一種虛擬穿戴設備的製作方法
2023-10-05 02:46:54 3
專利名稱：一種虛擬穿戴設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及體感技術領域，尤其涉及一種虛擬穿戴設備。
背景技術：
消費者在購買服飾之前，通常會先進行試穿試戴以評估實際效果。但是，這必須要求消費者親身前往服飾門店，而且實體門店的貨物存量和客戶容量都有限，消費者不一定能夠選擇到心儀的服飾或進行大量服飾的試穿戴。目前，隨著電子商務的興起，消費者能夠通過數據服務進行虛擬試穿戴。虛擬穿戴系統首先獲取消費者所處的靜態或動態的實景影像，並識別出人體影像，然後查詢消費者選擇的虛擬服飾，最後將該虛擬服飾疊加到該人體影像上，並輸出疊加後的AR (AugmentedReality，增強現實)影像。消費者能夠根據AR影像評估穿戴後的實際效果，從而實現虛擬試穿戴服飾的目的。但是，上述虛擬穿戴系統利用圖形學技術，通過動態影像中人體運動所產生的灰度對比來識別人體影像，所識別的人體影像的空間位置信息精度差，因此，虛擬服飾的尺寸存在較大偏差，人體動作識別度低，而且虛擬服飾也很難精確疊加到人體影像的合適位置上，更難以配合人體實際動作顯示逼真的虛擬服飾，導致虛擬試穿戴顯示效果十分生硬。
實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型實施例提供了一種虛擬穿戴設備，用於為消費者提供基於體感技術的逼真AR虛擬試穿戴體驗。通過實施本實施例技術方案，能夠利用體感技術識別包括精確空間位置信息的人體影像，從而準確識別人體動作，再配以製作精良的虛擬服飾庫，能夠輸出逼真而且自然的AR影像。一種虛擬穿戴設備，包括:用於獲取實景影像的攝像單元；用於獲取虛擬服飾的服飾單元；用於利用體感技術獲取人體的體感信息的體感單元，所述體感信息用於指示所述人體的空間位置；用於根據所述體感信息將所述虛擬服飾和所述實景影像進行疊加合成的合成單元，使得所述虛擬服飾始終跟蹤所述人體的對應位置；用於輸出疊加合成後的影像的輸出單元；所述攝像單元、所述服飾單元、所述體感單元分別與所述合成單元通信連接,所述輸出單元與所述合成單元通信連接。從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點:通過利用體感技術獲取人體的體感信息，能夠準確識別人體的空間位置，從而準確識別人體動作，再根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，虛擬服飾庫製作精良，虛擬服飾的顯示效果能夠依據人體動作而作相應調整，從而使得虛擬試穿戴的顯示效果逼真而且自然。
圖1為本實用新型第一實施例的虛擬穿戴的實現方法流程圖；圖2為本實用新型第二實施例的虛擬穿戴的實現方法流程圖；圖3為本實用新型的疊加合成示意圖；圖4為本實用新型第三實施例的虛擬穿戴設備結構圖；圖5為本實用新型第四實施例的虛擬穿戴設備結構圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型中的說明書附圖，對實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型實施例提供了一種虛擬穿戴的實現方法，用於為消費者提供基於體感技術的逼真AR虛擬試穿戴體驗，通過實施本實用新型技術方案，能夠利用體感技術識別包括精確空間位置信息的人體影像，從而準確識別人體動作，再配以製作精良的虛擬服飾庫，能夠輸出逼真而且自然的AR影像。本實用新型實施例還提供與該方法相關的虛擬穿戴設備，以下將分別對其進行詳細說明。AR技術，能夠對虛擬影像和實景影像進行融合處理，在同一畫面中顯示疊加了虛擬事物和現實事物的虛擬實境場景。利用AR技術，可以將現場景觀，虛擬化。AR影像是以交互性和構想為基本特徵的高級計算機人機互動界面，用戶不僅能夠通過AR影像產生在虛擬實境場景中的身臨其境視覺效果，而且能夠突破空間、時間以及其它客觀限制，將現實場景中不存在的元素也添加到AR影像中。體感技術，在於人們可以很直接地使用肢體動作，與周邊的裝置或環境互動，而無需使用任何複雜的控制設備，便可讓人們身歷其境地與內容做互動。本實用新型技術方案結合了 AR技術和體感技術。