议使用银屏幕来反射偏振光束。
[0020]通过用偏光类型3d显示器将背景图象和标记图像作为立体图像来显示、用相机前方的偏光滤波器仅捕获此类标记图像，并且从所捕获图像检测所述标记并且计算标记与相机之间的3d相对位置，此类3d相对位置可以用于指向任务或者合成扩增实境图像。
[0021]实施例3
[0022]存在主动式偏光膜(active retarder)类型的3d显示器,所述显示器是快门式眼镜类型和偏光式眼镜类型的组合。主动式偏光膜(active retarder ^ ) 3d显示系统使用偏光式眼镜而不是快门式眼镜，以移除用于快门式眼镜的电池。它可以克服图案化延迟器(active retarder)偏光类型的3d显示器的低分辨率问题。主动式偏光膜系统利用安装在显示器前方的可电控制的相位延迟器(retarder’)，所述显示器依次显示立体图像的左侧图像和右侧图像。左侧图像和右侧图像可以得到不同的偏光，通过用来自监视器的同步信号控制所述相位延迟器。偏光式眼镜的佩戴者可以用主动式偏光膜类型的3d显示器观看3d立体图像。
[0023]此类主动式偏光膜显示器可以是IXD或光束投影仪。对于光束投影仪，左侧图像光束和右侧图像光束是依次用不同偏光投射的。建议使用银屏幕来反射偏振光束。
[0024]通过用主动式偏光膜类型的3d显示器将背景图象和标记图像作为立体图像来显示、用相机前方的偏光滤波器捕获仅此类标记图像、从所捕获图像中检测所述标记并且计算标记与相机之间的3d相对位置，此类3d相对位置可以用于指向任务或者合成扩增实境图像。
[0025]实施例4
[0026]红蓝眼镜的佩戴者可以用显示彩色图像的监视器观看3d立体图像，所述监视器的红色组分是立体图像的左侧图像，而蓝色组分是立体图像的右侧图像。
[0027]通过显示红色组分是背景图象并且蓝色组分是标记图像的彩色图像、用相机前方的蓝色滤波器捕获显示的标记图像、从所捕获图像中检测所述标记并且计算标记与相机之间的3d相对位置，此类3d相对位置可以用于指向任务或者合成扩增实境图像。存在类似于红蓝眼镜类型的杜比眼镜类型的3显示器。杜比眼镜的左侧镜片和右侧镜片具有设置略微不同的红色滤波器、绿色滤波器、蓝色滤波器。通过在第一组颜色中输出左侧图像并且在第二组颜色中输出右侧图像，杜比眼镜的佩戴者可以观看全色的立体3d图像。
[0028]实施例5
[0029]可以通过将第二相机添加到图1中所示的实施例1到4的组成中来构建扩增实境系统。在此类扩增实境系统中，实施例1到4的第一相机仅用滤波器或快门捕获标记图像，并且图像处理构件计算相机与标记之间的3维相对位置。额外的第二相机仅用滤波器或快门捕获背景图象，并且图像处理构件合成扩增实境图像，通过用计算出的3维相对位置信息将图形对象添加到所捕获的背景图象上。所合成的扩增实境图像更逼真，因为它不含标记。建议固定两个相机之间的相对位置。两个相机可以包含在智能手机或头部安装式显示器(HMD、)中。具有相机的头部安装式显示器是作为WRAP920AR+(http: / / wwvw.vuzix.com / consumer / products_wrap920ar.html)被商业化的。此类头部安装式显示器的一个相机可以仅捕捉标记，而另一相机可以捕捉没有标记的背景图象，并且可以通过所述头部安装式显示器来显示合成的扩增图像。
[0030]实施例6
[0031]实施例1到4的相机可以是用于指向任务的枪形状，并且所述眼镜可以用偏光滤波器或快门式镜片阻隔标记图像并且使背景图象通过。举例来说，通过将射击游戏场景作为左眼的背景图象并且将鼠标光标图标作为右眼的标记图像在3d显示器上显示、通过具有滤波器或快门的枪形相机仅捕获标记图像，并且通过图像处理构件从所捕获图像中检测标记，使用者可以玩射击游戏。建议佩戴阻隔标记图像但使背景图象通过的偏光式眼镜的遮光片。
[0032]实施例7
