远程交互式虚拟展示系统技术方案

本发明专利技术属于虚拟交互展示技术领域，具体为远程交互式虚拟展示系统，包括：摄像头、视频采集卡、主机和设置在主机内的抠除模型，所述主机内搭载有GPU运算平台，所述抠除模型基于运动识别模块、红外识别模块和色差识别模块，所述运动识别模块用于选取展示目标，所述红外识别模块用于对展示目标进行轮廓识别，所述色差识别模块用于进一步细化展示目标的轮廓。本发明专利技术摄像头开始工作，读取到视频流后，输入到GPU运算平台，通过特定按键确立背景后，开始将其后输入的视频流做为源视频流，将背景和源视频流输入特定模型，进行实时背景抠除，无需大的空间和特定场所以及空间中布置背景墙，为使用者节省时间、空间，具有一定的便捷性和经济性。具有一定的便捷性和经济性。具有一定的便捷性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
远程交互式虚拟展示系统


[0001]本专利技术涉及虚拟交互展示
，具体为远程交互式虚拟展示系统。

技术介绍

[0002]虚拟展示系统是近年来出现的图形图像领域的高新技术，也被称为灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，并将使用者带入，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物，同时可以自身及环境信息展示出来，供虚拟交互使用。
[0003]现有公司因为嫁接工业互联网进行工业产品直播，数字孪生的工业产品线上直播，线下展览展示的过程中都需要人和产品进行交互，且场景受限，因此本申请专利技术了人工智能的无绿幕实时抠像技术，可以让直播人员不受场地限制，特别是线下展贸服务的时候，方便技术人员通过网络进行虚拟讲解和直播。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]远程交互式虚拟展示系统，包括：
[0007]摄像头、视频采集卡、主机和设置在主机内的抠除模型，所述主机内搭载有GPU运算平台，所述抠除模型基于运动识别模块、红外识别模块和色差识别模块，所述运动识别模块用于选取展示目标，所述红外识别模块用于对展示目标进行轮廓识别，所述色差识别模块用于进一步细化展示目标的轮廓；
[0008]根据摄像头读取到视频流后，输入到主机内GPU运算平台，通过特定按键确立背景后，开始将其后输入的视频流做为源视频流，将背景和源视频流输入抠除模型，进行实时背景抠除，抠除色差识别模块识别到展示目标轮廓之外的图像，输出去除背景后的图像。
[0009]通过采用上述技术方案，利用模型计算，高效便捷的方式实现了一键背景扣除，并且无需特殊的硬件、场地配置，只需要一个摄像头，一台电脑，摄像头连接电脑后，开启应用，摄像头开始工作，读取到视频流后，输入到GPU运算平台，通过特定按键确立背景后，开始将其后输入的视频流做为源视频流，将背景和源视频流输入特定模型，进行实时背景抠除，无需大的空间和特定场所以及空间中布置背景墙，即可随时随地进行使用，为使用者节省时间、空间，具有一定的便捷性和经济性。
[0010]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主机上还设有语音输入设备，且所述语音输入设备包为麦克风。
[0011]通过采用上述技术方案，便于音影同步，降低远程交互延迟。
[0012]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述摄像头为红外传感摄像头，用于人体识别。
[0013]通过采用上述技术方案，可以辅助目标追踪，较为合理。
[0014]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动识别模块采用三帧差分法，所述三帧差分法包括有以下算法流程：首先读取三帧图像I
k
‑1、I
k
和I
k+1
，将其灰度化，再分别计算连续两帧图像的差值图像D(k
‑
1，k)和D(k，k+1)，设定阀值T二值化处理，提取出运动目标，计算公式如下：
[0015][0016][0017]最后，通过逻辑“与”运算得到运动目标，计算公式如下：
[0018][0019]通过采用上述技术方案，用于对展示目标进行轮廓识别。
[0020]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动识别模块采用三帧差分法检测后，利用如下拉普拉斯
‑
高斯算子公式消除空洞现象，提取目标前景：
[0021][0022]式中：σ为标准差，σ越小细节增强效果更好，σ越大则平滑效果较好，基础取值0.5。
[0023]通过采用上述技术方案，用于跟踪并选取展示目标，便于全面虚拟展示。
[0024]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述红外识别模块采用Kinect传感器，利用Kinect传感器的深度测量技术，对人体，人体部位和人体关节进行识别，输出人体轮廓图像。
