[发明专利]一种基于增强现实的目标跟踪方法、设备及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的目标跟踪方法、设备及系统。

背景技术

增强现实（AR，Augmented Reality）是指借助三维现实技术和多传感技术等计算机技术，将二维图像转化成具有不同深度和层次的立体视觉效果的一种技术。随着移动终端的处理能力提高，用户体验需求增长以及移动数据服务网络的推广，AR不仅在广告、教育和医疗等领域发挥重要作用，也可以应用到移动终端上。

现有的AR实现方式是基于终端设备的单机实现方式，具体流程如下：终端上存储有可能会出现的目标的模板图像，并计算模板图像经扭曲和旋转后的各种状态下的特征点的索引数据库，该特征点的索引数据库包含由目标在各种可能的角度和位置上通过特征点提取得到的特征索引数据。接下来开始目标跟踪，终端通过摄像头获取到当前帧图像时，可以提取当前帧图像的特征索引，并将当前帧图像的特征索引与特征点的索引数据库匹配，从而确定当前帧图像中的目标以及目标所处的状态，这样便完成了当前帧的目标跟踪。跟踪得到的所述目标状态包括目标的旋转角度和在图像中的位置等信息，以当前帧图像为背景按照所述目标状态将目标渲染绘制到屏幕上，便实现了AR技术。以此类推，对每一帧图像都进行一次目标跟踪，从而达到AR的流畅性。

在实现上述基于AR的目标跟踪的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于预先存储目标的特征点的索引数据库会占用较大存储空间，而为了保证对不同目标的匹配成功率，在终端上需要预先存储全部可能会出现的目标的完整特征点的索引数据库，因此需要占用相当大的终端存储空间，在移动终端上的实现困难较大。

发明内容

本发明的实施例提供一种基于增强现实的目标跟踪方法、设备及系统，减少了特征点的索引数据库在终端上所占用的存储空间，便于将AR目标跟踪应用到移动终端上。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明的一方面提供一种基于增强现实的目标跟踪方法，包括：

终端将被跟踪目标的第一图像帧的特征点的索引发送给服务器；

终端将被跟踪目标的第一图像帧的特征点的索引发送给服务器；

接收所述服务器下发的第一目标状态以及与第一目标状态对应的特征点的索引，所述第一目标状态为根据第一图像帧的特征点的索引获得的与初始目标状态相邻的目标状态;

根据所述第一目标状态和所述与第一目标状态对应的特征点的索引计算与第二目标状态对应的特征点的索引，获得特征点的索引数据库；所述第二目标状态与第一目标状态相邻；所述特征点的索引数据库包括所述与第一目标状态对应的特征点的索引以及所述与第二目标状态对应的特征点的索引;

获取所述被跟踪目标的第二图像帧并提取所述第二图像帧的特征点的索引；

将所述第二图像帧的特征点的索引与所述特征点的索引数据库进行匹配，获得与所述特征点的索引数据库中特征点的索引匹配的第二图像帧的特征点以及所述特征点的索引数据库中特征点的索引对应的特征点组成的特征点对，根据获得的特征点对确定被跟踪目标在第二图像帧中呈现的目标状态。

结合本发明的第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述终端将被跟踪目标的第一图像帧的特征点的索引发送给服务器之前，该方法进一步包括：

获取所述被跟踪目标的第一图像帧，并提取所述第一帧图像的特征索引。

结合本发明的第一方面和第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述第一目标状态和所述与第一目标状态对应的特征点的索引计算与第二目标状态对应的特征点的索引，包括：

根据所述第一目标状态对应的特征点的索引，计算预定方向上或随机方向上所述与第二目标状态对应的特征点的索引。

结合本发明的第一方面和第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，第三图像帧之前有至少k帧第二图像帧，并且已通过所述k帧第二图像帧中每一帧的特征点的索引与所述特征点的索引数据库分别确定了被跟踪目标在所述k帧第二图像帧中每一帧中呈现的目标状态，所述根据所述第一目标状态和所述与第一目标状态对应的特征点的索引计算与第二目标状态对应的特征点的索引，还包括：

获取所述第三图像帧之前的k帧第二图像帧中所述被跟踪目标的状态；其中k为预先设定的大于或等于2的整数；

根据所述第三图像帧之前的k帧第二图像帧中所述被跟踪目标的状态，统计得到所述被跟踪目标的运动方向；