專利名稱：產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及虛擬技術(shù)，尤其設(shè)計(jì)一種產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法。
背景技術(shù)：
虛擬技術(shù)可以模擬現(xiàn)實(shí)生活中的各種場(chǎng)景，使人們可以在虛擬的環(huán)境中體會(huì)到各種樂(lè)趣。在人的身邊產(chǎn)生一些小動(dòng)物的影像，并跟隨人活動(dòng)，人前進(jìn)，動(dòng)物也前進(jìn)，人后退，動(dòng)物也后退，人走快，動(dòng)物也走快，人走慢，動(dòng)物也走慢，形影不離。能給人帶來(lái)很大的樂(lè)趣。
要實(shí)現(xiàn)上述目的，通常需要一個(gè)包括以下設(shè)備的硬件系統(tǒng)一圖像采集設(shè)備、一投影設(shè)備、一圖像處理設(shè)備和一投影屏幕。
圖1是一種現(xiàn)在使用的上述硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，包括圖像采集設(shè)備11，此處為一紅外檢測(cè)設(shè)備，用來(lái)檢測(cè)人的情況；圖像處理系統(tǒng)12，此處為一計(jì)算機(jī)，與紅外檢測(cè)設(shè)備相連，處理紅外檢測(cè)設(shè)備傳送的信息，按照上述信息生成圖像并確定圖像的投影位置；投影儀13，與圖像處理系統(tǒng)相連，投影圖像；投影屏幕此圖中沒(méi)有畫(huà)出。
采用該種硬件系統(tǒng)，圖像采集設(shè)備11為紅外線發(fā)射接受裝置，紅外線發(fā)射和接受裝置構(gòu)成一個(gè)立方體的區(qū)域，當(dāng)游客在這個(gè)立方體區(qū)域中走動(dòng)時(shí)，可以被檢測(cè)到所處的位置，而且可以大致知道游客的身高。因此使用該方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的跟蹤。優(yōu)點(diǎn)是可以快速有效的獲取跟蹤信息，而且可以通過(guò)增加紅外線來(lái)增加精確度。但也有一些明顯的缺點(diǎn)，首先是安裝紅外線裝置不方便，而且調(diào)試很不容易；其次紅外線裝置容易損壞，由于紅外線裝置較為昂貴，使成本較高；另外，使用紅外線設(shè)備，其軟件控制也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，采用攝像頭作為圖像采集設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，應(yīng)用在包括一圖像采集設(shè)備、一投影設(shè)備、一圖像處理設(shè)備和一投影屏幕的硬件系統(tǒng)上，所述圖像采集系統(tǒng)正對(duì)所述投影屏幕，其特征在于，包括以下步驟a.開(kāi)始該方法，開(kāi)啟所述圖像采集設(shè)備，所述圖像處理設(shè)備同時(shí)進(jìn)行初始化；b.所述圖像采集設(shè)備開(kāi)始采集所述投影屏幕正前方的圖像，并輸入到所述圖像處理設(shè)備；c.所述圖像處理設(shè)備判斷所述圖像采集設(shè)備采集到的圖像中是否有人的影像存在，如果沒(méi)有人的影像存在，則回到步驟b繼續(xù)采集下一幀圖像；如果有人的圖像存在，則進(jìn)入步驟d；d.判斷人的影像的高度，確定動(dòng)物的影像的投影位置；e.根據(jù)所述步驟a中接收到的動(dòng)物的種類，由所述圖像處理設(shè)備產(chǎn)生所述動(dòng)物的影像；f.所述投影設(shè)備在所述投影屏幕上投影所述動(dòng)物的影像，其投影位置由所述步驟d決定；g.回到步驟b采集下一幀圖像，如果連續(xù)采集到?jīng)]有人影存在的圖像達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則停止采集圖像，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。
所述產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法中，所述圖像采集設(shè)備為一攝像頭，所述投影設(shè)備為一投影儀，所述圖像處理設(shè)備為一包括圖像卡計(jì)算機(jī)，所述投影屏幕為一投影墻。
