[發明專利]跟蹤三維物體

有效

• 申請號: 201280055792.1
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103946890A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 丹尼爾·瓦格納;邁克爾·蓋爾沃茨
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

相關申請案的交叉參考

本申請案主張2012年4月18日申請且標題為“跟蹤三維物體(Tracking?Three-Dimensional?Objects)”的第13/450,241號美國申請案的權益，所述美國申請案又主張2011年11月29日申請且標題為“跟蹤三維物體(Tracking?Three-Dimensional?Objects)”的第61/564,722號美國臨時申請案的權益。前述美國申請案的全文特此以引用的方式并入。

技術領域

本發明涉及處理數字圖像數據的領域。特定來說，本發明涉及跟蹤三維物體。

背景技術

基于常規模型的物體跟蹤限于假定精確地知道關于物體的幾何性質的方法。此限制常常將基于模型的跟蹤限于平面物體，其中物體的幾何性質是平凡的。此限制提出了在跟蹤自然三維(3D)物體中的挑戰，所述自然3D物體通常比簡單物體(例如，海報及產品包裝)更復雜。在許多狀況下，虛擬模型并不存在，且用于此些自然3D物體的典型常規模型獲取過程可能過于復雜。舉例來說，一個常規方法為使用三維掃描儀來掃描自然物體。然而，此方法可為乏味的、成本密集型的，且可在3D模型化中需要特殊的技能。結果，常規方法可太昂貴且太復雜以致不能部署到大眾市場。

因此，需要可處理常規解決方案的以上問題的跟蹤3D物體的設備及方法。

發明內容

本發明涉及跟蹤三維物體。根據本發明的實施例，跟蹤三維(3D)物體的方法包含：使用跟蹤背景構建數據庫以存儲所述3D物體的二維(2D)圖像的集合，其中所述跟蹤背景包含至少一個己知圖案；接收跟蹤圖像；根據所述跟蹤圖像的特征點確定所述跟蹤圖像是否匹配所述數據庫中的至少一個圖像；及響應于所述跟蹤圖像匹配所述數據庫中的至少一個圖像而提供關于所述跟蹤圖像的信息。

構建數據庫的方法還包含：借助所述跟蹤背景捕獲所述3D物體的2D圖像的所述集合，其中2D圖像的所述集合包含所述3D物體的多個視角；從每一2D圖像提取特征點的集合，其中特征點的所述集合包含所述3D物體的特征點的第一子集及所述跟蹤背景的特征點的第二子集；及將特征點的所述第一子集存儲于所述數據庫中。構建數據庫的方法進一步包含：記錄2D圖像的所述集合相對于由背景目標的圖案定義的常見坐標系的對應姿態信息；及將特征點的所述集合存儲于所述數據庫中。

確定所述跟蹤圖像是否匹配所述數據庫中的至少一個圖像的方法包含：從所述跟蹤圖像提取特征點；及將所述跟蹤圖像的所述特征點與所述數據庫中的2D圖像的所述集合的對應特征點相比較。將所述跟蹤圖像的所述特征點與所述數據庫中的2D圖像的所述集合的對應特征點相比較的方法包含：執行就所述跟蹤圖像與所述數據庫中的2D圖像的所述集合之間的匹配特征點的數目的累計表決；及根據就匹配特征點的數目的所述累計表決從2D圖像的所述集合中識別至少一個代表性圖像。將所述跟蹤圖像的所述特征點與所述數據庫中的2D圖像的所述集合的對應特征點相比較的方法進一步包含從具有最高的匹配特征點數目的所述至少一個代表性圖像估計所述跟蹤圖像的代表性姿態。將所述跟蹤圖像的所述特征點與所述數據庫中的2D圖像的所述集合的對應特征點相比較的方法進一步包含：通過合并來自所述代表性圖像中的兩者或兩者以上的特征點創建經合并特征點的集合；及根據經合并特征點的所述集合估計所述跟蹤圖像的代表性姿態。

提供關于所述跟蹤圖像的信息的方法包含以下各者中的至少一者：提供所接收的所述跟蹤圖像的姿態信息；根據所述跟蹤圖像的所述姿態信息提供用以支持移動裝置上的動畫應用程序的信息；及根據所述跟蹤圖像的所述姿態信息提供用以支持所述移動裝置上的擴增實境應用程序的信息。

在另一實施例中，用于跟蹤三維物體的計算機程序產品包括存儲用于由一或多個計算機系統執行的計算機程序的非暫時性媒體。所述計算機程序產品進一步包括：用于使用跟蹤背景構建數據庫以存儲3D物體的二維(2D)圖像的集合的代碼，其中所述跟蹤背景包含至少一個己知圖案；用于接收跟蹤圖像的代碼；用于根據所述跟蹤圖像的特征點確定所述跟蹤圖像是否匹配所述數據庫中的至少一個圖像的代碼；及用于響應于所述跟蹤圖像匹配所述數據庫中的至少一個圖像而提供關于所述跟蹤圖像的信息的代碼。