CN103544724A - 一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统和方法。其包括具有增强现实的移动智能终端与标识卡；所述的标识卡集成了便于上述图像识别模块识别的特征元素以及绘制有动漫角色图像；所述的移动智能终端包括有：摄像头，图像识别模块，图像输出现实模块，及数据处理模块，数据处理模块通过计算调取与采集图像对应的三维数字动漫角色并与采集的图像叠加，通过图像输出模块输出增强现实的虚拟动漫角色。本发明是以特制标识卡为真实图景，利用移动智能终端获取的虚拟的AR图像，并最终在移动智能终端的显示屏上呈现配合这舞蹈、音乐的三维动漫角色。
Description
技术领域：
本发明涉及移动智能终端的技术领域，特指一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统和方法。
背景技术：
图像识别技术是目前应用非常广泛的一种技术，其通过对图像的特征进行识别从而判断图像对应的相关信息，例如条形码。随着科技的发展，目前常见的图像识别技术采用二维码（2-dimensional bar code）。二维码最早起源于日本，它是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛。
另一方面，增强现实（Augmented Reality,简称AR）技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新兴计算机应用和人机交互技术。基于早期架构的AR系统限制了用户的运动范围，无法应用于户外环境。随着智能终端、移动互联网技术的成熟与发展，很多以图像识别为基础的移动互联网AR应用开始涌现，早期的移动增强现实系统要求用户随身佩戴便携式计算机、电源、头盔显示器、摄像机等。该类系统体积庞大笨重、造价高昂、不易长期携带及维护。小型手持式移动设备（如掌上电脑PDA、智能手机）的兴起，为移动增强现实系统的发展提供了技术途径，从而出现了在移动设备上运行的增强现实应用（AR Application）。常规地，移动增加现实应用只是基于一种黑白标签或标识通过移动终端摄像头获取到一个简单的虚拟图像。
由以上可见，由于目前多数手持移动设备都内置了百万像素以上的摄像头，并集成了蓝牙无线接口以及无线局域网卡、陀螺仪、GPS等网络设备。将其与增强现实技术相结合，使增强现实系统脱离庞大的PC机、摄像设备的限制，实现图像采集、计算与显示的整合。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题就是提供一种利用增强现实与图像识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统和方法，通过本发明可以把动漫、音乐嵌入移动增强现实APP中，让动漫音乐以一种崭新的方式呈现出来，让虚拟出来的3D动漫角色能与真人互动，使移动增强现实智能化。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：
本发明关于系统的技术方案为：该系统包括：具有增强现实的移动智能终端与标识卡；所述的标识卡集成了便于上述图像识别模块识别的特征元素以及绘制有动漫角色图像；所述的移动智能终端包括有：一用于采集标识卡上的图像数据的摄像头，该摄像头集成于所述的移动智能终端上；一用于数据处理的数据处理模块；一图像识别模块，该图像识别模块通过标识卡上的特征元素对摄像头采集的动漫角色图像进行识别；一图像输出现实模块；所述的数据处理模块通过计算调取与采集图像对应的三维数字动漫角色并与采集的图像叠加，通过图像输出模块输出增强现实的虚拟动漫角色。
进一步而言，上述的技术方案中，所述的移动智能终端上还集成有三维动漫角色人机互动模块及拍照模块，所述的三维动漫角色人机互动模块包括：声控模块和语音智能互动模块。
进一步而言，上述的技术方案中，所述的移动智能终端为：智能手机、手持电脑、平板电脑。
本发明的方法技术方案为：该方法是通过移动智能终端对标识卡进行识别，以获取标识卡上的二维动漫角色图像，并将该二维动漫角色图像与移动智能终端调取的对应的虚拟三维动漫角色叠加，最终在移动智能终端的显示屏上现实增强现实的三维动漫角色图像。
进一步而言，上述技术方案中，所述的标识卡上集成了便于图像识别的特征元素以及绘制有三维动漫角色的二维图像；移动智能终端利用自身集成的摄像头采集该标识卡的图像信息，并通过自身集成的图像识别模块对特征元素的识别，获取标识卡中二维图像的信息，以调取对应的虚拟三维动漫角色图像。
