[发明专利]基于增强现实显示的游客导览系统及方法

权利要求书

1.一种基于增强现实显示的游客导览系统，其特征在于，包括：

现场图像获取模块，用于获取现实场景图像；

自然标记识别模块，用于从所述现实场景图像中识别出自然标记，所述自然标记包括指示牌；

三维模型获取模块，用于获取与所述自然标记对应的虚拟三维静态模型和/或虚拟三维动态模型，并将所述模型放置于虚拟场景中；

增强现实显示模块，用于将所述虚拟场景与现实场景图像相融合得到增强现实的导览画面，以对指示牌指示地点进行内容介绍和/或动态路线导引；其中，

所述模型包括指示牌指示地点所包含的游览景点模型和/或游玩项目的模型，和/或从当前位置到达指示牌指示地点的路线方向指示模型；

所述增强现实显示模块包括：

显著图生成单元，用于生成所述现实场景图像的显著图S(i，j)；

语义图生成单元，用于生成所述现实场景图像的语义分割图H(i，j)；

标注设置单元，用于预先设置兴趣点位置和标注大小；

引导图像生成单元，用于依据所述显著图S(i，j)、所述语义分割图H(i，j)以及经训练得到的人工标注语义倾向参数得到能够衡量用户视野中各像素点不同重要程度的引导图像G(i，j)，所述引导图像G(i，j)的计算模型为：

(i，j)为像素点，c_ij为对应的语义权重因子；

所述增强现实显示模块还包括：

边缘图生成单元，用于生成所述现实场景图像的边缘图；

最小能量计算单元，用于将所述引导图像、所述边缘图、所述兴趣点位置和标注大小输入能量函数E(P)＝E_lb(P)+E_ln(P)，算出能量函数E(P)最小值，其中标注能量函数E_lb(P)为：

E_lb(P)＝α₁E_lb-g(P，G)+α₂E_lb-d(P，D)+α₃E_lb-int(P)，

其中，E_lb-g(P，G)为标注区域对用户视野中重要区域的遮挡能量，E_lb-d(P，D)为标注区域对用户视野中物体边缘的遮挡能量，E_lb-int(P)为标注之间的相互遮挡能量，α_m是不同能量的权重系数，m＝1，...，3，

引线能量函数E_ln(P)为：

E_ln(P)＝β₁E_ln-g(P，G)+β₂E_ln-int(P)+β₃E_ln-len(P)+β₄E_ln-ori(P)，

其中，E_ln-g(P，G)为引导线对用户视野中重要区域的遮挡能量，E_ln-int(P)为引导线间交叉的能量，E_ln-len(P)为引导线的长度能量，E_ln-ori(P)为引导线的方向能量，β_k是不同能量的权重系数，k＝1，...，4；

标注位置优化单元，用于通过梯度下降法进行权值训练来确定所述权重系数α_m和β_k，并通过贪心算法对每个标注的能量函数进行评估，将所述能量函数E(P)最小值对应的位置确定为标注显示位置。