所述產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法中，所述圖像采集設(shè)備是使用VFW進(jìn)行圖像采集的設(shè)備，所述步驟b使用VFW進(jìn)行圖像采集。
所述產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法中，所述圖像處理設(shè)備實(shí)施使用Flash來(lái)產(chǎn)生圖像的設(shè)備，所述步驟e使用Flash來(lái)產(chǎn)生圖像。
所述產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法中，所述步驟c，所述圖像處理設(shè)備判斷所述圖像采集設(shè)備采集到的圖像中是否有人的影像存在，采用以下方法所述投影墻為白色，首先將所述步驟b中采集到的圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，對(duì)所述二值圖像進(jìn)行去噪聲處理后判斷二值圖像中是否有非白色的圖像存在，如果有非白色的圖像存在，則判斷所述圖像中有人的影像，反之，則判斷所述圖像中沒(méi)有人的影像。
所述步驟d，判斷人的影像的高度，確定動(dòng)物的影像的投影位置，首先確定人的影像的重心位置，所述動(dòng)物影像的投影位置在所述人的影像的重心位置的一側(cè)。
所述動(dòng)物影像為狗的影像，并可在所述步驟a中由所述圖像處理設(shè)備接收選擇狗的類型的指令。
采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以采用攝像頭作為圖像采集設(shè)備來(lái)取代紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，改變了現(xiàn)有硬件系統(tǒng)價(jià)格較高，調(diào)試復(fù)雜的缺點(diǎn)。使用本發(fā)明的方法的單攝像頭系統(tǒng)的安裝方便，調(diào)試容易，成本低。


圖1是使用紅外線檢測(cè)設(shè)備的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是使用攝像頭的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是使用本發(fā)明的技術(shù)方案的硬件系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4是本發(fā)明的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖2是采用攝像頭作為圖像采集設(shè)備的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，包括圖像采集設(shè)備21，為一個(gè)攝像頭，用來(lái)采集圖像并確定人的位置；圖像處理系統(tǒng)22，此處為一計(jì)算機(jī)，與攝像頭相連，處理兩個(gè)攝像頭采集的圖像，按照上述信息生成圖像并確定圖像的投影位置；投影儀23，與圖像處理系統(tǒng)相連，投影圖像投影屏幕，此圖中沒(méi)有畫(huà)出；將攝像頭安裝到投影屏幕的正面方向上，通過(guò)攝像機(jī)將投影屏幕上的圖像捕捉到，然后送到圖像處理設(shè)備，由圖像處理設(shè)備進(jìn)行計(jì)算處理，獲得對(duì)圖像的跟蹤。
圖3是使用本發(fā)明的技術(shù)方案的硬件系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例中的硬件系統(tǒng)包括圖像采集設(shè)備31，為一個(gè)攝像頭，用來(lái)采集圖像并確定人的位置；圖像處理系統(tǒng)32，此處為一包括圖像卡的計(jì)算機(jī)，與攝像頭相連，處理攝像頭采集的圖像，按照上述信息生成圖像并確定圖像的投影位置；在該實(shí)施例中，圖像處理系統(tǒng)32放置在投影屏幕34的后方；投影設(shè)備33，為一投影儀，與圖像處理系統(tǒng)32相連，投影圖像；在該實(shí)施例中，投影儀33與圖像采集設(shè)備31放置在一起；投影屏幕34，為一面白色的投影墻。
