一種虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的圖像捕獲設(shè)備及圖像合成系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種電子科技類虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，具體地說設(shè)計(jì)一種vr（虛擬現(xiàn)實(shí)）與ar（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）結(jié)合設(shè)備。

背景技術(shù)：

vr虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的熱賣由此誕生了一個(gè)問題步入兩個(gè)人如何用vr設(shè)備通過圖像實(shí)施互動(dòng)、互傳，問題在于vr設(shè)備通常設(shè)置面部導(dǎo)致遮擋面部難以通過外部攝像頭捕捉人的面部整體圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)通過本發(fā)明的技術(shù)方案仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像捕捉、互傳。

原理：在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像互傳，以及并對(duì)非被遮擋區(qū)域動(dòng)面部器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的態(tài)圖像的實(shí)時(shí)捕獲，結(jié)合了面部被遮擋區(qū)域的虛擬生成面部固定圖案的生成圖案、美化效果圖案，構(gòu)成整體完全面部圖案。

一種虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的圖像捕獲設(shè)備及圖像合成系統(tǒng)包括：攝像頭、vr眼鏡，其特征在于：捕獲面部動(dòng)態(tài)區(qū)域畫面信息的陣列攝像頭組x，捕獲面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面的攝像頭組s；

面部畫面的活動(dòng)信息包括眼部區(qū)域的眼部運(yùn)動(dòng)信息，嘴部運(yùn)動(dòng)信息，面部動(dòng)態(tài)肌肉皮膚圖像；

合成面部動(dòng)區(qū)域指的是被眼鏡覆蓋區(qū)域，該區(qū)域無法通過攝像頭捕獲圖像，該區(qū)域圖像采用計(jì)算機(jī)合成，由此構(gòu)成完整面部，以及攝像頭無法捕獲到的頭部頭部上表面、兩側(cè)、后部圖像，雙耳機(jī)雙耳后側(cè)圖像；

面部動(dòng)態(tài)區(qū)域畫面與面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面以及合成面部動(dòng)區(qū)域構(gòu)成的面部頭像構(gòu)成的圖像叫圖像整體。

其特征在于：陣列攝像頭組x包括設(shè)置在左側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組a，設(shè)置在右側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組b，設(shè)置眼鏡以下區(qū)域的面部圖像捕獲攝像頭組d；

當(dāng)設(shè)置在左側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組a設(shè)置一個(gè)攝像頭時(shí)攝像頭設(shè)置于眼鏡鏡框內(nèi)，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于鏡片兩側(cè)，攝像頭面對(duì)人眼睛，并置于眼鏡鏡框內(nèi)位于于沿左右方向的中軸線，其有效成像區(qū)域覆蓋眼睛，位于人眼的正上方；

當(dāng)設(shè)置在右側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組b設(shè)置一個(gè)攝像頭時(shí)攝像頭設(shè)置于眼鏡鏡框內(nèi)，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于鏡片兩側(cè)，攝像頭面對(duì)人眼睛，并置于眼鏡鏡框內(nèi)位于于沿左右方向的中軸線，其有效成像區(qū)域覆蓋眼睛，位于人眼的正上方；

左眼眶與右眼眶區(qū)域內(nèi)可共用一個(gè)攝像頭h，當(dāng)共用一個(gè)攝像頭h時(shí)，攝像頭h位于兩個(gè)鏡片的鏡片與鏡片之間的位置；

設(shè)置眼鏡以下區(qū)域的面部圖像捕獲攝像頭組d，攝像頭組d包括1——8個(gè)攝像頭，沿著眼鏡的下側(cè)邊框上設(shè)置，當(dāng)設(shè)置1個(gè)攝像頭時(shí)設(shè)置于中心點(diǎn)上，當(dāng)設(shè)置2個(gè)時(shí)沿眼鏡左右側(cè)之間的下邊框中心點(diǎn)兩側(cè)等距對(duì)稱設(shè)置攝像頭攝像頭；當(dāng)設(shè)置3——8個(gè)時(shí)沿眼鏡左右側(cè)之間等距對(duì)稱設(shè)置；

捕獲面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面的攝像頭組s設(shè)置上額區(qū)域影像捕獲攝像頭組b，位于眼鏡沿左右側(cè)之間的中心點(diǎn)眼鏡上側(cè)邊框上，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)攝像頭時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于眼鏡左眼鏡框上側(cè)具體為上框邊長四分之三等分點(diǎn)處、眼鏡右眼鏡框上側(cè)上側(cè)上框邊長四分之一等分點(diǎn)處，攝像頭面對(duì)人面部上額區(qū)域捕獲影像。

