[發(fā)明專利]圖像處理方法和圖像處理設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680013293.0
• 申請(qǐng)日: 2006-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN101164084A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遠(yuǎn)藤隆明;松井太一;野呂英生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G06T17/40
• 分類號(hào): G06T17/40
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 杜娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過將虛擬空間的圖像疊加于現(xiàn)實(shí)空間上而向觀察者呈現(xiàn)該圖像的技術(shù)。

背景技術(shù)

混合實(shí)境(MR)系統(tǒng)為用戶提供一種通過將現(xiàn)實(shí)空間的圖像與虛擬空間的圖像組合在一起而獲得的混合實(shí)境空間圖像，所述虛擬空間圖像是依照用戶的視點(diǎn)的位置、朝向等信息生成的。MR系統(tǒng)可以向觀察者呈現(xiàn)仿佛虛擬對(duì)象存在于現(xiàn)實(shí)空間一樣的情形，并且能使觀察者以實(shí)際尺寸以及高于常規(guī)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)系統(tǒng)的真實(shí)性的感覺進(jìn)行觀察。

另一方面，在設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域中，使用三維(3D)CAD的設(shè)計(jì)(形狀和設(shè)計(jì))已成為主流。在這種情況下，作為一種用于對(duì)借助3D-CAD設(shè)計(jì)的對(duì)象進(jìn)行評(píng)估的方法，目前流行使用一種在計(jì)算機(jī)屏幕上將借助3D-CAD創(chuàng)建的數(shù)據(jù)(立體格式)顯示為3D-CG并對(duì)其進(jìn)行虛擬評(píng)估的系統(tǒng)，一種通過快速原型化設(shè)備或類似設(shè)備來生成簡單原型并通過觸覺對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的方法，以及其他類似的方法。

但是，對(duì)在計(jì)算機(jī)屏幕上將3D-CAD數(shù)據(jù)顯示為3D-CG的方法來說，評(píng)估是在虛擬空間上進(jìn)行的，并且該對(duì)象是無法被評(píng)估為具有現(xiàn)實(shí)空間上的實(shí)際尺寸的感覺。此外，借助快速原型化設(shè)備或類似設(shè)備來創(chuàng)建簡單原型(簡單的實(shí)體模型)的方法或類似的方法在識(shí)別粗略形狀方面是非常有效的，但是由于加工精度、材料等限制，這種方法無法再現(xiàn)基于3D-CAD而設(shè)計(jì)的詳細(xì)信息，例如細(xì)節(jié)、顏色以及類似的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

為了在更接近成品的情況下評(píng)估設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，目前提出了如下方法。即，使用MR系統(tǒng)將通過轉(zhuǎn)換3D-CAD數(shù)據(jù)創(chuàng)建的3D數(shù)據(jù)疊加在由快速原型化設(shè)備或類似設(shè)備基于3D-CAD數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的簡單原型(簡單的實(shí)體模型)上，同時(shí)將位置和朝向相匹配。由此，視覺和觸覺評(píng)估同時(shí)實(shí)現(xiàn)，并且設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以在一種更接近成品對(duì)象的狀態(tài)下被評(píng)估。

此外，還提出了這樣一種方法，其中該方法在簡單原型上布置索引、從作為圖像數(shù)據(jù)輸入的現(xiàn)實(shí)空間的圖像信息中檢測所布置的索引，并且使用檢測到的索引的位置和朝向信息來校正現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間之間的配準(zhǔn)。

但是，常規(guī)方法只能處理作為剛體的簡單原型。更具體的說，當(dāng)簡單原型具有可移動(dòng)部分時(shí)，無法在依照可移動(dòng)部分的移動(dòng)來移動(dòng)3D-CG數(shù)據(jù)的同時(shí)將3D-CG數(shù)據(jù)疊加在簡單原型上。此外，無法使用布置在可移動(dòng)部分上的索引的位置和朝向信息來校正現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間之間配準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于在簡單原型具有可移動(dòng)部分時(shí)，將3D-CG數(shù)據(jù)疊加在簡單原型之上，同時(shí)依照所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)來移動(dòng)3D-CG數(shù)據(jù)的技術(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，例如，本發(fā)明的圖像處理方法包括以下過程。

即，一種用于生成和輸出虛擬空間的圖像的圖像處理方法，其特征在于包括：

第一獲取步驟，獲取觀察者的視點(diǎn)的位置和朝向；

第二獲取步驟，獲取具有可移動(dòng)部分的現(xiàn)實(shí)對(duì)象的位置和朝向；

用于獲取可移動(dòng)部分的移動(dòng)量的獲取步驟；

移動(dòng)步驟，根據(jù)所述移動(dòng)量來移動(dòng)代表現(xiàn)實(shí)對(duì)象的虛擬對(duì)象中的、與可移動(dòng)部分相對(duì)應(yīng)的部分；

生成步驟，根據(jù)觀察者的視點(diǎn)的位置和朝向以及現(xiàn)實(shí)對(duì)象的位置和朝向，來生成當(dāng)從所述視點(diǎn)觀察虛擬對(duì)象時(shí)看到的圖像，所述虛擬對(duì)象中的與所述可移動(dòng)部分相對(duì)應(yīng)的部分在所述移動(dòng)步驟中被移動(dòng)；以及

輸出步驟，輸出在所述生成步驟中生成的圖像。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)，例如，本發(fā)明的圖像處理設(shè)備包括以下配置。

即，一種用于生成和輸出虛擬空間的圖像的圖像處理設(shè)備，其特征在于包括：

第一獲取單元，用于獲取觀察者的視點(diǎn)的位置和朝向；

第二獲取單元，用于獲取具有可移動(dòng)部分的現(xiàn)實(shí)對(duì)象的位置和朝向；

用于獲取可移動(dòng)部分的移動(dòng)量的獲取單元；

移動(dòng)單元，用于根據(jù)所述移動(dòng)量來移動(dòng)代表現(xiàn)實(shí)對(duì)象的虛擬對(duì)象中的、與可移動(dòng)部分相對(duì)應(yīng)的部分；

生成單元，用于根據(jù)觀察者的視點(diǎn)的位置和朝向以及現(xiàn)實(shí)對(duì)象的位置和朝向，來生成當(dāng)從所述視點(diǎn)觀察虛擬對(duì)象時(shí)看到的圖像，所述虛擬對(duì)象中的與所述可移動(dòng)部分相對(duì)應(yīng)的部分被所述移動(dòng)單元移動(dòng)；以及

輸出單元，用于輸出由所述生成單元生成的圖像。

通過以下結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中，在整個(gè)附圖中相同的參考字符表示相同或相似的部分。

附圖說明

被引入并構(gòu)成說明書一部分的附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。