[发明专利]基于图像无标记识别的现实增强方法

摘要

近几年随着计算机图像处理技术的不断发展以及多媒体技术的进步，现实增强作为一种将虚拟与现实相互叠加的技术，已经有了很大程度上的发展，其通过虚拟的信息去扩展我们获取的有限的现实信息量，从而达到现实增强的效果。本发明针对以往实现的现实增强实现方法上的不足，提出通过滤波处理优化的无标记识别的现实增强应用。通过滤波对于图像进行预处理优化操作，从而优化过去识别算法匹配效果不佳的问题，并且通过在二维图像中建立三维模型，在二维平面上进行模型的渲染从而进行现实增强。通过与以往的匹配算法进行效率与准确性的比较，该方法有十分优异的识别效果，在匹配效率上有着十分明显的优势，而且在各个场景的鲁棒性上也有相当不错的表现。

主权项

1.一种基于图像无标记识别的现实增强方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对待识别图像进行高斯滤波预处理；(2)对预处理后的图像f(i,j)计算二阶偏导数其中，(3)根据计算的对相应的像素进行像素增强，增强后的图像为：式中，e＝ζ×grad(i,j)，ζ表示可调节参数，grad(i,j)表示相应像素的梯度；(4)对图像g(i,j)提取ORB特征，并将提取的特征点进行转化，组成一维点集P＝{p_k|k＝1,2,...,n}，其中：p_k＝x_k+y_k(w‑1)式中，p_k表示第k个特征点转化的一维点，(x_k,y_k)表示第k个特征点的坐标，w表示图像g(i,j)的宽度，n表示提取的特征点的个数；(5)通过对点集P的比较去除不需要的一维点，得到处理后的点集为：P'＝{p'_k|k＝1,2,...,n}，式中，ε表示设置的阈值；(6)对处理后的点集P'还原得到二维点集其中：(7)将二维点集A转化为一维点集Q＝{q_k|k＝1,2,...,n}，其中：式中，h表示图像g(i,j)的高度；(8)通过对点集Q的比较去除不需要的一维点，得到处理后的点集为：Q'＝{q'_k|k＝1,2,...,n}，(9)对处理后的点集Q'还原得到二维点集其中：(10)采用OpenMP对二维点集B进行匹配，从而得到匹配的目标区域图像；(11)采用要进行图像识别的摄像机拍摄不同样的棋盘图像，并通过对棋盘图像角点的检测，以及对于三维坐标的模拟假设，从而求解出摄像机的内参矩阵C；(12)采用OpenCV中的solvePnP函数计算欧式变换矩阵[R|t]；(13)根据以下公式依次求解目标图像的三维点坐标：G＝C*[R|t]*M式中，G表示目标图像的二维的点坐标向量，M表示目标图像的三维点坐标向量；(14)基于求解到的目标图像的三维点坐标，采用OpenGL进行三维模型的渲染，完成三维上的现实增强效果。