本實用新型第一實施例將對一種虛擬穿戴的實現方法進行詳細說明，本實施例所述的虛擬穿戴的實現方法具體流程請參見圖1，包括步驟:101、獲取實景影像和虛擬服飾。在進行虛擬試穿戴之前，用戶首先站在虛擬穿戴設備前面的指定區域內，用戶只有處於該區域內才能與虛擬穿戴設備進行人機互動。其中，實景影像為用戶人體所處的環境的現實場景影像，一般通過光學攝像頭獲取。實景影像中包含了人體影像和環境影像，並且環境影像一般長久不發生變化。虛擬服飾為圖形工程師預先根據產品而製作的服飾三維3D圖像，虛擬服飾存儲於虛擬服飾庫中，虛擬服飾庫可以設置於虛擬穿戴設備的數據存儲器，也可以設置於聯網的數據伺服器中，這裡不作具體限定。在本實施例中，不對虛擬服飾的類型作具體限定。102、利用體感技術獲取人體的體感信息。[0031]其中，體感信息用於指示人體的空間位置。確定人體的空間位置從而確定了人體的動作。為了使得實景影像與虛擬服飾的疊加合成效果逼真自然，需要根據人體的體感信息對虛擬服飾的空間位置進行調整。按照體感方式與原理的不同，體感技術主要可分為三大類:慣性感測、光學感測和慣性-光學聯合感測。慣性感測:利用慣性式傳感器，例如重力傳感器、陀螺儀傳感器和磁場傳感器來感測用戶的體感信息，這裡的體感信息為物理參數，分別對應為加速度、角速度和磁場，再根據這些體感信息來獲取用戶的人體空間位置，從而識別人體動作。光學感測:通過光學式傳感器獲取體感信息，這裡的體感信息為景深數據，再根據該景深數據識別用戶的肢體動作，並與體感系統中的內容互動。慣性-光學聯合感測:同時利用慣性感測和光學感測獲取用戶的體感數據，並聯合兩種類型的體感信息識別用戶的肢體動作。例如在手柄上放置一個重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度，並設置一紅外線傳感器，用來感測在體感系統前面的紅外線發射器訊號，可用來偵測手部在垂直及水平方向的位移，以操控一空間滑鼠，從而與體感系統中的內容互動。103、根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成。其中，虛擬服飾的空間位置需要根據人體的體感信息進行調整，使得虛擬服飾和實景影像進行疊加合成後，該虛擬服飾始終跟蹤人體的對應位置。例如，如果虛擬服飾為虛擬手提包，則虛擬手提包會跟蹤人體的手部，而且虛擬手提包的呈現效果是根據手部的具體空間位置確定的。104、輸出疊加合成後的影像。其中，輸出影像的設備為可以設置為鏡子樣式，使得用戶觀看試穿戴效果時產生如同照鏡子般的體驗。因此，該實景影像是實時拍攝的。在本實施例中，通過利用體感技術獲取人體的體感信息，能夠準確識別人體的空間位置，從而準確識別人體動作，再根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，虛擬服飾庫製作精良，虛擬服飾的顯示效果能夠依據人體動作而作相應調整，從而使得虛擬試穿戴的顯示效果逼真而且自然。本實用新型第二實施例將對第一實施例所述的虛擬穿戴的實現方法進行補充說明，本實施例所述的虛擬穿戴的實現方法具體流程請參見圖2，包括步驟:201、獲取實景影像和虛擬服飾。在進行虛擬試穿戴之前，用戶首先站在虛擬穿戴設備前面的指定區域內，用戶只有處於該區域內才能與虛擬穿戴設備進行人機互動。其中，實景影像為用戶人體所處的環境的現實場景影像，一般通過光學攝像頭實時獲取。實景影像中包含了人體影像和環境影像，並且環境影像一般長久不發生變化。虛擬服飾為圖形工程師預先根據產品而製作的服飾3D圖像，虛擬服飾存儲於虛擬服飾庫中，虛擬服飾庫可以設置於虛擬穿戴設備的數據存儲器，也可以設置於聯網的數據伺服器中，這裡不作具體限定。優選地，虛擬服飾包括虛擬衣服、虛擬皮包、虛擬首飾、虛擬髮飾、虛擬鞋子或虛擬眼鏡。用戶在試穿戴時首先通過人機互動界面選擇虛擬服飾，這裡的人機互動方式可以是通過體感技術進行交互。在第一實施例中，步驟102為利用體感技術獲取人體的體感信息，其中，體感信息包括人體骨骼圖，人體骨骼圖上包括至少I個關節點，用於指示人體的肢體動作。在體感技術中，常用包含20個關節點的人體骨骼圖指示人體的動作。在本實施例中，所述利用體感技術獲取人體的體感信息具體包括如下步驟202 204。202、向現實場景發送紅外線。