其特征在于：所有攝像頭設(shè)置在vr眼鏡上通過兩種方式連結(jié)：1、固定式連結(jié)，2、空間旋轉(zhuǎn)式式連結(jié)。

其特征在于：固定式連接方式具體是即直接固定在vr眼鏡上將每個(gè)攝像頭，在vr眼鏡背側(cè)中心點(diǎn)處設(shè)置三軸陀螺儀即角速度傳感器他的測(cè)量物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；

角度速度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量被設(shè)置了角度變化傳感器物體與水平方向夾角的變化；

攝像頭組x、攝像頭組s二者獲取頭部與面部圖像的角度與面部之間是固定不變的，攝像頭組x與攝像頭組s與人的面部頭部三者間位置相對(duì)固定不變，人的面部會(huì)上下旋轉(zhuǎn)，上下仰望，具體方法是面部沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)角度被陀螺儀實(shí)時(shí)捕獲，圖像整體旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的角度，沿垂直水平方向旋轉(zhuǎn)圖像對(duì)應(yīng)沿垂直水平方向旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)角度，攝像頭捕獲的圖像整體旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)角度，圖像整體將做相同角度水平方向與垂直方向旋轉(zhuǎn)而后將圖像顯示。

其特征在于：空間旋轉(zhuǎn)式式連結(jié)即：將攝像頭通過3d旋轉(zhuǎn)，既可以沿水平面旋轉(zhuǎn)又可以沿垂直水平面旋轉(zhuǎn)，具體方案是通過轉(zhuǎn)子軸垂直連接的步進(jìn)電機(jī)定子電機(jī)a電機(jī)b，電機(jī)a的定子固定于vr眼鏡上，電機(jī)a轉(zhuǎn)子連接到電機(jī)b定子且二者呈90度角連接，電機(jī)b的轉(zhuǎn)子與攝像頭固定；

在vr眼鏡背側(cè)中心點(diǎn)處設(shè)置三軸陀螺儀即角速度傳感器他的測(cè)量物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；

角度速度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量被設(shè)置了角度變化傳感器物體與水平方向夾角的變化；

攝像頭組x、攝像頭組s二者獲取頭部與面部圖像的角度與面部之間是變化的，但是變化角度可以通過步進(jìn)電機(jī)反饋，攝像頭組x與攝像頭組s與人的面部頭部三者間位置相對(duì)固定不變，人的面部會(huì)上下旋轉(zhuǎn)，上下仰望，具體方法是面部沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)角度被陀螺儀實(shí)時(shí)捕獲，根據(jù)三軸陀螺儀反饋的頭部沿水平及垂直方向角度變化相應(yīng)作出調(diào)整對(duì)每個(gè)攝像頭的攝像角度，然后合成圖像整體，之后顯示。

其特征在于：在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像互傳，

以及并對(duì)非被遮擋區(qū)域動(dòng)面部器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的態(tài)圖像的實(shí)時(shí)捕獲，結(jié)合了面部被遮擋區(qū)域合成面部動(dòng)區(qū)域虛擬生成的面部圖案該圖案效果可以加入圖案美化效果圖案，構(gòu)成圖像整體的完全面部圖案；能實(shí)時(shí)見到人，相比看電影可以互動(dòng)所以有趣得多，實(shí)現(xiàn)了在面對(duì)面的交談方面該設(shè)備完全可以虛擬進(jìn)行并完成，交友等同于面對(duì)面交友的視覺效果；圖案美化效果圖案包括不限于眼鏡、熊貓眼，明星其他人物的局部面部圖像。

優(yōu)點(diǎn)：在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像互傳，以及并對(duì)非被遮擋區(qū)域動(dòng)面部器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的態(tài)圖像的實(shí)時(shí)捕獲，結(jié)合了面部被遮擋區(qū)域的虛擬生成面部固定圖案的生成圖案、美化效果圖案，構(gòu)成整體完全面部圖案；能實(shí)時(shí)見到人比看電影有趣得多陌生人尤其，比如：在面對(duì)面的交談方面該設(shè)備完全可以虛擬進(jìn)行并完成，交友等同于面對(duì)面交友。

