CN107305621A - 一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统包括：摄像头、vr眼镜，其特征在于：捕获面部动态区域画面信息（23）的阵列摄像头组x（41），捕获面部固定区域以及头部固定区域画面（24）的摄像头组s(42)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子科技类虚拟现实设备，具体地说设计一种VR（虚拟现实）与AR（增强现实）结合设备。
背景技术
vr虚拟现实设备的热卖由此诞生了一个问题步入两个人如何用vr设备通过图像实施互动、互传，问题在于vr设备通常设置面部导致遮挡面部难以通过外部摄像头捕捉人的面部整体图像。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时通过本发明的技术方案仍能实现完全面部图像捕捉、互传。
原理：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域的虚拟生成面部固定图案的生成图案、美化效果图案，构成整体完全面部图案。
一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统包括：摄像头、vr眼镜，其特征在于： 捕获面部动态区域画面信息的阵列摄像头组x，捕获面部固定区域以及头部固定区域画面的摄像头组s；
面部画面的活动信息包括眼部区域的眼部运动信息，嘴部运动信息，面部动态肌肉皮肤图像；
合成面部动区域指的是被眼镜覆盖区域，该区域无法通过摄像头捕获图像，该区域图像采用计算机合成，由此构成完整面部，以及摄像头无法捕获到的头部头部上表面、两侧、后部图像，双耳机双耳后侧图像；
面部动态区域画面与面部固定区域以及头部固定区域画面以及合成面部动区域构成的面部头像构成的图像叫图像整体。
其特征在于：阵列摄像头组x包括设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a，设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b，设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d；
当设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
当设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
左眼眶与右眼眶区域内可共用一个摄像头h，当共用一个摄像头h时，摄像头h位于两个镜片的镜片与镜片之间的位置；
设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d，摄像头组d包括1——8个摄像头，沿着眼镜的下侧边框上设置，当设置1个摄像头时设置于中心点上，当设置2个时沿眼镜左右侧之间的下边框中心点两侧等距对称设置摄像头摄像头；当设置3——8个时沿眼镜左右侧之间等距对称设置；
捕获面部固定区域以及头部固定区域画面的摄像头组s设置上额区域影像捕获摄像头组b，位于眼镜沿左右侧之间的中心点眼镜上侧边框上，当设置两个摄像头时，摄像头分别设置于眼镜左眼镜框上侧具体为上框边长四分之三等分点处、眼镜右眼镜框上侧上侧上框边长四分之一等分点处，摄像头面对人面部上额区域捕获影像。
其特征在于：所有摄像头设置在vr眼镜上通过两种方式连结：1、固定式连结， 2、空间旋转式式连结。
其特征在于：固定式连接方式具体是即直接固定在vr眼镜上将每个摄像头，在vr眼镜背侧中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是固定不变的，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，图像整体旋转对应的角度，沿垂直水平方向旋转图像对应沿垂直水平方向旋转对应角度，摄像头捕获的图像整体旋转对应角度，图像整体将做相同角度水平方向与垂直方向旋转而后将图像显示。
其特征在于：空间旋转式式连结即：将摄像头通过3d旋转，既可以沿水平面旋转又可以沿垂直水平面旋转，具体方案是通过转子轴垂直连接的步进电机定子电机a电机b，电机a的定子固定于vr眼镜上，电机a转子连接到电机b定子且二者呈90度角连接，电机b的转子与摄像头固定；
在vr眼镜背侧中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是变化的，但是变化角度可以通过步进电机反馈，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，根据三轴陀螺仪反馈的头部沿水平及垂直方向角度变化相应作出调整对每个摄像头的摄像角度，然后合成图像整体，之后显示。
其特征在于：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，
以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域合成面部动区域虚拟生成的面部图案 该图案效果可以加入图案美化效果图案，构成图像整体的完全面部图案；能实时见到人，相比看电影可以互动所以有趣得多，实现了在面对面的交谈方面该设备完全可以虚拟进行并完成，交友等同于面对面交友的视觉效果；图案美化效果图案包括不限于眼镜、熊猫眼，明星其他人物的局部面部图像。
优点：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域的虚拟生成面部固定图案的生成图案、美化效果图案，构成整体完全面部图案；能实时见到人比看电影有趣得多陌生人尤其，比如：在面对面的交谈方面该设备完全可以虚拟进行并完成，交友等同于面对面交友。