線外線是不可見光，常用於距離檢測。在本步驟中向現實場景發送紅外線，主要是為了探測現實場景中用戶人體的景深數據，持續變化的景深數據能夠指示人體的動作及其變化。203、根據紅外線獲取現實場景的景深數據。其中，景深數據用於指示現實場景的空間位置。這裡的現實場景包括人體和環境。人體是運動的，因此會產生一系列變化的人體景深數據，而環境是靜止，因此其對應的環境景深數據是不變的，在體感識別過程中，環境景深數據將被剔除，進而只追蹤運動的人體景深數據。204、根據景深數據識別體感信息，並生成人體骨骼圖。其中，體感信息用於指示人體的空間位置，並能用於識別人體的動作，體感信息進一步包括人體骨骼圖，人體骨骼圖上包括至少I個關節點，用於指示人體的肢體動作。在體感技術中，常用包含20個關節點的人體骨骼圖指示人體的動作。並且，虛擬服飾的位置變化及調整實際上是根據人體骨骼圖各個關節點的位置調整而進行計算和調整的，但用戶觀察時虛擬服飾是與實景影像中的人體影像進行疊加合成的。請參見圖3，為本實施例所述的用20個關節點指示人體肢體動作的人體骨骼圖。在第I個關節點都能夠對應虛擬服飾的穿戴位置。例如，手部關節點對應虛擬皮包的手帶位置。在第一實施例中，步驟103為根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，其中，疊加合成運用了涉及數字圖像處理技術，這裡不作具體限定。在本實施例中，所述根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成具體包括如下步驟205 207。205、根據虛擬服飾獲取人體骨骼圖上的對應關節點。在用戶選擇虛擬服飾後，需要獲取人體骨骼圖上與該虛擬服飾對應的對應關節點。例如，虛擬眼鏡的對應關節點為人體骨骼圖中的頭部關節點。206、根據對應關節點的空間位置調整虛擬服飾的空間位置。其中，虛擬服飾始終跟蹤對應關節點，使得每I幀疊加合成的影像都逼真、自然，讓用戶產生真實的試穿戴體驗。207、將虛擬服飾和實景影像中的人體影像進行合成。其中，人體影像與人體骨骼圖對應，使得虛擬服飾始終跟蹤人體的對應位置。請參見圖3，虛擬皮包始終跟蹤用戶手部關節點的運動，而且根據步驟206的描述，虛擬皮包的空間位置也會跟蹤用戶手部關節點的空間位置進行調整，從而能夠輸出逼真的疊加合成影像。208、輸出疊加合成後的影像。其中，輸出影像的設備為可以設置為鏡子樣式，使得用戶觀看試穿戴效果時產生如同照鏡子般的體驗。因此，該實景影像是實時拍攝的。在本實施例中，通過利用體感技術獲取人體的體感信息，能夠準確識別人體的空間位置，從而準確識別人體動作，再根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，虛擬服飾庫製作精良，虛擬服飾的顯示效果能夠依據人體動作而作相應調整，從而使得虛擬試穿戴的顯示效果逼真而且自然。本實用新型第三實施例將對一種虛擬穿戴設備進行詳細說明，本實施例所述的虛擬穿戴設備中包含一個或多個單元用於實現前述方法的一個或多個步驟。因此，對前述方法中各步驟的描述適用於所述虛擬穿戴設備中相應的單元。本虛擬穿戴設備的具體結構請參見圖4,包括:攝像單元401、服飾單元402、體感單元403、合成單元404和輸出單元405。其中，攝像單元401、服飾單元402、體感單元403分別與合成單元404通信連接，輸出單元405與合成單元404通信連接。攝像單元401用於獲取實景影像。攝像單元401可以為光學攝像頭。在進行虛擬試穿戴之前，用戶首先站在本實施例所述的虛擬穿戴設備前面的指定區域內，用戶只有處於該區域內才能與虛擬穿戴設備進行人機互動。其中，實景影像為用戶人體所處的環境的現實場景影像，由攝像單元401獲取。實景影像中包含了人體影像和環境影像，並且環境影像一般長久不發生變化。服飾單元402用於獲取虛擬服飾。虛擬服飾為圖形工程師預先根據產品而製作的服飾3D圖像，虛擬服飾存儲於服飾單元402，服飾單元402可以為虛擬服飾庫，並設置於數據存儲器中，也可以設置於聯網的數據伺服器中，這裡不作具體限定。在本實施例中，不對虛擬服飾的類型作具體限定。體感單元403用於利用體感技術獲取人體的體感信息。