CN106548518A - 一种基于色彩阵列的增强现实互动方法及装置 - Google Patents

一种基于色彩阵列的增强现实互动方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于色彩阵列的增强现实互动方法，包括如下步骤：步骤一、将被识别物体所对应的一套完整反馈信息拆解为多个可组合的反馈信息单元；步骤二、根据反馈信息单元数量，设计色彩阵列，并与反馈信息单元匹配；步骤三、将被识别物体和色彩阵列固定在同一个实物平台上，使得二者相对位置不变；步骤四、根据实物平台上被识别物体和色彩阵列的各部件的尺寸和相对位置，编写色彩阵列的分析算法；步骤五、通过在色彩阵列中插上、取下、更换彩色插块，获得不同的反馈结果。本发明还公开了一种基于色彩阵列的增强现实互动装置。

Description

一种基于色彩阵列的增强现实互动方法及装置
技术领域
本发明涉及一种通过电子设备对实物进行识别、互动的方法，属于计算机应用技术领域，可应用于教育、设计、玩具、出版业。
背景技术
增强现实技术（Augmented Reality，下简称AR技术），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
AR技术概念的提出最早是在上世纪九十年代初，受当时硬件设备性能的限制而未有较好的发展。目前随着各种数码设备运算能力的提升，AR技术开始逐渐应用于多个领域，其实现原理主要如下：
（1）事先将识别信息和反馈信息录入系统；
（2）通过数码设备的摄像头（摄影机）获取待识别物体的图像；
（3）将获取的图像与数据库中的识别信息进行比对，调用对应的反馈信息；
（4）根据被识别物体的位置与角度，将反馈信息显示在显示屏指定的位置，使得虚拟的反馈信息与现实的被识别物体结合；
（5）持续跟踪被识别物体的运动，实时刷新反馈信息的显示位置。
在发展中，又有新的技术，将被识别物的特征区分为不可改变的主要特征和可改变的次要特征，通过对次要特征的改变影响反馈结果的呈现，提高了系统的互动性和可玩性，但依然有如下缺点：
（1）因为次要特征与主要特征都在被识别物上，因此对被识别物的次要特征进行改变，可能影响到被识别物的主要特征，降低系统识别的成功率和稳定性；
（2）现有方式对被识别物次要特征的改变，是作为一个整体的互动变量在系统中起作用的，其影响的反馈信息也是作为一个整体呈现，缺乏多样性。
发明内容
本发明的目的是针对原有AR技术存在的上述问题，提出一种新的识别、互动方法及装置。具体技术方案如下：
基于色彩阵列的增强现实互动方法，包括如下步骤：
步骤一、将被识别物体所对应的一套完整反馈信息拆解为多个可组合的反馈信息单元；
步骤二、根据反馈信息单元数量，设计色彩阵列，并与反馈信息单元匹配；
步骤三、将被识别物体和色彩阵列固定在同一个实物平台上，使得二者相对位置不变；
步骤四、根据实物平台上被识别物体和色彩阵列的各部件的尺寸和相对位置，编写色彩阵列的分析算法;
步骤五、通过在色彩阵列中插上、取下、更换彩色插块，获得不同的反馈结果。
进一步的，所述色彩阵列包括：数量不等、在一定区域内排列的插槽和数量不等、不同颜色、可以固定于插槽的彩色插块。
进一步的，将色彩阵列与反馈信息单元匹配遵循以下规则：
A.彩色插块的颜色与反馈信息单元匹配，一个反馈信息单元配一种彩色插块的颜色；
B.插槽的数量与最终呈现的反馈信息大小匹配。
进一步的，步骤四具体为：
1）创建一个大小与色彩阵列插槽数量匹配的数组，将数组的每一位与插槽一一对应；
2）通过摄像头或摄影机拍摄实物平台，将摄像头或摄影机拍摄到图片进行分析：根据图片中被识别物体的大小和透视角度，结合实物平台上被识别物体和色彩阵列的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列中各彩色插块在图片中的位置，并将该位置上的彩色插块的颜色数值提取出来，填入数组；
3）将反馈信息单元按数组中颜色数值的排列方法重组。
一种基于色彩阵列的增强现实互动装置，包括：设置在同一实物平台上的被识别物体和色彩阵列，使用时二者相对位置不变，
所述被识别物体，提供识别、定位的图像信息；
所述色彩阵列，由插槽和彩色插块组成，可供用户自主编辑成特定的色彩排布方式，并可被提取为信息；
还包括：
AR设备；
图像采集模块，通过摄像头或摄影机拍摄实物平台；
图像识别模块，将摄像头或摄影机拍摄到图片进行识别，得到被识别物体和色彩阵列的各部件的尺寸和相对位置；