如圖3所示，該實(shí)施例中將攝像頭安裝到投影屏幕34即投影墻的正面方向，通過(guò)圖像采集設(shè)備31即攝像機(jī)將正面白墻上的圖像捕捉到，然后送到圖像處理設(shè)備32，圖像處理設(shè)備32對(duì)圖像進(jìn)行計(jì)算處理并獲得對(duì)圖像的跟蹤。
下面具體介紹一下本發(fā)明的方法的具體步驟圖4是本發(fā)明的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖，該方法應(yīng)用在包括一圖像采集設(shè)備、一投影設(shè)備、一圖像處理設(shè)備和一投影屏幕的硬件系統(tǒng)上，現(xiàn)將該方法應(yīng)用到圖3所示的系統(tǒng)上來(lái)說(shuō)明，該實(shí)施例包括以下步驟，在該實(shí)施例中，顯示的動(dòng)物的影像為狗的影像，a.計(jì)算機(jī)32接收選擇狗的種類的指令，并開(kāi)啟攝像頭31；參與者選擇一種狗的種類，計(jì)算機(jī)32接收到這條指令后認(rèn)為參與者即將進(jìn)入攝像頭31的采集區(qū)域，便開(kāi)啟攝像頭31開(kāi)始采集圖像。計(jì)算機(jī)32同時(shí)進(jìn)行初始化，為圖像卡設(shè)定采集圖像的尺寸大小并分配內(nèi)存，以及設(shè)置圖像卡的視頻信號(hào)來(lái)源。
b.攝像頭31開(kāi)始采集投影屏幕34正前方的圖像，并將采集到的圖像輸入到計(jì)算機(jī)32。由于在上一個(gè)步驟中計(jì)算機(jī)32已經(jīng)為圖像卡分配了內(nèi)存，攝像頭31每采集一幀圖像便將該圖像通過(guò)圖像卡保存到計(jì)算機(jī)32的內(nèi)存中。具體用到的技術(shù)為Microsoft提供的VFW(Video For Window)開(kāi)發(fā)包。VFW是Microsoft提供的對(duì)視頻進(jìn)行操作的開(kāi)發(fā)包，其中提供對(duì)AVI文件進(jìn)行播放、對(duì)視頻進(jìn)行壓縮、對(duì)視頻進(jìn)行捕捉等功能，這里用到的就是視頻捕捉功能。當(dāng)然，熟悉本領(lǐng)域的人員也可以使用其他方法來(lái)進(jìn)行視頻捕捉。
c.計(jì)算機(jī)32判斷攝像頭31采集到的圖像中是否有人的影像存在，如果沒(méi)有人的影像存在，則回到步驟b繼續(xù)采集下一幀圖像；如果有人的圖像存在，則進(jìn)入步驟d。計(jì)算機(jī)32首先從內(nèi)存中讀出新近存入的一幀圖像，然后將其轉(zhuǎn)化為二值圖像，將彩色圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像采用以下的方法通過(guò)設(shè)定一“閥值”及一容差范圍，將灰度高于“閥值”的像素點(diǎn)設(shè)置為黑像素，低于“閥值”的點(diǎn)設(shè)置為白像素，就將圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像。接下來(lái)還要對(duì)圖像進(jìn)行去噪處理，進(jìn)行去噪聲處理采用的是中值濾波的方法，用一包含有奇數(shù)個(gè)點(diǎn)的滑動(dòng)窗口對(duì)圖像進(jìn)行掃描，使用窗口中可各點(diǎn)的灰度值的中值來(lái)代替窗口中心點(diǎn)的灰度值。上述將圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像的方法和去噪聲處理的方法都不是唯一的，熟悉本領(lǐng)域的人員可以使用其他方法來(lái)進(jìn)行上述處理。
在將圖像轉(zhuǎn)化成二值圖像并進(jìn)行了去噪處理以后，就開(kāi)始識(shí)別圖像中是否由人影存在。由于投影墻是純白色的，而人的膚色，衣服的顏色等等一定是區(qū)別于純白色的，因此我們要區(qū)分的就是兩種情況，純白色和不是純白色。由于經(jīng)過(guò)了去噪處理，所以認(rèn)為所有的非人影的圖像都已經(jīng)被濾除，如果圖像中存在非白色的部分，就認(rèn)為圖像中有人影，就進(jìn)入下一步驟，否則就回到步驟b繼續(xù)采集下一幀圖像。
