[发明专利]一种用于光球定位的图像处理方法、装置及虚拟现实设备

说明书

技术领域

本发明涉及头戴式显示器技术领域，更具体地，涉及一种用于光球定位的图像处理的方法、装置及虚拟现实设备。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术。虚拟现实技术将是支撑一个定性和定量相结合，感性认识和理性认识相结合的综合集成多维信息空间的关键技术。随着网络的速度的提升，基于虚拟现实技术的一个互联网时代正悄然走来，它将极大地改变人们的生产和生活方式。

现有的虚拟现实设备例如是手柄或者头戴显示器上均设置有光球，通过固定的两个摄像头采集光球的图像能够用于检测虚拟现实设备的空间位置信息。但是，由于每一摄像头采集的光球图像曝光时间、增益等参数导致的信噪比不一样，图像上光球位置计算方法的误差等将导致的图像上光球位置发生微小抖动；由于两个摄像头的标定参数可能不同、计算三维坐标方法存在的误差，也可能导致光球位置发生微小抖动；光球静止时也可能会产生抖动误差，这些问题都将影响光球位置的平滑性和抖动精度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够提高光球位置平滑性和静止抖动精度的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于光球定位的图像处理方法，包括：

获取摄像头连续采集所述光球的N帧第一图像集合，其中，所述第一图像集合中包括第i帧第一图像至第N+i-1帧第一图像，N为大于1的整数，i为自然数；

确定所述N帧第一图像集合的每一帧中所述光球的X轴坐标和Y轴坐标，其中，X轴与Y轴相互正交；

对所有所述X轴坐标进行滤波处理得到平滑X轴坐标，对所有所述Y轴坐标进行滤波处理得到平滑Y轴坐标；

将所述平滑X轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前X轴坐标，将所述平滑Y轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前Y轴坐标。

根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述对所有所述X轴坐标进行滤波处理得到平滑X轴坐标，对所有所述Y轴坐标进行滤波处理得到平滑Y轴坐标包括：

计算所有所述X轴坐标的平均值作为所述平滑X轴坐标，计算所有所述Y轴坐标的平均值作为所述平滑Y轴坐标。

可选的是，所述对所有所述X轴坐标进行滤波处理得到平滑X轴坐标，对所有所述Y轴坐标进行滤波处理得到平滑Y轴坐标包括：

计算所有所述X轴坐标的平均值得到X轴平均值，计算所有所述Y轴坐标的平均值得到Y轴平均值；

对所述X轴平均值和所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的X轴坐标进行加权平均运算，得到所述平滑X轴坐标；对所述Y轴平均值和所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的Y轴坐标进行加权平均运算，得到所述平滑Y轴坐标。

可选的是，所述对所有所述X轴坐标进行滤波处理得到平滑X轴坐标，对所有所述Y轴坐标进行滤波处理得到平滑Y轴坐标包括：

根据最小二乘法拟合法计算出对应所述第一图像集合中每一帧的权重系数；

根据所述权重系数对所有所述X轴坐标进行加权平均运算得到所述平滑X轴坐标，根据所述权重系数对所有所述Y轴坐标进行加权运算得到所述平滑Y轴坐标。

可选的是，所述确定所述N帧第一图像集合的每一帧中所述光球的X轴坐标和Y轴坐标之后还包括：

确定所述N帧第一图像集合的每一帧中所述光球的Z轴坐标，其中，所述Z轴与X轴及Y轴相互正交于一点；

对所有所述Z轴坐标进行滤波处理得到平滑Z轴坐标；

将所述平滑Z轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前Z轴坐标。

可选的是，所述确定每一帧所述第一图像中所述光球的Z轴坐标之后包括：

获取所述光球所属的虚拟现实设备的姿态数据；

根据所述姿态数据判断所述虚拟现实设备是否静止，如是，则：

对所述第一图像集合的第N+i-2帧和第N+i-1帧中的X轴坐标进行加权平均运算，得到所述平滑X轴坐标；对所述第一图像集合的第N+i-2帧和第N+i-1帧中的Y轴坐标进行加权平均运算，得到所述平滑Y轴坐标；对所述第一图像集合的第N+i-2帧和第N+i-1帧中的Z轴坐标进行加权平均运算，得到所述平滑Z轴坐标；

将所述当前X轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前X轴坐标，将所述当前Y轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前Y轴坐标，将所述当前Z轴坐标作为对应所述第一图像集合的第N+i-1帧中所述光球的当前Z轴坐标。