色彩阵列分析模块，根据图片中被识别物体的大小和透视角度，结合实物平台上被识别物体和色彩阵列的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列中各彩色插块在图片中的位置；
反馈展示模块，用于将识别的结果通过反馈信息单元展示。
进一步的，所述色彩阵列包括：数量不等、在一定区域内排列的插槽和数量不等、不同颜色、可以固定于插槽的彩色插块。
进一步的，将色彩阵列与反馈信息单元匹配遵循以下规则：
A.彩色插块的颜色与反馈信息单元匹配，一个反馈信息单元配一种彩色插块的颜色；
B.插槽的数量与最终呈现的反馈信息大小匹配。
该方法通过为单个被识别物体添加可重复编辑的色彩阵列，使得用户的编辑互动完全不影响系统识别；通过将反馈信息拆解为更小的单元，并将反馈信息单元与色彩阵列匹配，通过特殊算法在使用中根据色彩阵列的排布方式将反馈信息单元重组并呈现，使得其反馈信息的呈现方式变得多样，提高系统的可玩性。
附图说明
图1是本发明的基于色彩阵列的增强现实互动方法工作流程图；
图2是本发明的基于色彩阵列的增强现实互动方装置结构示意图；
图3是本发明的基于色彩阵列的增强现实互动方装置程序构成图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本发明的基于色彩阵列的增强现实互动方法，包括如下步骤：
在传统AR系统的基础上，将被识别物体所对应的一套完整反馈信息拆解为多个可组合的反馈信息单元；
根据反馈信息单元数量，设计制作色彩阵列，并与反馈信息单元匹配，其中：
1）色彩阵列3包括：
A.数量不等、在一定区域内排列的插槽4；
B.数量不等、不同颜色、可以固定于插槽4的彩色插块5；
2）将色彩阵列3与反馈信息单元匹配通常遵循以下规则：
C.彩色插块5的颜色与反馈信息单元匹配，一个反馈信息单元配一种彩色插块5的颜色；
D.插槽4的数量与最终呈现的反馈信息大小匹配，最终反馈信息最多可由多少单元组成则插槽4的数量就是多少；
E.彩色插块5的数量可以不限，但一般以能填满所有插槽为准；
将被识别物体2和色彩阵列3固定在同一个实物平台1上，使得在使用时二者相对位置不变；
根据实物平台1上被识别物体2和色彩阵列3的各部件的尺寸和相对位置，编写色彩阵列的分析算法，即：
1）创建一个大小与色彩阵列插槽数量匹配的数组，将数组的每一位与插槽4一一对应；
2）通过摄像头或摄影机拍摄实物平台1，将摄像头或摄影机拍摄到图片进行分析：根据图片中被识别物体2的大小和透视角度，结合实物平台1上被识别物体2和色彩阵列3的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列3中各彩色插块5在图片中的位置，并将该位置上的彩色插块5的颜色数值提取出来，填入数组；
3）将反馈信息单元按数组中颜色数值的排列方法重组。
通过在色彩阵列中插上、取下、更换彩色插块5，获得不同的反馈结果。
本发明的基于色彩阵列的增强现实互动装置，包括：设置在同一实物平台上的被识别物体2和色彩阵列3，保证使用时二者相对位置不变，
被识别物体2，提供识别、定位的图像信息；
色彩阵列3，由插槽4和彩色插块5组成，可供用户自主编辑成特定的色彩排布方式，并可被提取为信息；
插槽4，数量不等、在一定区域内排列，其排列规则包括但不限于线形、矩形、环形、放射形等；其形态包括但不限于凹槽、磁性材质、粘性材质等；
彩色插块5，数量不等、不同颜色、可以任意固定于插槽4 ；
AR设备，包括但不限于连接摄像头或摄影机的个人电脑、智能电视机、智能手机、平板电脑、AR眼镜等。
图像采集模块，通过摄像头或摄影机拍摄实物平台；
图像识别模块，将摄像头或摄影机拍摄到图片进行识别，得到被识别物体2和色彩阵列3的各部件的尺寸和相对位置；
色彩阵列分析模块，根据图片中被识别物体2的大小和透视角度，结合实物平台上被识别物体2和色彩阵列3的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列中各彩色插块5在图片中的位置；
反馈展示模块，用于将识别的结果通过反馈信息单元展示。
技术效果：
（1）因为用户编辑操作的是色彩阵列，不对被识别物体进行改变，因此不会对识别产生不利影响；
（2）色彩阵列能提供大量排列组合的可能性，这几乎可以等同于系统能呈现的反馈方式的数量。如果将空插槽也作为一个有效状态，且每个颜色的彩色插块都有足够的数量填满整个阵列，那么：色彩阵列的排列组合可能性=（插块颜色数量+1）^插槽数。
色彩阵列中有10个插槽，插块颜色为5种，如果每个颜色代表一段不同的音符，将整个色彩阵列按顺序组合可得一段音乐的话，则最终可能呈现的音乐片段为610=60466176种。

