[实用新型]应用于增强现实系统的辅助图像处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种计算机处理系统，具体地说是一种应用于增强现实系统的辅助图像处理装置。

背景技术

把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（如视觉信息、声音、味道、触觉等）通过模拟仿真后，再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，这种技术叫做“增强现实技术”，简称AR技术。“增强现实技术”中的“增强”二字，意指借助外界手段，通常是由计算机生成的图形、文本、声音等非真实世界存在的虚拟辅助信息；“增强现实技术”中的“现实”二字，是指真实世界中实际存在的事物或场景。由此可见，“增强现实技术”是借助综合技术将计算机生成的虚拟物体或其他信息与用户所看到的真实世界相融合的一种技术，而虚拟物体或其他信息的生成内容与显示位置往往伴随着计算机视觉信息的处理。

实现“增强现实技术”的系统叫做“增强现实系统”。目前，增强现实系统多采用计算机对相机视频进行采集和存储，通过软件算法进行图像内容的识别与目标跟踪，同时完成虚拟对象与真实目标在空间坐标系内的对齐。这种基于软件的图像处理方法，从存储器中读取像素值再进行处理，并将处理结果存入存储器中。由于进行图像处理的每个操作步骤都会执行这一“读取——存入”的过程，因此，计算机的处理器与存储器间的运行速度将会大大限制软件算法的速度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种应用于增强现实系统的辅助图像处理装置，以解决现有增强现实系统因计算机运行速度受限所导致的实时性不高的问题。

本实用新型是这样实现的：一种应用于增强现实系统的辅助图像处理装置，包括视频解码器、现场可编程门阵列、视频编码器和通用串行总线接口；所述视频解码器的输入端用于连接相机并采集原始视频信号，所述视频解码器的输出端连接所述现场可编程门阵列的输入端，所述现场可编程门阵列的一个输出端接所述视频编码器，另一个输出端连接所述通用串行总线接口，所述视频编码器的输出端用于连接计算机的图像采集设备并输出原始视频信号，所述通用串行总线接口用于连接计算机，同步输出原始视频信号的全局颜色直方图信息、局部颜色直方图信息和积分图像信息；

所述现场可编程门阵列内部含有视频解码器控制器、视频行缓冲器、视频编码器控制器、全局颜色直方图统计模块、局部颜色直方图统计模块、积分图像计算模块、通用串行总线控制器和重配置控制器等部分，可分别组成全局直方图统计功能模块、局部直方图统计功能模块和积分图像计算功能模块。

所述全局直方图统计功能模块是由所述视频解码控制器的输出端接所述视频行缓冲器的输入端，所述视频行缓冲器的输出，一路接所述视频编码控制器的输入端，另一路接所述全局直方图统计模块的输入端；所述视频编码控制器的输出端外接所述视频编码器，所述全局直方图统计模块的输出端经所述通用串行总线控制器外接所述通用串行总线接口，用于输出全局直方图信息。

所述局部直方图统计功能模块是由所述视频解码控制器的输出端接所述视频行缓冲器的输入端，所述视频行缓冲器的输出，一路接所述视频编码控制器的输入端，另一路接所述局部直方图统计模块的输入端；所述视频编码控制器的输出端外接所述视频编码器，所述局部直方图统计模块的输出端经所述通用串行总线控制器外接所述通用串行总线接口，用于输出局部直方图信息。

所述积分图像计算功能模块是由所述视频解码控制器的输出，一路接所述视频编码控制器的输入端，另一路接所述积分图像计算模块的输入端；所述积分图像计算模块的输出，一路接所述视频行缓冲器的输入端，另一路经所述通用串行总线控制器外接所述通用串行总线接口，以输出积分图像信息；所述视频行缓冲器的输出端接至所述积分图像计算模块的输出端，所述视频编码控制器的输出端外接所述视频编码器。

在增强现实系统的图像处理过程中，需要进行颜色直方图和积分直方图等信息的统计和计算，并且在每帧图像采集完成之后，都要由计算机进行颜色直方图和积分直方图的信息处理。颜色直方图信息是图像滤波、识别和跟踪中常用的统计特征信息。颜色直方图包括全局颜色直方图和局部颜色直方图。全局直方图常用来对图像进行分割处理，局部直方图是用以解决在目标形变、旋转和部分遮挡情况下的鲁棒性识别跟踪问题。积分图像通过对像素值的累加来加速视频目标Harr特征和类Harr特征的提取。