附图说明
图1为摄像头在vr眼镜内部图
图2为面部信息捕获摄像头设置在vr眼镜上图
图3每个镜片对应设置两个摄像头图。
具体实施方式
参见图1、2、3，原理：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域的虚拟生成面部固定图案的生成图案、美化效果图案，构成整体完全面部图案。
一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统包括：摄像头、vr眼镜，其特征在于： 捕获面部动态区域画面信息（23）的阵列摄像头组x（41），捕获面部固定区域以及头部固定区域画面（24）的摄像头组s(42)；
面部画面的活动信息包括眼部区域的眼部运动信息，嘴部运动信息，面部动态肌肉皮肤图像；
合成面部动区域（25）指的是被眼镜覆盖区域，该区域无法通过摄像头捕获图像，该区域图像采用计算机合成，由此构成完整面部，以及摄像头无法捕获到的头部头部上表面、两侧、后部图像，双耳机双耳后侧图像；
面部动态区域画面（23）与面部固定区域以及头部固定区域画面（24）以及合成面部动区域（25）构成的面部头像构成的图像叫图像整体（22）。
其特征在于：阵列摄像头组x（41）包括设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a（43），设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b（44），设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d（45）；
当设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a（3）设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片（6）两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
当设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b（44）设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片（4）两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
左眼眶与右眼眶区域内可共用一个摄像头h（5），当共用一个摄像头h（5）时，摄像头h（5）位于两个镜片的镜片与镜片之间的位置；
设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d（45），摄像头组d（45）包括1——8个摄像头，沿着眼镜的下侧边框上设置，当设置1个摄像头时设置于中心点（12）上，当设置2个时沿眼镜左右侧之间的下边框中心点（31）两侧等距对称设置摄像头（32）摄像头（30）；当设置3——8个时沿眼镜左右侧之间等距对称设置；
捕获面部固定区域以及头部固定区域画面（24）的摄像头组s(42) 设置上额区域影像捕获摄像头组b（35），位于眼镜沿左右侧之间的中心点眼镜上侧边框上，当设置两个摄像头时，摄像头分别设置于眼镜左眼镜框上侧具体为上框边长四分之三等分点处、眼镜右眼镜框上侧上侧上框边长四分之一等分点处，摄像头面对人面部上额区域捕获影像。
其特征在于：所有摄像头设置在vr眼镜上通过两种方式连结：1、固定式连结， 2、空间旋转式式连结。
其特征在于：固定式连接方式具体是即直接固定在vr眼镜上将每个摄像头，在vr眼镜背侧（29）中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是固定不变的，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，图像整体旋转对应的角度，沿垂直水平方向旋转图像对应沿垂直水平方向旋转对应角度，摄像头捕获的图像整体（22）旋转对应角度，图像整体（22）将做相同角度水平方向与垂直方向旋转而后将图像显示。
其特征在于：空间旋转式式连结即：将摄像头通过3d旋转，既可以沿水平面旋转又可以沿垂直水平面旋转，具体方案是通过转子轴垂直连接的步进电机定子电机a电机b，电机a的定子固定于vr眼镜上，电机a转子连接到电机b定子且二者呈90度角连接，电机b的转子与摄像头固定；
在vr眼镜背侧（29）中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是变化的，但是变化角度可以通过步进电机反馈，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，根据三轴陀螺仪反馈的头部沿水平及垂直方向角度变化相应作出调整对每个摄像头的摄像角度，然后合成图像整体，之后显示。
其特征在于：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，
以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域合成面部动区域（25）虚拟生成的面部图案 该图案效果可以加入图案美化效果图案，构成图像整体（22）的完全面部图案；能实时见到人，相比看电影可以互动所以有趣得多，实现了在面对面的交谈方面该设备完全可以虚拟进行并完成，交友等同于面对面交友的视觉效果；图案美化效果图案包括不限于眼镜、熊猫眼，明星其他人物的局部面部图像。
Claims (6)
