● 摘要
不同的用户进入虚拟对象与真实环境融为一体的增强现实场景中，经常具有不同的视点、不同的表达、不同的交互。为了使这些用户能够共同完成预定的协作任务，需要在协同式增强现实系统中构造可共享的增强现实场景，建立基于多视频序列的场景三维空间模型。其中，真实物体的多方位表示是该模型的重要组成部分，其中主要包括多视频序列的设置、视频序列之间的注册信息互补以及真实物体的表示方法。 论文分析了用户在共享增强现实场景中的感知和交互区域，提出了一种基于场景分割的多视频序列设置方法。该方法首先根据场景区域顶点分布特点，利用扫描线算法将场景区域分割为多个三角形子区域。然后计算位于相邻三角形子区域的对角线，并且基于对角线数量确定视频序列设置点，如果经过三角形顶点的对角线越多，则该顶点成为视频序列设置点的可能性就越大。 由于三维注册能够计算虚拟对象在真实环境的映射位置，本论文在多视频序列设置的基础上，提出了一种基于多视频序列的注册信息互补方法。该方法首先分析视频序列的设置位置，确定出每个视频序列的观察区域。然后根据不同方位的视频序列生成视频图像的SIFT（Scale Invariant Feature Transform）特征向量，利用基准标识物和SIFT特征匹配确定视频序列之间的共享区域。最后根据共享区域计算相应视频序列的空间位置关系，当某方位视频序列无法获得虚拟物体的注册信息时，可以通过存在共享区域的相关方位获得最佳近似注册信息，完成虚拟物体在该视频序列的虚实注册。 同时，本论文研究实现了共享增强现实场景中基于多视频序列的真实物体表示方法。该方法首先获取初始视频序列中真实物体的侧影轮廓图和视差图，然后利用计算机视觉原理将二维图像的像素点映射到三维空间，并且根据映射点集合计算相应的三维凸包。当新的协作用户进入共享增强现实场景时，可以根据相应视频序列的空间位置关系、相关真实物体的已有三维凸包，快速表示该新协作用户感知区域的相关真实物体。 根据上述研究工作，本论文设计实现了多视频序列的设置模块、视频序列注册信息互补模块和真实物体表示模块。通过实验分析和比较说明：本论文关于共享增强现实场景的真实物体多方位表示的方法是正确的、可用的，并且在尽量减少视频序列数量、提高视频序列注册信息互补的准确度方面具有一定的特点。