d.判斷人的影像的高度，確定狗的影像的投影位置。不是純白色的部分就是人影的位置，由于的重心位置與身高大致成正比，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析非白色部分的高度我們就可以得到人的重心位置，將狗的影像投影在人的重心位置的一側(cè)，這也就解決了如何讓狗始終保持在人的身邊的問(wèn)題，也就是說(shuō)在游客進(jìn)入展區(qū)以后程序就不停的對(duì)圖像卡采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，然后根據(jù)人的身高和重心位置等數(shù)據(jù)計(jì)算出小狗的影像的顯示位置。
e.根據(jù)步驟a中接收到的狗的種類，由計(jì)算機(jī)32產(chǎn)生狗的影像。該實(shí)施例中，產(chǎn)生狗的影像使用的是這里用到的多媒體制作技術(shù)主要是Flash。Flash是Macromedia公司開(kāi)發(fā)的用于網(wǎng)上動(dòng)影像制作軟件。Flash提供了較完全的制作動(dòng)畫(huà)所需的工具，操作比較簡(jiǎn)單。Flash的圖像方式為矢量。矢量圖像的最大優(yōu)點(diǎn)就是其文件容量非常小，還不到Animation GIF文件容量的1/3。Flash中的矢量圖像格式為Macromedia FreeHand(FH9、FH10)，可在Adobe Illustrator(EPS，AI)等所有矢量圖形圖像編輯程序中使用。Flash影片可以通過(guò)ActionScript與使用者進(jìn)行交互作用。當(dāng)然，該實(shí)施例中使用Flash來(lái)產(chǎn)生狗的影像，熟悉本領(lǐng)域的人員也可以使用其他圖像生成軟件來(lái)產(chǎn)生狗的影像。
f.投影儀在投影屏幕34上投影狗的影像，其投影位置由步驟d中決定；g.回到步驟b采集下一幀圖像，如果連續(xù)采集到?jīng)]有人影存在的圖像達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則停止采集圖像，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。該數(shù)目是預(yù)先設(shè)定的，當(dāng)連續(xù)采集到?jīng)]有人影存在的圖像達(dá)到設(shè)定的數(shù)目時(shí)，說(shuō)明在投影屏幕的正前方已經(jīng)沒(méi)有參與者存在，整個(gè)過(guò)程可以結(jié)束。
上述實(shí)施例中，顯示的動(dòng)物的影像為狗的影像，當(dāng)然也可以顯示其他動(dòng)物的影像來(lái)代替狗的影像。
采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以采用攝像頭作為圖像采集設(shè)備來(lái)取代紅外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，改變了現(xiàn)有硬件系統(tǒng)價(jià)格較高，調(diào)試復(fù)雜的缺點(diǎn)。使用本發(fā)明的方法的單攝像頭系統(tǒng)的安裝方便，調(diào)試容易，成本低。
上述詳細(xì)說(shuō)明的實(shí)施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟悉本領(lǐng)域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，應(yīng)用在包括一圖像采集設(shè)備、一投影設(shè)備、一圖像處理設(shè)備和一投影屏幕的硬件系統(tǒng)上，所述圖像采集系統(tǒng)正對(duì)所述投影屏幕，其特征在于，包括以下步驟a.開(kāi)始該方法，開(kāi)啟所述圖像采集設(shè)備，所述圖像處理設(shè)備同時(shí)進(jìn)行初始化；b.所述圖像采集設(shè)備開(kāi)始采集所述投影屏幕正前方的圖像，并輸入到所述圖像處理設(shè)備；c.所述圖像處理設(shè)備判斷所述圖像采集設(shè)備采集到的圖像中是否有人的影像存在，如果沒(méi)有人的影像存在，則回到步驟b繼續(xù)采集下一幀圖像；如果有人的圖像存在，則進(jìn)入步驟d；d.判斷人的影像的高度，確定動(dòng)物的影像的投影位置；e.根據(jù)所述步驟a中接收到的動(dòng)物的種類，由所述圖像處理設(shè)備產(chǎn)生所述動(dòng)物的影像；f.