1.一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统包括：摄像头、vr眼镜，其特征在于： 捕获面部动态区域画面信息（23）的阵列摄像头组x（41），捕获面部固定区域以及头部固定区域画面（24）的摄像头组s(42)；
面部画面的活动信息包括眼部区域的眼部运动信息，嘴部运动信息，面部动态肌肉皮肤图像；
合成面部动区域（25）指的是被眼镜覆盖区域，该区域无法通过摄像头捕获图像，该区域图像采用计算机合成，由此构成完整面部，以及摄像头无法捕获到的头部头部上表面、两侧、后部图像，双耳机双耳后侧图像；
面部动态区域画面（23）与面部固定区域以及头部固定区域画面（24）以及合成面部动区域（25）构成的面部头像构成的图像叫图像整体（22）。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统，其特征在于：阵列摄像头组x（41）包括设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a（43），设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b（44），设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d（45）；
当设置在左侧眼镜框内设置阵列摄像头组a（3）设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片（6）两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
当设置在右侧眼镜框内设置阵列摄像头组b（44）设置一个摄像头时摄像头设置于眼镜镜框内，当设置两个时，摄像头分别设置于镜片（4）两侧，摄像头面对人眼睛，并置于眼镜镜框内位于于沿左右方向的中轴线，其有效成像区域覆盖眼睛，位于人眼的正上方；
左眼眶与右眼眶区域内可共用一个摄像头h（5），当共用一个摄像头h（5）时，摄像头h（5）位于两个镜片的镜片与镜片之间的位置；
设置眼镜以下区域的面部图像捕获摄像头组d（45），摄像头组d（45）包括1——8个摄像头，沿着眼镜的下侧边框上设置，当设置1个摄像头时设置于中心点（12）上，当设置2个时沿眼镜左右侧之间的下边框中心点（31）两侧等距对称设置摄像头（32）摄像头（30）；当设置3——8个时沿眼镜左右侧之间等距对称设置；
捕获面部固定区域以及头部固定区域画面（24）的摄像头组s(42)设置上额区域影像捕获摄像头组b（35），位于眼镜沿左右侧之间的中心点眼镜上侧边框上，当设置两个摄像头时，摄像头分别设置于眼镜左眼镜框上侧具体为上框边长四分之三等分点处、眼镜右眼镜框上侧上侧上框边长四分之一等分点处，摄像头面对人面部上额区域捕获影像。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统，其特征在于：所有摄像头设置在vr眼镜上通过两种方式连结：1、固定式连结， 2、空间旋转式式连结。
4.根据权利要求3所述的一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统，其特征在于：固定式连接方式具体是即直接固定在vr眼镜上将每个摄像头，在vr眼镜背侧（29）中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是固定不变的，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，图像整体旋转对应的角度，沿垂直水平方向旋转图像对应沿垂直水平方向旋转对应角度，摄像头捕获的图像整体（22）旋转对应角度，图像整体（22）将做相同角度水平方向与垂直方向旋转而后将图像显示。
5.根据权利要求3所述的一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统，其特征在于：空间旋转式式连结即：将摄像头通过3d旋转，既可以沿水平面旋转又可以沿垂直水平面旋转，具体方案是通过转子轴垂直连接的步进电机定子电机a电机b，电机a的定子固定于vr眼镜上，电机a转子连接到电机b定子且二者呈90度角连接，电机b的转子与摄像头固定；
在vr眼镜背侧（29）中心点处设置三轴陀螺仪即角速度传感器他的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；
角度速度传感器，实时测量被设置了角度变化传感器物体与水平方向夹角的变化；
摄像头组x、摄像头组s二者获取头部与面部图像的角度与面部之间是变化的，但是变化角度可以通过步进电机反馈，摄像头组x与摄像头组s与人的面部头部三者间位置相对固定不变，人的面部会上下旋转，上下仰望，具体方法是面部沿水平方向转动，其旋转角度被陀螺仪实时捕获，根据三轴陀螺仪反馈的头部沿水平及垂直方向角度变化相应作出调整对每个摄像头的摄像角度，然后合成图像整体，之后显示。
6.根据权利要求1所述的一种虚拟现实眼镜的图像捕获设备及图像合成系统，其特征在于：在头部设置眼镜、vr设备遮挡面部设备的同时仍能实现完全面部图像互传，
以及并对非被遮挡区域动面部器官运动时的态图像的实时捕获，结合了面部被遮挡区域合成面部动区域（25）虚拟生成的面部图案 该图案效果可以加入图案美化效果图案，构成图像整体（22）的完全面部图案；能实时见到人，相比看电影可以互动所以有趣得多，实现了在面对面的交谈方面该设备完全可以虚拟进行并完成，交友等同于面对面交友的视觉效果；图案美化效果图案包括不限于眼镜、熊猫眼，明星其他人物的局部面部图像。
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