Claims (7)

1.基于色彩阵列的增强现实互动方法，包括如下步骤：
步骤一、将被识别物体所对应的一套完整反馈信息拆解为多个可组合的反馈信息单元；
步骤二、根据反馈信息单元数量，设计色彩阵列（3），并与反馈信息单元匹配；
步骤三、将被识别物体（2）和色彩阵列（3）固定在同一个实物平台（1）上，使得二者相对位置不变；
步骤四、根据实物平台（1）上被识别物体（2）和色彩阵列（3）的各部件的尺寸和相对位置，编写色彩阵列的分析算法;
步骤五、通过在色彩阵列中插上、取下、更换彩色插块（5），获得不同的反馈结果。
2.如权利要求1所述的基于色彩阵列的增强现实互动方法，其特征在于：所述色彩阵列（3）包括：数量不等、在一定区域内排列的插槽（4）和数量不等、不同颜色、可以固定于插槽（4）的彩色插块（5）。
3.如权利要求1或2所述的基于色彩阵列的增强现实互动方法，其特征在于：将色彩阵列（3）与反馈信息单元匹配遵循以下规则：
彩色插块（5）的颜色与反馈信息单元匹配，一个反馈信息单元配一种彩色插块（5）的颜色；
插槽（4）的数量与最终呈现的反馈信息大小匹配。
4.如权利要求1所述的基于色彩阵列的增强现实互动方法，其特征在于：步骤四具体为：
1）创建一个大小与色彩阵列插槽数量匹配的数组，将数组的每一位与插槽（4）一一对应；
2）通过摄像头或摄影机拍摄实物平台（1），将摄像头或摄影机拍摄到图片进行分析：根据图片中被识别物体（2）的大小和透视角度，结合实物平台（1）上被识别物体（2）和色彩阵列（3）的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列（3）中各彩色插块（5）在图片中的位置，并将该位置上的彩色插块（5）的颜色数值提取出来，填入数组；
3）将反馈信息单元按数组中颜色数值的排列方法重组。
5.一种基于色彩阵列的增强现实互动装置，包括：设置在同一实物平台上的被识别物体（2）和色彩阵列（3），使用时二者相对位置不变，其特征在于：
所述被识别物体（2），提供识别、定位的图像信息；
所述色彩阵列（3），由插槽（4）和彩色插块（5）组成，可供用户自主编辑成特定的色彩排布方式，并可被提取为信息；
还包括：
AR设备；
图像采集模块，通过摄像头或摄影机拍摄实物平台；
图像识别模块，将摄像头或摄影机拍摄到图片进行识别，得到被识别物体（2）和色彩阵列（3）的各部件的尺寸和相对位置；
色彩阵列分析模块，根据图片中被识别物体（2）的大小和透视角度，结合实物平台上被识别物体（2）和色彩阵列（3）的各部件的尺寸和相对位置，找到色彩阵列中各彩色插块（5）在图片中的位置；
反馈展示模块，用于将识别的结果通过反馈信息单元展示。
6.如权利要求5所述的基于色彩阵列的增强现实互动方法，其特征在于：所述色彩阵列（3）包括：数量不等、在一定区域内排列的插槽（4）和数量不等、不同颜色、可以固定于插槽（4）的彩色插块（5）。
7.如权利要求1或2所述的基于色彩阵列的增强现实互动方法，其特征在于：将色彩阵列（3）与反馈信息单元匹配遵循以下规则：
彩色插块（5）的颜色与反馈信息单元匹配，一个反馈信息单元配一种彩色插块（5）的颜色；
插槽（4）的数量与最终呈现的反馈信息大小匹配。
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