附圖說明

圖1為攝像頭在vr眼鏡內(nèi)部圖

圖2為面部信息捕獲攝像頭設(shè)置在vr眼鏡上圖

圖3每個(gè)鏡片對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)攝像頭圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1、2、3，原理：在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像互傳，以及并對(duì)非被遮擋區(qū)域動(dòng)面部器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的態(tài)圖像的實(shí)時(shí)捕獲，結(jié)合了面部被遮擋區(qū)域的虛擬生成面部固定圖案的生成圖案、美化效果圖案，構(gòu)成整體完全面部圖案。

一種虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的圖像捕獲設(shè)備及圖像合成系統(tǒng)包括：攝像頭、vr眼鏡，其特征在于：捕獲面部動(dòng)態(tài)區(qū)域畫面信息（23）的陣列攝像頭組x（41），捕獲面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面（24）的攝像頭組s(42)；

面部畫面的活動(dòng)信息包括眼部區(qū)域的眼部運(yùn)動(dòng)信息，嘴部運(yùn)動(dòng)信息，面部動(dòng)態(tài)肌肉皮膚圖像；

合成面部動(dòng)區(qū)域（25）指的是被眼鏡覆蓋區(qū)域，該區(qū)域無法通過攝像頭捕獲圖像，該區(qū)域圖像采用計(jì)算機(jī)合成，由此構(gòu)成完整面部，以及攝像頭無法捕獲到的頭部頭部上表面、兩側(cè)、后部圖像，雙耳機(jī)雙耳后側(cè)圖像；

面部動(dòng)態(tài)區(qū)域畫面（23）與面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面（24）以及合成面部動(dòng)區(qū)域（25）構(gòu)成的面部頭像構(gòu)成的圖像叫圖像整體（22）。

陣列攝像頭組x（41）包括設(shè)置在左側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組a（43），設(shè)置在右側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組b（44），設(shè)置眼鏡以下區(qū)域的面部圖像捕獲攝像頭組d（45）；

當(dāng)設(shè)置在左側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組a（3）設(shè)置一個(gè)攝像頭時(shí)攝像頭設(shè)置于眼鏡鏡框內(nèi)，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于鏡片（6）兩側(cè)，攝像頭面對(duì)人眼睛，并置于眼鏡鏡框內(nèi)位于于沿左右方向的中軸線，其有效成像區(qū)域覆蓋眼睛，位于人眼的正上方；

當(dāng)設(shè)置在右側(cè)眼鏡框內(nèi)設(shè)置陣列攝像頭組b（44）設(shè)置一個(gè)攝像頭時(shí)攝像頭設(shè)置于眼鏡鏡框內(nèi)，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于鏡片（4）兩側(cè)，攝像頭面對(duì)人眼睛，并置于眼鏡鏡框內(nèi)位于于沿左右方向的中軸線，其有效成像區(qū)域覆蓋眼睛，位于人眼的正上方；

左眼眶與右眼眶區(qū)域內(nèi)可共用一個(gè)攝像頭h（5），當(dāng)共用一個(gè)攝像頭h（5）時(shí)，攝像頭h（5）位于兩個(gè)鏡片的鏡片與鏡片之間的位置；

設(shè)置眼鏡以下區(qū)域的面部圖像捕獲攝像頭組d（45），攝像頭組d（45）包括1——8個(gè)攝像頭，沿著眼鏡的下側(cè)邊框上設(shè)置，當(dāng)設(shè)置1個(gè)攝像頭時(shí)設(shè)置于中心點(diǎn)（12）上，當(dāng)設(shè)置2個(gè)時(shí)沿眼鏡左右側(cè)之間的下邊框中心點(diǎn)（31）兩側(cè)等距對(duì)稱設(shè)置攝像頭（32）攝像頭（30）；當(dāng)設(shè)置3——8個(gè)時(shí)沿眼鏡左右側(cè)之間等距對(duì)稱設(shè)置；

捕獲面部固定區(qū)域以及頭部固定區(qū)域畫面（24）的攝像頭組s(42)設(shè)置上額區(qū)域影像捕獲攝像頭組b（35），位于眼鏡沿左右側(cè)之間的中心點(diǎn)眼鏡上側(cè)邊框上，當(dāng)設(shè)置兩個(gè)攝像頭時(shí)，攝像頭分別設(shè)置于眼鏡左眼鏡框上側(cè)具體為上框邊長四分之三等分點(diǎn)處、眼鏡右眼鏡框上側(cè)上側(cè)上框邊長四分之一等分點(diǎn)處，攝像頭面對(duì)人面部上額區(qū)域捕獲影像。