[0025]通过采用上述技术方案，拉普拉斯
‑
高斯算子为Log边缘检测算子，Log边缘检测是把高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器结合起来，先对带有噪声的原始图像进行平滑滤波，再进行锐化增强边缘和细节，所以边缘检测的效果更好。
[0026]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述色差识别模块包括有以下识别步骤：
[0027]S1：确定感兴趣背景区域的位置与大小；
[0028]S2：变换到需要的颜色空间，统计背景区域各个像素此时的颜色分量；
[0029]S3：绘制背景区域各个颜色分量的直方图；
[0030]S4：计算背景区域的期望，估计阈值；
[0031]S5：在视频中实时检测背景区域，利用欧氏距离及加权欧氏距离公式将阈值以外的像素点提取出来，即保留，而阈值以内的点用新的背景色替换。
[0032]通过采用上述技术方案，用于进一步细化展示目标的轮廓，得出抠除范围，配合范围抠除的进行。
[0033]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述色差识别模块的计算公式为：
[0034][0035]式中：背景有n个像素点，其颜色均值为E(r
e
，g
e
，b
e
)，图像上每个像素点p
i
的颜色C
i
要用(r
i
，g
i
，b
i
)三个分量表示，且0≤r
i
，g
i
，b
i
≤255；
[0036]在该模型中，以E点为球心，C
i
是分布在空间中的各个点，C
i
到E欧氏距离的平方公式为：
[0037][0038]设R为阈值半径，当的时候，根据轮廓提取出前景上的点，当的时候，根据轮廓将源视频流上的之外的点滤掉。
[0039]通过采用上述技术方案，用于进一步细化展示目标的轮廓，得出抠除范围，配合范围抠除的进行。
[0040]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0041]1.本专利技术利用模型计算，高效便捷的方式实现了一键背景扣除，并且无需特殊的硬件、场地配置，只需要一个摄像头，一台电脑，摄像头连接电脑后，开启应用，摄像头开始工作，读取到视频流后，输入到GPU运算平台，通过特定按键确立背景后，开始将其后输入的视频流做为源视频流，将背景和源视频流输入特定模型，进行实时背景抠除，无需大的空间和特定场所以及空间中布置背景墙，即可随时随地进行使用，为使用者节省时间、空间，具有一定的便捷性和经济性。
[0042]2.本专利技术也可以解决目前大量短视频制作，影视后期制作中的技术支持，越来越多的人为了创作更有特色的视频，直播等应用从而需要使用虚实结合的方式进行创作，而传统的虚实结合技术，需要搭建专门的绿幕或者蓝幕直播间，才能把背景扣除，本专利技术最核心的作用就是能快速一键去除复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.远程交互式虚拟展示系统，其特征在于，包括：摄像头、视频采集卡、主机和设置在主机内的抠除模型，所述主机内搭载有GPU运算平台，所述抠除模型基于运动识别模块、红外识别模块和色差识别模块，所述运动识别模块用于选取展示目标，所述红外识别模块用于对展示目标进行轮廓识别，所述色差识别模块用于进一步细化展示目标的轮廓；根据摄像头读取到视频流后，输入到主机内GPU运算平台，通过特定按键确立背景后，开始将其后输入的视频流做为源视频流，将背景和源视频流输入抠除模型，进行实时背景抠除，抠除色差识别模块识别到展示目标轮廓之外的图像，输出去除背景后的图像。2.根据权利要求1所述的远程交互式虚拟展示系统，其特征在于，所述主机上还设有语音输入设备，且所述语音输入设备包为麦克风。3.根据权利要求1所述的远程交互式虚拟展示系统，其特征在于，所述摄像头为红外传感摄像头，用于人体识别。4.根据权利要求1所述的远程交互式虚拟展示系统，其特征在于，所述运动识别模块采用三帧差分法，所述三帧差分法包括有以下算法流程：首先读取三帧图像I
k
‑1、I
k
和I
k+1
，将其灰度化，再分别计算连续两帧图像的差值图像D(k
‑
1，k)和D(k，k+1)，设定阀值T二值化处理，提取出运动目标，计算公式如下：出运动目标，计算公式如下：最后，通过逻辑“与”运算得到运动目标，计算公式如下：。5.根据权利要求4所述的远程交互式虚拟展示系统，其特征在于，所述运动识别模块采用三帧差分法检测后，利用如下拉普拉斯
‑
高斯算子公式消除空洞现象，提取目标前景：式中：σ为标准差，σ越小细节增...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚增辉，姚建华，
申请(专利权)人：江苏龙冠影视文化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：