所述投影設(shè)備在所述投影屏幕上投影所述動(dòng)物的影像，其投影位置由所述步驟d決定；g.回到步驟b采集下一幀圖像，如果連續(xù)采集到?jīng)]有人影存在的圖像達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則停止采集圖像，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述圖像采集設(shè)備為一攝像頭，所述投影設(shè)備為一投影儀，所述圖像處理設(shè)備為一包括圖像卡的計(jì)算機(jī)，所述投影屏幕為一投影墻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述圖像采集設(shè)備是使用VFW進(jìn)行圖像采集的設(shè)備，所述步驟b使用VFW進(jìn)行圖像采集。
4.如權(quán)利要求1或2所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述圖像處理設(shè)備實(shí)施使用Flash來(lái)產(chǎn)生圖像的設(shè)備，所述步驟e使用Flash來(lái)產(chǎn)生圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述步驟c，所述圖像處理設(shè)備判斷所述圖像采集設(shè)備采集到的圖像中是否有人的影像存在，采用以下方法所述投影墻為白色，首先將所述步驟b中采集到的圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，對(duì)所述二值圖像進(jìn)行去噪聲處理后判斷二值圖像中是否有非白色的圖像存在，如果有非白色的圖像存在，則判斷所述圖像中有人的影像，反之，則判斷所述圖像中沒(méi)有人的影像。
6.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述步驟d，判斷人的影像的高度，確定動(dòng)物的影像的投影位置，首先確定人的影像的重心位置，所述動(dòng)物影像的投影位置在所述人的影像的重心位置的一側(cè)。
7.如權(quán)利要求1、2、5、6中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述動(dòng)物影像為狗的影像，并可在所述步驟a中由所述圖像處理設(shè)備接收選擇狗的類型的指令。
8.如權(quán)利要求3所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述動(dòng)物影像為狗的影像，并可在所述步驟a中由所述圖像處理設(shè)備接收選擇狗的類型的指令。
9.如權(quán)利要求4所述的產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，其特征在于，所述動(dòng)物影像為狗的影像，并可在所述步驟a中由所述圖像處理設(shè)備接收選擇狗的類型的指令。
全文摘要
一種產(chǎn)生跟隨人一起運(yùn)動(dòng)的動(dòng)物的影像的方法，應(yīng)用在包括一圖像采集設(shè)備、一投影設(shè)備、一圖像處理設(shè)備和一投影屏幕的硬件系統(tǒng)上，圖像采集系統(tǒng)正對(duì)投影屏幕，包括以下步驟a.圖像處理設(shè)備接收指令，開(kāi)啟圖像采集設(shè)備，圖像處理設(shè)備同時(shí)進(jìn)行初始化；b.圖像采集設(shè)備采集圖像，并輸入到圖像處理設(shè)備；c.圖像處理設(shè)備判斷圖像中是否有人的影像存在，沒(méi)有則回到步驟b。繼續(xù)采集下一幀圖像；有則進(jìn)入步驟d；d.確定動(dòng)物的影像的投影位置；e.圖像處理設(shè)備產(chǎn)生動(dòng)物的影像；f.投影設(shè)備在投影屏幕上投影動(dòng)物的影像；g.回到步驟b采集下一幀圖像，如果連續(xù)采集到?jīng)]有人影存在的圖像達(dá)到設(shè)定的數(shù)目，則停止采集圖像，整個(gè)過(guò)程結(jié)束。
文檔編號(hào)G03B21/56GK1609895SQ200310108018
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者胡學(xué)增, 粱兆正, 許永順, 吳為昊, 柯少敏, 肖建敏 申請(qǐng)人:上?？萍拣^