所有攝像頭設(shè)置在vr眼鏡上通過兩種方式連結(jié)：1、固定式連結(jié)，2、空間旋轉(zhuǎn)式式連結(jié)。

固定式連接方式具體是即直接固定在vr眼鏡上將每個(gè)攝像頭，在vr眼鏡背側(cè)（29）中心點(diǎn)處設(shè)置三軸陀螺儀即角速度傳感器他的測(cè)量物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；

角度速度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量被設(shè)置了角度變化傳感器物體與水平方向夾角的變化；

攝像頭組x、攝像頭組s二者與頭部面、部圖像所呈角度是固定不變的，攝像頭組x與攝像頭組s與人的面部頭部三者間位置相對(duì)固定不變，人的面部會(huì)上下旋轉(zhuǎn)，上下仰望，具體方法是面部沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)角度被陀螺儀實(shí)時(shí)捕獲，圖像整體旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的角度，沿垂直水平方向旋轉(zhuǎn)圖像對(duì)應(yīng)沿垂直水平方向旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)角度，然后合成每個(gè)攝像頭捕獲的圖像與合成面部動(dòng)區(qū)域（25）組成圖像整體（22），圖像整體（22）將做相同角度水平方向與垂直方向旋轉(zhuǎn)而后將該圖像效果顯示。

攝像頭設(shè)置在vr眼鏡上，攝像頭與vr眼鏡是空間旋轉(zhuǎn)式連結(jié),即：設(shè)置在vr眼鏡上的攝像頭實(shí)現(xiàn)3d旋轉(zhuǎn)，既可以沿水平面旋轉(zhuǎn)又可以沿垂直水平面旋轉(zhuǎn)，具體方案是，電機(jī)a的定子固定于vr眼鏡上，電機(jī)a轉(zhuǎn)子連接到電機(jī)b定子且二者呈90度角連接，電機(jī)b的轉(zhuǎn)子與攝像頭固定；

在vr眼鏡背側(cè)（29）中心點(diǎn)處設(shè)置三軸陀螺儀即角速度傳感器他的測(cè)量物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；

角度速度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量被設(shè)置了角度變化傳感器物體與水平方向夾角的變化；

攝像頭組x、攝像頭組s可以進(jìn)行3d旋轉(zhuǎn)，攝像頭組x、攝像頭組s二者與頭部面、部圖像所呈角度是不斷變化的，具體變化角度可以通過步進(jìn)電機(jī)反饋獲取，人的面部會(huì)上下旋轉(zhuǎn)，上下仰望，具體方法是面部沿水平、垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其旋轉(zhuǎn)角度被陀螺儀實(shí)時(shí)捕獲，根據(jù)三軸陀螺儀反饋的頭部沿水平及垂直方向旋轉(zhuǎn)角度，對(duì)每個(gè)攝像頭進(jìn)行對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)改變攝像角度，然后合成每個(gè)攝像頭捕獲的圖像與合成面部動(dòng)區(qū)域（25）組成圖像整體（22），根據(jù)根據(jù)三軸陀螺儀反饋的頭部沿水平及垂直方向旋轉(zhuǎn)角度對(duì)圖像整體（22）進(jìn)行3d旋轉(zhuǎn)處理，之后顯示；此外可旋轉(zhuǎn)的攝像頭組x與攝像頭組s除眼鏡框內(nèi)設(shè)置的攝像頭外，都可以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整180度至面部反向視角，以人的視角方向捕獲外部圖像。

在頭部設(shè)置眼鏡、vr設(shè)備遮擋面部設(shè)備的同時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)完全面部圖像互傳；對(duì)非被遮擋區(qū)域動(dòng)面部器官運(yùn)動(dòng)時(shí)的態(tài)圖像的實(shí)時(shí)捕獲，結(jié)合面部被遮擋區(qū)域合成面部動(dòng)區(qū)域（25）虛擬生成的面部圖案，該虛擬生成面部圖案的圖案效果可以加入圖案美化效果圖案（99），構(gòu)成圖像整體（22）的完全面部圖案；圖案美化效果圖案（99）包括不限于眼鏡、熊貓眼，明星以及人物的局部面部圖像，能實(shí)時(shí)見到人，相比看電影可以互動(dòng)所以有趣得多，實(shí)現(xiàn)了在面對(duì)面的交談方面該設(shè)備完全可以虛擬進(jìn)行并完成，交友等同于面對(duì)面交友的視覺效果；此外可旋轉(zhuǎn)的攝像頭組x與攝像頭組s除眼鏡框內(nèi)設(shè)置的攝像頭外，都可以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整180度至面部反向視角，以人的視角方向捕獲外部圖像。