體感單元403可以為手持體感設備，如手柄，或光學體感設備，如微軟公司的體感設備KINECT和華碩公司的體感設備 Xtion0其中，體感信息用於指示人體的空間位置。確定人體的空間位置從而確定了人體的動作。為了使得實景影像與虛擬服飾的疊加合成效果逼真自然，需要根據人體的體感信息對虛擬服飾的空間位置進行調整。按照體感方式與原理的不同，體感技術主要可分為三大類:慣性感測、光學感測和慣性-光學聯合感測。慣性感測:利用慣性式傳感器，例如重力傳感器、陀螺儀傳感器和磁場傳感器來感測用戶的體感信息，這裡的體感信息為物理參數，分別對應為加速度、角速度和磁場，再根據這些體感信息來獲取用戶的人體空間位置，從而識別人體動作。光學感測:通過光學式傳感器獲取體感信息，這裡的體感信息為景深數據，再根據該景深數據識別用戶的肢體動作，並與體感系統中的內容互動。慣性-光學聯合感測:同時利用慣性感測和光學感測獲取用戶的體感數據，並聯合兩種類型的體感信息識別用戶的肢體動作。例如在手柄上放置一個重力傳感器，用來偵測手部三軸向的加速度，並設置一紅外線傳感器，用來感測在體感系統前面的紅外線發射器訊號，可用來偵測手部在垂直及水平方向的位移，以操控一空間滑鼠，從而與體感系統中的內容互動。合成單元404用於根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成。合成單元404可以為中央處理器。其中，虛擬服飾的空間位置需要根據人體的體感信息進行調整，使得虛擬服飾和實景影像進行疊加合成後，該虛擬服飾始終跟蹤人體的對應位置。例如，如果虛擬服飾為虛擬手提包，則虛擬手提包會跟蹤人體的手部，而且虛擬手提包的呈現效果是根據手部的具體空間位置確定的。輸出單元405用於輸出疊加合成後的影像。輸出單元405可以為大尺寸顯示器。其中，輸出單元405為可以設置為鏡子樣式，使得用戶觀看試穿戴效果時產生如同照鏡子般的體驗。因此，該實景影像是實時拍攝的。在本實施例中，通過體感單元403利用體感技術獲取人體的體感信息，能夠準確識別人體的空間位置，從而準確識別人體動作，合成單元404再根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，虛擬服飾庫製作精良，虛擬服飾的顯示效果能夠依據人體動作而作相應調整，從而使得虛擬試穿戴的顯示效果逼真而且自然。本實用新型第四實施例將對第三實施例所述的虛擬穿戴設備進行補充說明。本實施例所述的虛擬穿戴設備中包含一個或多個單元用於實現前述方法的一個或多個步驟。因此，對前述方法中各步驟的描述適用於所述虛擬穿戴設備中相應的單元。本虛擬穿戴設備的具體結構請參見圖5，包括:攝像單元501、服飾單元502、體感單元503、合成單元504和輸出單元505。體感單元503進一步包括:發送子單元5031、傳感子單元5032和識別子單元5033，合成單元504進一步包括:獲取子單元5041、調整子單元5042和合成子單元5043。其中，攝像單元501、服飾單元502、體感單元503分別與合成單元504通信連接，輸出單元505與合成單元504通信連接。發送子單元5031、傳感子單元5032和識別子單元5033依次通信連接，獲取子單元5041、調整子單元5042和合成子單元依次通信連接。攝像單元501、服飾單元502、體感單元503、合成單元504和輸出單元505的具體功能已經在第三實施例中進行詳細描述，這裡不再贅述。發送子單元5031，用於向現實場景發送紅外線。發送子單元5031可以為紅外發射器。線外線是不可見光，常用於距離檢測。發送子單元5031向現實場景發送紅外線，主要是為了探測現實場景中用戶人體的景深數據，持續變化的景深數據能夠指示人體的動作及其變化。傳感子單元5032，用於根據紅外線獲取現實場景的景深數據。傳感子單元5032可以為CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)紅外傳感接收器。其中，景深數據用於指示現實場景的空間位置。這裡的現實場景包括人體和環境。人體是運動的，因此會產生一系列變化的人體景深數據，而環境是靜止，因此其對應的環境景深數據是不變的，在體感識別過程中，環境景深數據將被剔除，進而只追蹤運動的人體景深數據。識別子單元5033，用於根據景深數據識別體感信息，並生成人體骨骼圖。