[发明专利]一种用于智能AR设备的图像处理方法

说明书

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种用于智能AR设备的图像处理方法，该方法包括：S1：实时采集环境图像，检测目标区域并提取特征点；S2：提取每张环境图像的色调图像，基于色调获取每个连通域的匹配链，进而筛选出载体连通域；S3：构建每帧色调图像的拓扑结构，将相邻帧的拓扑结构进行匹配，组成多个拓扑边缘对，根据拓扑边缘对的方向变化获取AR设备的旋转方向；S4：获取每个载体连通域的面积变化情况，得到AR设备的前进方向；基于旋转方向和前进方向获取目标区域在当前帧图像中的候选区域，将候选区域与目标区域进行特征点匹配，完成目标跟踪；本方法能够实时跟踪目标区域，提高目标跟踪的速度和精度。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种用于智能AR设备的图像处理方法。

背景技术

AR技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。

实现AR需要对视频图像的目标进行匹配跟踪，然而由于视频图像中光线变化和视角变化产生的噪点对特征点的干扰，以及AR设备的主体是人，当人头部的动作幅度较大或动作变化过快时，会对目标跟踪造成较大影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于智能AR设备的图像处理方法，所采用的技术方案具体如下：

公开一种用于智能AR设备的图像处理方法，该方法包括以下步骤：

S1:实时采集环境图像，检测采集的环境图像的初始帧图像的AR交互区域作为目标区域，并提取目标区域的特征点；

S2:将当前帧图像之前的每张环境图像转换至包括色调的颜色空间，并提取色调图像，获取每张色调图像中的连通域，将每相邻两帧色调图像中的连通域基于色调进行匹配，每个连通域得到一个匹配链，根据匹配链的长度获取每个连通域的共现性，进而筛选出载体连通域；

S3:在每帧色调图像中，以载体连通域的中心点作为节点，构建拓扑结构，基于拓扑结构中相邻拓扑边缘之间的角度差将相邻帧的拓扑结构进行匹配，组成多个拓扑边缘对，根据每个拓扑结构的所有拓扑边缘对的方向变化获取AR设备的旋转方向；

S4:获取每个载体连通域的面积变化情况，根据每帧色调图像中的所有面积变化情况得到AR设备的前进方向；将所述旋转方向和所述前进方向组成AR设备的状态参数，根据状态参数获取所述目标区域在当前帧图像中的候选区域，将候选区域与所述目标区域进行特征点匹配，完成目标跟踪。

获取所述匹配链之前，还包括以下步骤：

构建每张色调图像中所有连通域的面积直方图，进而进行阈值分割得到面积阈值，将大于面积阈值的连通域保留，进行匹配链的获取。

步骤S2中的所述匹配链的获取过程包括：

S21:对于相邻两帧色调图像，以前面一帧色调图像中的所有连通域组成第一集合，后面一帧色调图像中的所有连通域组成第二集合，在第一集合和第二集合中分别选取一个连通域，根据对应的色调获取这两个连通域之间的边权值，基于边权值将第一集合中的连通域和第二集合中的连通域进行匹配，得到相互匹配的多个连通域对；

S22:获取每两帧相邻色调图像的连通域对，对于其中任一连通域，由所有色调图像中对应的连续相互匹配的所有连通域组成该连通域的匹配链。

步骤S21中所述得到相互匹配的多个连通域对之后还包括以下步骤：