[发明专利]一种头戴式增强现实显示方法及设备

权利要求书

1.一种头戴式增强现实显示方法，其特征在于，所述方法包括：利用头戴式增强现实显示设备的传感器获取环境信号，利用基于信号分布的信号降噪方法进行环境信号的降噪处理，得到降噪后的环境信号；

将降噪后的环境信号转换为直方图信号，利用基于直方图对比度的算法进行显著信号的增强处理，得到增强后的环境信号；

对于增强后的环境信号，基于分布式协同传输策略将环境信号传输到头戴设备中；头戴设备通过结合领域场景虚拟信息以及环境信号，利用基于领域语义的三维场景重建方法在头戴设备内重建结合领域场景的增强现实场景；

利用基于Hessian矩阵的结构增强算法进行领域场景虚拟信息的结构增强，以增强用户在不同虚拟领域下的真实体验感和操作感；

利用基于信号分布的信号降噪方法进行环境信号的增强处理，包括：

所述基于信号分布的信号降噪方法流程为：

遍历所采集的环境信号中信号值低于阈值T的信号x；

对每个信号x设置一个 15×15信号数大小的窗口，对每个窗口X利用下式进行信号降噪处理：

其中：为信号降噪后的窗口；k为尺度系数，将其设置为0.4；为Sobel算子，为Laplace算子。

2.如权利要求1所述的一种头戴式增强现实显示方法，其特征在于，所述将降噪后的环境信号转换为直方图信号，包括：

将环境信号的转换表示为目标优化问题，所述目标优化函数公式为：

其中：

S为直方图信号，由若干S_i组成；

I_i为环境信号；

ε为正数，将其设置为0.02；

α为变差系数，将其设置为0.2；

为信号i在x方向、y方向以及z方向的总变差；

为信号i在x方向、y方向以及z方向的偏差；

h为以信号i为中心的邻近信号集合的索引；

为信号h和信号i在x方向的值；

为信号h和信号i在y方向的值；σ为信号总方差；

通过最小化目标优化函数，求得环境信号的直方图信号S。

3.如权利要求2所述的一种头戴式增强现实显示方法，其特征在于，所述利用基于直方图对比度的算法进行显著信号的增强处理，包括：

所述显著信号增强处理公式为：

其中：n为所采集的信号总数；

D为信号i与它的n/3个信号值最接近的信号j之间的距离；

F(c_i,c_j)为信号i与信号j的颜色距离度；f_h为信号值为c_h在环境信号直方图中出现的概率；

S(i)为对信号i进行信号处理后的结果。

4.如权利要求3所述的一种头戴式增强现实显示方法，其特征在于，所述基于分布式协同传输策略将环境信号传输到头戴设备中，包括：

1）头戴设备将信号传输指令发送到源传感器P，源传感器将显著信号进行压缩编码；所述源传感器为头戴设备中性能更好的传感器；

所述压缩编码公式为：

其中：N为待压缩编码信号总数；S_j表示待压缩编码信号；X为压缩编码结果；

2）将非显著信号进行区域划分，将区域划分为东、南、西、北四个区域，每个区域所对应的非源传感器对非显著信号进行压缩编码处理，并将压缩编码结果传输到源传感器；

3）源传感器将显著信号的编码结果以及非显著信号的编码结果分别发送到头戴设备中。