識別子單元5033可以包括成像傳感器處理器和人體骨骼跟蹤處理器，其中，成像傳感器處理器利用根據景深數據識別體感信息，人體骨骼跟蹤處理器生成人體骨骼圖。其中，體感信息用於指示人體的空間位置，並能用於識別人體的動作，體感信息進一步包括人體骨骼圖，人體骨骼圖上包括至少I個關節點，用於指示人體的肢體動作。在體感技術中，常用包含20個關節點的人體骨骼圖指示人體的動作。並且，虛擬服飾的位置變化及調整實際上是根據人體骨骼圖各個關節點的位置調整而進行計算和調整的，但用戶觀察時虛擬服飾是與實景影像中的人體影像進行疊加合成的。獲取子單元5041，用於根據虛擬服飾獲取人體骨骼圖上的對應關節點。在用戶選擇虛擬服飾後，獲取子單元5041需要獲取人體骨骼圖上與該虛擬服飾對應的對應關節點。例如，虛擬眼鏡的對應關節點為人體骨骼圖中的頭部關節點。調整子單元5042，用於根據對應關節點的空間位置調整虛擬服飾的空間位置。其中，虛擬服飾始終跟蹤對應關節點，使得每I幀疊加合成的影像都逼真、自然，讓用戶產生真實的試穿戴體驗。合成子單元5043，用於將所述虛擬服飾和所述實景影像中的人體影像進行疊加合成，所述人體影像與所述人體骨骼圖對應。其中，人體影像與人體骨骼圖對應，因此，使得虛擬服飾始終跟蹤人體的對應位置。在本實施例中，通過體感單元503利用體感技術獲取人體的體感信息，能夠準確識別人體的空間位置，從而準確識別人體動作，合成單元504再根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成，虛擬服飾庫製作精良，虛擬服飾的顯示效果能夠依據人體動作而作相應調整，從而使得虛擬試穿戴的顯示效果逼真而且自然。以上對本實用新型所提供的一種虛擬穿戴設備進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種虛擬穿戴設備，其特徵在於，包括: 用於獲取實景影像的攝像單元； 用於獲取虛擬服飾的服飾單元，所述服飾單元為虛擬服飾庫，並設置於數據存儲器或數據伺服器； 用於利用體感技術獲取人體的體感信息的體感單元，所述體感信息用於指示所述人體的空間位置； 用於根據所述體感信息將所述虛擬服飾和所述實景影像進行疊加合成的合成單元，使得所述虛擬服飾始終跟蹤所述人體的對應位置，所述合成單元具體為中央處理器； 用於輸出疊加合成後的影像的輸出單元； 所述攝像單元、所述服飾單元、所述體感單元分別與所述合成單元通信連接，所述輸出單元與所述合成單元通信連接。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述體感單元進一步包括: 用於向現實場景發送紅外線的發送子單元，所述發送子單元具體為紅外發射器； 用於根據所述紅外線獲取所述現實場景的景深數據的傳感子單元，所述景深數據用於指示所述現實場景的空間位置，所述傳感子單元具體為互補金屬氧化物半導體CMOS紅外傳感接收器； 用於根據所述景深數據識別所述體感信息，並生成人體骨骼圖的識別子單元，其中，所述體感信息包括人體骨骼圖，所述人體骨骼圖上包括至少I個關節點，用於指示所述人體的肢體動作，所述識別子單元包括成像傳感器處理器和人體骨骼跟蹤處理器； 所述發送子單元、所述傳感子單元和所述識別子單元依次通信連接。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種虛擬穿戴設備，用於為消費者提供基於體感技術的逼真虛擬試穿戴體驗。本實用新型實施例包括用於獲取實景影像的攝像單元；用於獲取虛擬服飾的服飾單元；用於利用體感技術獲取人體的體感信息的體感單元；用於根據體感信息將虛擬服飾和實景影像進行疊加合成的合成單元；用於輸出疊加合成後的影像的輸出單元；攝像單元、服飾單元、體感單元分別與合成單元通信連接，輸出單元與合成單元通信連接。通過實施本實施例技術方案，能夠利用體感技術識別包括精確空間位置信息的人體影像，從而準確識別人體動作，再配以製作精良的虛擬服飾庫，能夠輸出逼真而且自然的影像。
文檔編號G06Q30/00GK203070360SQ20122054282
公開日2013年7月17日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者彭傑華 申請人:廣州新節奏數碼科技有限公司