移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的快速場景識別與注冊方法研究.pdf

1、硬件技術(shù)的發(fā)展,特別是智能手機(jī)處理能力的提高,使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)脫離 PC機(jī)、頭盔顯示器等笨重設(shè)備的限制并向戶外和無線發(fā)展成為可能,并由此推動了移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。與 PC機(jī)相比,移動設(shè)備的處理能力相對較弱,尚無法進(jìn)行場景的實(shí)時(shí)在線重建。針對上述問題,目前較為常用的策略是進(jìn)行離線重建、在線注冊。其中,在線注冊由場景識別和虛實(shí)注冊兩個(gè)部分組成。對于場景識別和虛實(shí)注冊,實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性是兩個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題。
　　針對傳統(tǒng)尺度

2、不變特征變換(Scale-Invariant Feature Transform, SIFT)算法不能在移動設(shè)備上在線實(shí)施的問題,在采用快速角點(diǎn)檢測提取特征點(diǎn)的基礎(chǔ)上,通過查找表以及描述符壓縮算法,對 SIFT描述符的生成過程及描述符匹配過程進(jìn)行加速,以滿足移動設(shè)備特征點(diǎn)提取、描述符生成及匹配的實(shí)時(shí)性需求。針對基于傳統(tǒng)變換編碼的檢索方法在進(jìn)行窮舉檢索及非對稱距離計(jì)算會導(dǎo)致大量距離計(jì)算的問題,通過將原始向量進(jìn)行子向量劃分編碼以加速非對稱距

3、離計(jì)算過程,此外,將原始的窮舉搜索分為三部分:粗搜索、精確搜索與重排序,以減少搜索的向量數(shù)目。為了達(dá)到實(shí)時(shí)注冊,將虛實(shí)注冊分成攝像機(jī)位姿初始化與攝像機(jī)追蹤兩部分。攝像機(jī)位姿初始化階段,采用改進(jìn)后的尺度不變特征變換及引導(dǎo)匹配計(jì)算初始攝像機(jī)位姿。攝像機(jī)追蹤階段,采用光流追蹤算法完成自然場景的追蹤。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,快速場景識別算法在提供合理的查找性能的同時(shí),還可以有效降低移動設(shè)備上的內(nèi)存空間占用量,一定程度上提高了基于視覺的移動增強(qiáng)