[發明專利]用于高分辨率紋理提取的投影圖樣

有效

• 申請號: 201080066827.2
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102893124A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 克魯格里克·埃澤齊埃爾
• 申請（專利權）人: 英派爾科技開發有限公司
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 潘劍穎

背景技術

除非本文中另行指出，否則在本部分中描述的材料不是本申請中權利要求的現有技術，并且不由于包括在本部分中而被承認為現有技術。

從視覺檢查到自主導航的各種應用識別圖像中的對象，并計算其在三維場景中的姿勢。很多這種應用采用了預先存儲的對象模型，以用于精確檢測。當要在沒有先前信息的情況下檢測對象時，任務變得更加復雜。具有紋理表面的對象致使對象識別任務甚至更加復雜。

增強現實(AR，Augmented?Reality)指代物理(真實)世界環境的視圖，其要素被虛擬的、通常由計算機產生的影像所增強，由此創建混合的真實。增強通常可以是實時的，并且在具有環境要素的上下文(例如，體育事件、訓練練習、游戲等)中。AR技術通過添加對象識別和圖像產生使得與人的周圍真實世界有關的信息變得可交互，并且可數字形式地使用。可以存儲與環境和對象有關的人工信息，并且可以檢索該信息作為與真實世界視圖層分離的信息層。

可以將紋理提取用于AR，以允許對真實世界對象的更逼真的融合或識別。對于紋理提取，有時使用投影圖樣來確定對象的三維形狀。這些圖樣通常被稱為“結構光”，并且可以有助于提取對象的特征(例如，臉、鑄件(casting)等)的三維形狀。在紋理處理之前，常規的系統通常關閉或者以其他方式去除任何投影圖像，有時移除(或者消除)完整的三維柵格。然后，就像在沒有投影圖樣的情況下一樣，通過對目標的圖像中的像素進行空間/頻率分析來計算紋理。

本公開意識到，AR系統中的紋理提取有眾多的限制。例如，在檢測設備(例如，攝像機)的分辨率能力以下的紋理不可以使用常規技術來提取。

發明內容

本公開描述了能夠進行高分辨率紋理提取的增強現實(AR)場景捕捉系統。根據一些示例，該系統可以包括：投影儀，用于將一個或多個細線圖樣投影到要捕捉的三維目標上；攝像機，用于捕捉具有投影圖樣的對象的圖像；以及處理器。處理器可以確定目標的紋理部分，記錄目標的紋理部分上的局部莫爾圖樣間隔，并調整投影圖樣的一個或多個屬性，以使得投影圖樣與目標的紋理部分大致匹配。

本公開還提供了用于增強現實(AR)場景捕捉系統中的高分辨率紋理提取的方法。根據一些示例，該方法可以包括：確定要捕捉的三維目標的紋理部分，提取目標的紋理部分的三維形狀，以及將兩個細線圖樣投影到目標的紋理部分上。根據其他示例，該方法還可以包括：記錄目標的紋理部分上的局部莫爾圖樣圖像，在所記錄的圖像中選擇間隔是清晰的兩個或更多莫爾圖樣，以及確定圖樣角度和空間頻率。

本公開還描述了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有用于增強現實“AR”場景捕捉系統中的高分辨率紋理提取的指令。根據一些示例，方法可以包括：確定要捕捉的三維目標的紋理部分，提取目標的紋理部分的三維形狀，將兩個細線圖樣投影到目標的紋理部分上，記錄目標的紋理部分上的局部莫爾圖樣圖像，以及在所記錄的圖像中選擇間隔是清晰的兩個或更多莫爾圖樣。根據其他示例，該方法還可以包括：確定圖樣角度和空間頻率，使所投影的兩個細線圖樣彼此相對旋轉，以及迭代產生在更精細的細節上與目標的紋理部分的紋理相匹配的新投影圖像，并在每次迭代確定新圖樣角度和空間頻率，直到獲得預定義的圖樣知識。

以上發明內容僅僅是說明性的，而絕不是限制性的。除了上述示例性的各方案、各實施例和各特征之外，參照附圖和以下詳細說明，將清楚其他方案、其他實施例和其他特征。

附圖說明

根據以下說明和所附權利要求，結合附圖，本公開的前述和其他特征將更加清楚。在認識到這些附圖僅僅示出了根據本公開的一些示例且因此不應被認為是限制本公開范圍的前提下，通過使用附圖以額外的特征和細節來詳細描述本公開，附圖中：

圖1示意了示例增強現實(AR)系統，其中，可以將投影圖樣用于高分辨率紋理提取；

圖2示意了用于高分辨率紋理提取的示例圖樣投影和捕捉系統；

圖3示意了用于高分辨率紋理提取的另一示例圖樣投影和捕捉系統；

圖4示意了如何采用某個角度的類似的線的兩個集合并旋轉線集合來辨別低于攝像機分辨率的圖樣；

圖5示意了對于高分辨率紋理提取的幾何方案，該幾何方案采用由平行并等距的線組成的兩個重疊的圖樣；

圖6示意了通用計算設備，該通用計算設備可以用于采用投影圖樣來提取高分辨率紋理信息；

圖7示意了處理器，可以使用該處理器提取采用投影圖樣的高分辨率紋理信息；