[發明專利]一種視頻游戲接口方法

有效

• 申請號: 200810057182.0
• 申請日: 2008-01-30
• 公開（公告）號: CN101499176A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 王陽生;時嶺
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所;北京盛開交互娛樂科技有限公司
• 主分類號: G06T15/20
• 分類號: G06T15/20;G06T15/00;G06T7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明屬模式識別技術和數字互動娛樂領域，涉及一種利用視頻交互技術完成人機交互娛樂的過程。

背景技術

人機交互是游戲軟件的重要組成部分，其作用隨著計算機軟硬件的發展的用戶需求的提高而日漸明顯。游戲玩家長期以來都在使用傳統的交互方式，如：鼠標，鍵盤，游戲桿及其他專用游戲設備等。

而游戲本身的目的是讓玩家活得更多的娛樂和新鮮感，傳統的方式的特點是以手接觸為主，用“可觸摸”的方式完成人機交互的過程，玩家對之都已經十分熟悉，已越來越難以適應玩家復雜多樣的需求。因此，更加自然和智能的交互方法，比如聲音、視覺、運動和觸覺等等，已經被很多人注意到，市場上也逐漸的出現了基于視頻和音頻的游戲，受到了廣泛的歡迎。

在數字互動娛樂領域，視頻交互技術是近年來游戲中人機交互的研究熱點，而且攝像頭已經成為個人電腦的通用配備，目前基于視頻的交互方式有：運動檢測，人臉檢測和表情識別，手勢檢測等等，但這些方式容易受到光線等變化等干擾，仍然不穩定。

發明內容

本發明的目的是得到游戲玩家手持的玩家飛機上三個標記點的三維坐標的系統。用攝像頭采集帶有三個發光二極管的玩具飛機的二維平面圖像，識別出玩具飛機三個發光的空間三維位置。本發明易于實現和操作，使得游戲玩家有一種更新的交互方式，有別于傳統的鼠標和鍵盤的交互方式，使得玩家獲得更多的沉浸感，在實物和游戲中虛擬物體的結合中獲得更多的樂趣。

為實現上述目的，本發明提供視頻游戲接口方法和系統的步驟包括：

步驟1：從視頻圖像中采集包含玩具飛機圖像的樣本；

步驟2：對視頻圖像中個像素信息進行閾值分割，得到下一步要進行聚類的點集；

步驟3：用基于密度的聚類方式(DBSCAN)對點集進行聚類，得到三個點在視屏中所形成的三個點的集合，并以重心的方式計算點的二維坐標；

步驟4：利用三點透視圖的方法，結合攝像頭的內部參數和飛機模型的外部參數，得到玩具飛機上三個點的三維坐標；

步驟5：用OpenGL建立模型進行演示。

進一步，所述從視頻圖像中采集包含玩具飛機圖像的樣本的步驟包括：

步驟11：從魚眼攝像頭中得到每一幀的320×240像素的圖像；

步驟12：將得到的每一個像素用3個元素來表示，即R，G，B三色模型，每個模型的范圍都是0-255，分別在C++里用一個unsigned?char類型的變量表示；

步驟13：得到的每一幀圖像總共能夠存儲320×240×3個變量，每個像素點由三個分量R、G、B來表示；

步驟14：將得到的每一幀的圖像進行預處理，將對灰度偏離目標設定值的情況的區域進行剔除。

進一步，所述對視頻圖像中個像素信息進行閾值分割，得到下一步要進行聚類的點集的步驟包括：

步驟21：將預處理的圖像進行第二步的預處理，取出那些孤立的噪聲點和連續分布的且與標記點顏色信息差別小于設定值的點；

步驟22：根據光線強度的不同選擇不同的閾值分割模型；

步驟23：從不同的閾值分割模型中得到數目不同的目標點。

進一步，所述用基于密度的聚類方式(DBSCAN)對點集進行聚類，得到三個點在視屏中所形成的三個點的集合，并以重心的方式計算點的二維坐標的步驟包括：

步驟31：根據前一步驟得到的點的數目改變模型的參數值，重新采集點，保證點的數目在設定的范圍之內；

步驟32：將31步驟中得到的點數化為平面視頻圖像中的坐標值；

步驟33：對基于密度的聚類方式(DBSCAN)聚類進行初始化；

步驟34：將33步驟中二維的點的坐標依次讀入，作為基于密度的聚類方式(DBSCAN)聚類的輸入和初始點；

步驟35：對讀入的點進行預處理；

步驟36：將點和點之間建立相互連接的關系；

步驟37：建立聚類的核心點，根據參數調整；

步驟38：確定聚類；

步驟39：根據聚類得到第三組點進行集合，得到重心坐標。

進一步，所述利用三點透視圖的方法，結合攝像頭的內部參數和飛機模型的外部參數，得到玩具飛機上三個點的三維坐標的步驟包括：

步驟41：從39步驟中得到三個聚類的重心坐標；

步驟42：確定三個坐標系，包括圖像坐標系、攝像機坐標系和世界坐標系；

步驟43：利用工具ARToolKit對攝像機進行標定，得到攝像機內部參數如焦距、光心等信息；

步驟44：建立像素與毫米長度的轉化關系；