进一步而言，上述技术方案中，所述的特征元素为二维码。
进一步而言，上述技术方案中，所述的标识卡具有边框，边框内侧绘制有二维码，二维图像位于边框中间的区域。
进一步而言，上述技术方案中，在移动智能终端中集成有人机互动模块，通过移动智能终端实现与虚拟三维动漫角色的人机互动。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：本发明是一种应用于移动终端的基于移动APP的增强现实系统与方法，该方法是以一张经过特别设计制作处理卡片为图像基础，通过增强现实系统采集图像数据然后得到AR图像。本发明能在移动平台上给予用户良好的增强现实应用体验,与动漫、音乐完美结合且内容丰富多样，并且虚拟三维动漫角色图像能与真人互动、语音对话，使得移动APP增强现实系统更加智能化。
附图说明：
图1是本发明的系统架构图；
图2是本发明的系统工作原理图。
具体实施方式：
见图1、2所示，本发明的方法简而言之就是通过移动智能终端1对标识卡2进行识别，以获取标识卡2上的二维动漫角色图像，并将该二维动漫角色图像与移动智能终端1调取的对应的虚拟三维动漫角色叠加，最终在移动智能终端的显示屏上现实增强现实的三维动漫角色图像。
在利用本发明实现在移动智能终端实现虚拟动漫角色时，首先需要准备一台移动智能终端1，例如智能手机、平板电脑等。同时需要制作标识卡2。
该标识卡2上集成了便于图像识别的特征元素以及绘制有三维动漫角色的二维图像；在本实施例中，标识卡2中特征元素采用了二维码，即在标识卡2上集成了二维码的部分特征，以及三维动漫角色的二维图像相。该标识卡2的具有黑色粗边框，内边框周围为二维码部分特征，边框中间为动漫角色二维图像。这个二维图像将通过移动智能终端中的AR程序换成AR图像数据，最后合成生成AR图像，并在移动智能终端的显示屏上呈现出三维动漫角色。
本发明中，所述的移动智能终端1包括有：
一用于采集标识卡2上的图像数据的摄像头，该摄像头集成于所述的移动智能终端1上；
一用于数据处理的数据处理模块；
一图像识别模块，该图像识别模块通过标识卡2上的特征元素对摄像头采集的动漫角色图像进行识别；
一图像输出现实模块；
所述的数据处理模块通过计算调取与采集图像对应的三维数字动漫角色并与采集的图像叠加，通过图像输出模块输出增强现实的虚拟动漫角色。
为了提高人机互动及趣味性，所述的移动智能终端1上还集成有三维动漫角色人机互动模块及拍照模块，所述的三维动漫角色人机互动模块包括：声控模块和语音智能互动模块。
本发明的方法具体而言就是：
首先，制作一张或者数张有特征的标识卡2，其上具有可以通过图像识别技术识别的特征元素（例如二维码）以及相关的二维动漫图像。
然后，将识别卡2上的特征生成数据集，通过API（应用程序接口）将此数据集集成到移动智能终端1的移动应用app系统中。
接着，将三维动漫角色的模型、动画以及语音数据文件集成到移动智能终端1系统数据库中，三维动漫角色将有一个相对位置，并会生成此相对位置的数据，集成在系统中。
接下来，使用时通过调用移动智能终端1的摄像头，对标识卡2进行拍照，利用图像识别技术进行图像的捕捉，并与系统数据库中集成的数据集进行对比，判断是否与已集成在移动智能终端1系统数据库中的数据集基本相似，如果基本相似，则计算出图片数据集所处三维空间位置，将虚拟的三维动漫人物投掷于三维图片集的相对位置处。即通过AR程序将二维的换成AR图像数据，最后合成生成AR图像，并在移动智能终端的显示屏上呈现出三维动漫角色
为了更好的增强趣味性，可以建立与三维动漫角色的人机交互系统。
首先，建立文字数据库、声音控制相关的数据库以及人机对话相关的数据库。人机对话相关数据库中不仅包括文字数据，还包括相关语音数据。将数据库添加至系统中。
使用时，利用移动智能终端生成三维动漫角色后，可以直接调用移动智能终端中的麦克风（话筒），移动智能终端会通过数据库将接收的语音转换成文字，并判断现在所处状态为声音控制状态，还是人机对话状态。如果为声音控制状态，系统将开启声控模块，转换后的语音文字将会进入数据库中进行查找相应语音文字命令，找到匹配的一个命令或者一组命令后，进行相应的虚拟动漫角色的动画播放反应或者其他动作反应。如果为人机对话，系统将开启语音智能互动模块，转换后的语音文字将进入数据库中进行相应数据查找，找到相匹配数据，调用出相关一个声音或者一组声音中随机的一个声音进行匹配，进行回答相关人物所提出问题，从而实现虚拟三维动漫角色与用户进行语音对话，智能互动。
