[發明專利]擴增實境的頭戴式電子裝置及產生擴增實境的方法

無效

• 申請號: 201410257945.1
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104243962A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 葉修齊
• 申請（專利權）人: 亞琛科技股份有限公司
• 主分類號: H04N13/04
• 分類號: H04N13/04;G06F3/01
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術領域

本發明涉及一種擴增實境的頭戴式電子裝置及產生擴增實境方法。

背景技術

視覺是人類取得外界信息最簡單又最直接的方式。在科技還不夠進步的過去，人類只能看到真實環境中實際存在的物體，從中所得到的信息有限，難以滿足人類無窮的好奇心與求知欲。

擴增實境(Augmented?reality)是一種用于將虛擬化影像或畫面，與用戶觀察到的真實環境結合的技術。擴增實境能提供更實時及更多樣性的信息，尤其是非肉眼可直接看到的信息，大大提升使用上的便利性，以及讓使用者開始能與環境產生實時互動。

奠基于顯示與傳輸技術的突破，今日已有廠商推出擴增實境的產品，例如圖7所示的電子眼鏡70。電子眼鏡70具有透明顯示投影顯示鏡片71、攝影模塊72、感應模塊73、無線傳輸模塊74以及處理模塊75。藉由無線傳輸模塊74接收定位數據，攝影模塊72擷取周圍環境畫面而辨識模塊76辨識其中的對象，感應模塊73感應環境的溫度及亮度數據，以及處理模塊75提供時間數據。如圖8所示，上述數據綜合后可被顯示于投影透明顯示鏡片71上，用戶通過電子眼鏡70，不僅可以看到真實環境中的對象80，更可以同時看到所需的數字信息，擴大了實境的內容。

然而，在這樣的應用中，距離真正的互動尚有一段距離，例如電子眼鏡70所顯示的虛擬內容，與真實環境中的對象只能有位置上的配合，如圖8中僅顯示「A大樓」的字樣于A大樓旁，并無法利用真實環境中對象間的遠近距離關系以有景深的方式呈現虛擬圖像。另外，電子眼鏡1提供的擴增實境內容，也無法隨著使用者的肢體動作而有所反應，讓虛擬產生的影像畫面缺乏真實性。

所以，如何提供一種擴增實境裝置及方法，其可以利用真實環境中的景深信息，以及用戶的動作信息，從而讓擴增實境的內容能與實際觀察到的環境及使用者動作產生更好的互動，已經成為本領域重要的課題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種擴增實境的頭戴式電子裝置及產生擴增實境方法，其可以利用真實環境中的景深信息，以及用戶的動作信息，從而讓擴增實境的內容能與實際觀察到的環境及使用者動作產生更好的互動。

為達到上述發明目的，本發明的產生擴增實境的方法，其實施于一頭戴式電子裝置，該頭戴式電子裝置包括一影像擷取模塊、一體特征辨識模塊、至少一透光顯示模塊以及一處理模塊，該擴增實境的方法包括有以下步驟：

以該影像擷取模塊擷取第一人稱視角的真實環境串流視頻信號，且該些串流視頻信號具有至少一對象以及一身體部位；

以該處理模塊依據該串流視頻信號計算該對象以及該身體部位的該些串流景深數據；

以該體特征辨識模塊追蹤該身體部位，并輸出一動作數據；

以該處理模塊依據該對象及該身體部位的該些串流景深數據以及該動作數據，分別顯示至少一虛擬串流視頻信號于該至少一透光顯示模塊。

所述的處理模塊是利用光流法，以計算出該對象以及該身體部位的該些串流景深數據。

所述的頭戴式電子裝置包括二該影像擷取模塊，其分別擷取第一人稱視角的真實環境串流視頻信號，且該些串流視頻信號中分別具有該對象以及該身體部位，該處理模塊是利用立體匹配法，取得立體視差值，以計算出該對象以及該身體部位的該些串流景深數據。

所述的該頭戴式電子裝置包括一動作傳感器模塊，其感測用戶頭部的方向、位置或動作以輸出一頭部參考數據，且該處理模塊依據該頭部參考數據分別輸出另至少一虛擬串流視頻信號于該至少一透光顯示模塊。

所述的該頭戴式電子裝置包括一動作傳感器模塊，其感測用戶頭部的方向、位置或動作以輸出一頭部參考數據，且該處理模塊依據該頭部參考數據分別調整該至少一虛擬串流視頻信號于該至少一透光顯示模塊的顯示位置。

所述的體特征辨識模塊追蹤該身體部位是依據該身體部位的輪廓、形狀、顏色或距離以過濾出該身體部位，再對部分該身體部位的該些串流景深信息轉換成一三維點云(Point?Cloud)，接著可利用算法以內建或接收的三維模型對應到該三維點云，并比較一時間內該身體部位的位置而達成。

所述的產生擴增實境的方法更包括以下步驟：

以該處理模塊依據一三維環境地圖數據，分別顯示一三維環境地圖串流數據于該至少一透光顯示模塊。

所述的三維環境地圖數據是通過該頭戴式電子裝置的一無線傳輸模塊接收所得，或由該處理模塊依據該真實環境的串流景深數據及多個環境彩度數據計算所得。

所述的頭戴式電子裝置包括二該透光顯示模塊，其分別顯示供左右眼觀看的該虛擬串流視頻信號。