[0033]实施例5的视频透射型头部安装式显示器(See-Thru Augmented RealityDisplay)可以由透明的透视型(video-through)扩增实境显示器来替换。在这种情况下，实施例5的第二相机可以被省略。此种透明的头部安装式显示器是作为STAR1200 (http: / / www.vuzix.com / ar / products_starl200.html)被商业化的。使用者可配戴眼镜，该眼镜安装有相机，该相机能沿视线方向捕获图像。通过用附接到此种透明的头部安装式显示器上的相机来捕获标记图像，并且通过图像处理构件从所捕获图像中检测标记，相机与标记的相对位置可以被检测出来，且因此可产生包含图形对象的透视视图，且可以在透明的显示器上显示扩增实境的图形对象。滤波器或遮光片可以附接到透明的显示器上，从而阻隔标记图像并且使背景图象通过。通过这样做，使用者可以用不含标记图像的背景图象观看扩增实境的图形对象。
【权利要求】
1.一种图像处理系统，其特征在于，包括: 显示器部分，用于显示立体图像的特定图像中的标记； 相机部分，所述相机部分包含第一相机部分，用于捕获所述立体图像的所述特定图像；以及 图像处理部分，用于从来自所述第一相机部分的所捕获图像中检测所述标记。
2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述图像处理部分检测标记并且为光学透视型扩增实境系统输出指向信号或合成图形对象。
3.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述相机部分包含用于捕获不含所述标记的图像的第二相机，并且其中所述图像处理部分用于通过使用从由第一相机部分捕获的所述图像中检测到的所述标记信息，将扩增实境图像合成到由第二相机所捕获的图像上。
4.根据权利要求2或3所述的图像处理系统，其特征在于:所述图像处理部分对将朝向所述第一相机部分的凝视方向移动的所述标记的位置进行控制，使得通过第一相机部分捕获的图像中的标记的所述位置保持在图像的中心。
5.根据权利要求2或3中所述的图像处理系统，其特征在于:所述图像处理部分对将与所述相机部分与所述标记之间的距离成比例地调节的所述标记的尺寸进行控制，使得通过第一相机捕获的图像中的标记的尺寸保持恒定值。
6.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述显示器部分依次输出标记图像和没有标记的背景图象，并且其中所述第一相机部分通过使用快门式构件仅捕获所述标记图像。
7.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述显示器部分输出标记图像和没有标记的背景图象，其中标记图像的偏光和背景图象的偏光是不同的，并且其中所述第一相机部分通过使用偏光滤波器仅捕获所述标记图像。
8.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述显示器部分输出标记图像和没有标记的背景图象，其中标记图像的颜色和背景图象的颜色不同，并且其中第一相机部分通过使用彩色滤波器仅捕获所述标记图像。
9.根据权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于:所述显示器部分输出标记图像和没有标记的背景图象，其中标记图像的颜色和背景图象的颜色不同，并且其中所述图像处理部分从通过第一相机部分捕获的彩色图像中检测标记，通过选择彩色组分亚图像，其中所选定的亚图像的颜色和标记图像的颜色相同。
10.一种图像处理方法，其特征在于，包括:在立体图像的特定图像中显示标记图像；捕获所述立体图像的所述特定图像；并且通过分析所述捕获的图像来检测所述标记。
11.一种计算机可读记录媒体，其储存有用于执行图像处理方法的计算机程序，所述计算机可读记录媒体的特征在于所述图像处理方法包括:在立体图像的特定图像中显示标记图像；捕获所述立体图像的所述特定图像；并且通过分析所述捕获的图像来检测所述标记。
【文档编号】H04N13/00GK103828357SQ201280047284
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】李汶基 申请人:李汶基