CN113923501B - 基于vr虚拟现实的led屏全景显示方法及系统 - Google Patents

基于vr虚拟现实的led屏全景显示方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。本发明通过寻找到移动中心点，并对其进行自适应适合度值进行相乘，大大增强了全景显示的使用者体验，且在准确率方面大大增强，增强用户体验，增强了传输效率，从而改善用户体验。

Description

基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术领域，具体地涉及一种基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法及系统。
背景技术
目前，随着电子技术的快速发展，VR虚拟现实的LED屏全景显示大大提高了视觉体验，并加上相应图像和视频等虚拟信息达到与现实世界进行融合的场景效果，是近年来计算机视觉与人机交互领域备受关注的热点。
现有技术中，虽然存在基于VR技术实现LED屏全景显示的方法，但是其全景显示时的变动不灵活，反应有时并不是人所想要的方向或速度；实现虚拟信息与现实信息的高度融合匹配是实现增强现实的关键。而现有技术中鲜有对VR和LED进行显示匹配的技术，如何能够让VR更加智能化，人性化，提高其运行效率，增强用户舒适度成为新的研究课题，但是现有VR技术信息匹配准确性以及效率较低；因此，一种能够增加VR智能化程度的增强显示匹配技术成为了改进VR效果的迫切需求，从而改善用户的体验。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法及系统，本发明的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法及系统显著提升了LED显示全景图像时数据准确度以及传输效率，在准确率方面大大增强，增强用户体验。
本发明的技术方案是这样实现的：
基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据，LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure GDA0003593421650000021
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与所述暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1～n之间的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
优选地，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
优选地，所述调整LED屏显示画面的动态变动幅度，包括根据数据库中的影像信息以不同点为中心采集时的GPS信息、全景图像信息之间变动。
优选地，还包括视频帧数据归一化处理模块，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
优选地，所述计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据，LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure GDA0003593421650000031
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与所述暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1～n之间的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
优选地，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
优选地，所述调整LED屏显示画面的动态变动幅度，包括根据数据库中的影像信息以不同点为中心采集时的GPS信息、全景图像信息之间变动。
优选地，还包括视频帧数据归一化处理模块，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
优选地，所述计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
解决了传统技术中LED全景显示单一的问题，本申请的显示方法能够实现对LED全景显示与人的意愿进行良好的结合；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度，解决了现有技术中数据移动单一以及准确率低的缺点；通过LED屏前移动中心点为LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的一种或多种，计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度，通过寻找到移动中心点，并对其进行自适应适合度值进行相乘，大大增强了全景显示的使用者体验，且在准确率方面大大增强，增强用户体验。
附图说明
图1是本发明一种基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法流程图；
具体实施方式
本领域技术人员理解，如背景技术所言，传统的全景显示时的变动不灵活，反应有时并不是人所想要的方向或速度。如何能够让LED全景显示更加智能化，人性化，提高其运行效率及准确度，增强用户可读性成为新的研究课题。为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
实施例1：
图1示出了本申请的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法流程图，包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据，LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure GDA0003593421650000051
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与所述暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1-n的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
在一些实施例中，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
在一些实施例中，所述调整LED屏显示画面的动态变动幅度，包括根据数据库中的影像信息以不同点为中心采集时的GPS信息、全景图像信息之间变动。
在一些实施例中，还包括视频帧数据归一化处理模块，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
在一些实施例中，所述计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
实施例2：
包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据，LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure GDA0003593421650000061
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与所述暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1～n之间的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
进一步地，寻找移动中心点包括如下步骤：
据帧间距离矩阵S，确定时间段内变化区域图形，周围数据矩阵每次计算帧间距离时变化的点为支点，而距离支点最远的帧数据变化点为移动中心点，进一步的通过设定时间段内的变化幅度的临时移动中心点。
在一些实施例中，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
在一些实施例中，所述调整LED屏显示画面的动态变动幅度，包括根据数据库中的影像信息以不同点为中心采集时的GPS信息、全景图像信息之间变动。
在一些实施例中，还包括视频帧数据归一化处理模块，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
在一些实施例中，所述计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
本发明的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，解决了传统技术中LED全景显示单一，本申请的显示方法能够实现对LED全景显示与人的意愿进行良好的结合；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度，解决了现有技术中数据移动单一，准确率低的缺点；通过LED屏前移动中心点为LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的一种或多种，计算k类LED屏前移动中心点的邻近距离乘以自定义适合度值之和，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度，通过寻找到移动中心点，并对其进行自适应适合度值进行相乘，大大增强了全景显示的使用者体验，且在准确率方面大大增强，增强用户体验。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品，因此本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，其特征在于，包括步骤：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；根据帧间距离矩阵S数据，LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure FDA0003593421640000011
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1～n之间的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
2.根据权利要求1所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，其特征在于，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
3.根据权利要求1所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，其特征在于，还包括视频帧数据归一化处理，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
4.根据权利要求1所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示方法，其特征在于，所述w为自适应适合度值，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
5.基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，其特征在于，包括视频帧采集模块：获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据；距离矩阵计算模块：实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S；LED显示变化模块：根据帧间距离矩阵S数据LED屏动态显示数据库中的影像信息；数据库中的影像信息包括多点采集时的GPS信息、全景图像信息；LED显示关联模块：进一步的通过计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度；
帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J是通过确定LED屏前移动中心点的邻近距离而得到，具体步骤如下：设置帧间距离矩阵S，S(i,j)表示获取的LED屏前视频帧数据点Qi与Qj之间的邻近距离，邻近距离表示为S(i,j)＝-||Qi-Qj||2，则帧间距离矩阵S为a×a的矩阵；Qi与Qj表示LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势中的两个，设定最大迭代次数为tmax，中心点可为多个；
计算帧间距离矩阵S的变化幅度权重值J：
Figure FDA0003593421640000021
Ak、Bk分别代表起始帧移动中心点特征向量集A与暂停帧移动中心点特征向量集B的分量，k为1～n之间的整数，ρ为屏前移动中心点关联系数，dAB(i,j)为起始帧和暂停帧的移动中心点灰度像素变化距离值；w为自适应适合度值，根据移动中心点的类型确定其值大小，进而调整LED屏显示画面的动态变动幅度。
6.根据权利要求5所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，其特征在于，实时计算相邻视频帧图像数据的帧间距离矩阵S之前还包括预处理包括对帧图像信息的滤波去噪、特征提取；以及对图像像素、语音信息、方位信息的确定。
7.根据权利要求5所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，其特征在于，还包括视频帧数据归一化处理模块，用于对获取LED屏前的人的眼睛、姿态、步态、手势视频帧数据进行归一化处理。
8.根据权利要求5所述的基于VR虚拟现实的LED屏全景显示系统，其特征在于，所述w为自适应适合度值，其中眼睛作为LED屏前移动中心点时自定义适合度值最大，并根据与LED屏间的距离确定。
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Address after: Room 401, Unit 2, Building 1, Lechuanghui Building, No. 1211 Guihua Community Sightseeing Road, Guanlan Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518110

Patentee after: SHENZHEN ZHONGBO PHOTOELECTRIC CO.,LTD.

Country or region after: China

Address before: 518109 Room 302, building 5, Fulong Industrial Zone, Huaxing Road, Langkou community, Dalang street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: SHENZHEN ZHONGBO PHOTOELECTRIC CO.,LTD.

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