另外，还可直接调用移动智能终端中的摄像头，即开启拍照模块，系统将自动调取摄像头，将摄像头拍摄的图画与虚拟三维动漫角色叠加，形成合成的画面。即用户可以与虚拟三维动漫角色合影或摄影。
本发明是以特制标识卡为真实图景，利用移动智能终端获取的虚拟的AR图像，并最终在移动智能终端的显示屏上呈现配合这舞蹈、音乐的三维动漫角色。
本发明通过该系统获取的虚拟的AR图像能与用户进行触屏互动，当用户在屏幕上触摸虚拟AR图像时，虚拟图像会做出相应的动作或者表情与用户进行互动；且在真实空间的某个特定的坐标点，用户点击触摸时用户同样也能与虚拟AR图像进行互动。
本发明通过该系统获取的虚拟的AR图像能与用户进行语音智能交流互动，包括语音控制，语音对话。用户通过语音命令可以控制虚拟AR图像的动作、表情，用户也可以与虚拟AR图像进行交流对话，用户就像跟真人对话一样；
本发明通过该系统获取的虚拟的AR图像能与真人进行拍照合影，当移动终端的显示屏上通过该系统虚拟出AR图像时，真人可以与虚拟AR图像站在一起，通过该系统进行拍照合影。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (8)
1.一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统，其特征在于：该系统包括：具有增强现实的移动智能终端（1）与标识卡（2）；
所述的标识卡（2）集成了便于上述图像识别模块识别的特征元素以及绘制有动漫角色图像；
所述的移动智能终端（1）包括有：
一用于采集标识卡（2）上的图像数据的摄像头，该摄像头集成于所述的移动智能终端（1）上；
一用于数据处理的数据处理模块；
一图像识别模块，该图像识别模块通过标识卡（2）上的特征元素对摄像头采集的动漫角色图像进行识别；
一图像输出现实模块；
所述的数据处理模块通过计算调取与采集图像对应的三维数字动漫角色并与采集的图像叠加，通过图像输出模块输出增强现实的虚拟动漫角色。
2.根据权利要求1所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统，其特征在于：
所述的移动智能终端（1）上还集成有三维动漫角色人机互动模块及拍照模块，所述的三维动漫角色人机互动模块包括：声控模块和语音智能互动模块。
3.根据权利要求1所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的系统，其特征在于：所述的移动智能终端为：智能手机、手持电脑、平板电脑。
4.一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的方法，其特征在于：该方法是通过移动智能终端（1）对标识卡（2）进行识别，以获取标识卡（2）上的二维动漫角色图像，并将该二维动漫角色图像与移动智能终端（1）调取的对应的虚拟三维动漫角色叠加，最终在移动智能终端的显示屏上现实增强现实的三维动漫角色图像。
5.根据权利要求4所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的方法，其特征在于：所述的标识卡（2）上集成了便于图像识别的特征元素以及绘制有三维动漫角色的二维图像；移动智能终端利用自身集成的摄像头采集该标识卡（2）的图像信息，并通过自身集成的图像识别模块对特征元素的识别，获取标识卡（2）中二维图像的信息，以调取对应的虚拟三维动漫角色图像。
6.根据权利要求5所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的方法，其特征在于：所述的特征元素为二维码。
7.根据权利要求6所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的方法，其特征在于：所述的标识卡（2）具有边框，边框内侧绘制有二维码，二维图像位于边框中间的区域。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的一种利用增强现实与卡片识别技术在移动智能终端实现虚拟动漫角色的方法，其特征在于：在移动智能终端中集成有人机互动模块，通过移动智能终端实现与虚拟三维动漫角色的人机互动。
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