一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成，濾波單透鏡位于該智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚(yáng)聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機(jī)、深度感應(yīng)器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器B。使用時(shí)面對鏡面可以通過語音、手勢和智能鏡互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測量身體數(shù)據(jù)，虛擬試穿等體驗(yàn)。也可以聽懂人類語言，看懂人類操作手勢的含義，面對鏡子時(shí)，通過語音控制來查閱互聯(lián)網(wǎng)信息，通過手勢控制來更換虛擬服飾決定當(dāng)天的穿著，記錄和分析身體骨骼的運(yùn)動(dòng)軌跡，輔助練習(xí)各類身體姿勢要求高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。
【專利說明】—種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鏡子，尤其是一種基于自然用戶界面交互和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]自然用戶界面是指一類無形的用戶界面，只需要人們以最自然的交流方式(如語言和身體姿勢及動(dòng)作)與機(jī)器互動(dòng)。特別是觸控技術(shù)和體感技術(shù)將使人機(jī)交互變得更加自然直觀，更為人性化。
[0003]人體三維掃描系統(tǒng)也稱三維人體測量系統(tǒng)，人體數(shù)字化系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于服裝，動(dòng)畫，人機(jī)工程以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，是發(fā)展人體(人臉)模式識別，特種服裝設(shè)計(jì)(如航空航天服，潛水服)，人體特殊裝備(人體假肢，個(gè)性化武器裝備)，以及開展人機(jī)工程研究的理想工具。
[0004]人體全身(半身)掃描系統(tǒng)獲取的人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含了完整人體各個(gè)部位的準(zhǔn)確的三維信息?；谌梭w點(diǎn)云數(shù)據(jù)即點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型可生成完整的人體網(wǎng)格模型即面片模型；基于人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過人體參數(shù)化數(shù)字處理軟件可獲得不同部位的準(zhǔn)確人體參數(shù)尺寸。
[0005]機(jī)器的視覺反應(yīng)系統(tǒng)一體感控制，在于人們可以很直接地使用肢體動(dòng)作，與周邊的裝置或環(huán)境互動(dòng)，而無需使用任何復(fù)雜的控制設(shè)備，便可讓人們身歷其境地與內(nèi)容做互動(dòng)。舉個(gè)例子，當(dāng)你站在一臺電視前方，假使有某個(gè)體感設(shè)備可以偵測你手部的動(dòng)作，此時(shí)若是我們將手部分別向上、向下、向左及向右揮，用來控制電視臺的快轉(zhuǎn)、倒轉(zhuǎn)、暫停以及終止等功能。并且，隨著技術(shù)的進(jìn)步，體感控制還可以用在商場的服裝店，甚至用戶可以在網(wǎng)上隨意試穿自己喜歡的衣服；在高爾夫練習(xí)場配合用戶練習(xí)揮桿(紀(jì)錄并回放用戶揮桿全過程的身體骨骼運(yùn)動(dòng)軌跡)，等等。
[0006]機(jī)器的聽覺反應(yīng)系統(tǒng)一語音控制，與機(jī)器進(jìn)行語音交流，讓機(jī)器明白你說什么，這是人們長期以來夢寐以求的事情。語音識別技術(shù)就是讓機(jī)器通過識別和理解過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的技術(shù)。語音識別技術(shù)主要包括特征提取技術(shù)、模式匹配準(zhǔn)則及模型訓(xùn)練技術(shù)三個(gè)方面。語音識別技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)也得到了充分的引用，例如在翼卡車聯(lián)網(wǎng)中，只需按一鍵，通過客服人員口述即可設(shè)置目的地直接導(dǎo)航，安全、便捷。
[0007]單向透視玻璃，是一種對可見光具有很高反射比的特種玻璃，單向透視玻璃在使用時(shí)反射面必須是迎光面或朝向室外一側(cè)。當(dāng)室外比室內(nèi)明亮?xí)r，單向透視玻璃與普通鏡子相似，室外看不到室內(nèi)的景物，但室內(nèi)可以看清室外的景物。而當(dāng)室外比室內(nèi)昏暗時(shí)，室外可看到室內(nèi)的景物，且室內(nèi)也能看到室外的景物，其清晰程度取決于室外照度的強(qiáng)弱。單向透視玻璃主要適用于隱蔽性觀察窗、孔等。
[0008]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality Technique,簡稱AR),是在虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場景中，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”。同時(shí)，由于用于與真實(shí)世界的聯(lián)系并未被切斷，交互方式也就顯得更加自然。
[0009]和VR (虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))比較起來，在AR (增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))中，真實(shí)的周遭環(huán)境扮演一個(gè)非常重要的角色。AR (增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))主要的目的是把人造的虛擬對象，置于真實(shí)的環(huán)境當(dāng)中，或是真實(shí)環(huán)境的實(shí)時(shí)影片。
[0010]綜合以上【背景技術(shù)】，目前市場上已經(jīng)存在諸多集成了紅外掃描、體感控制、3D建模和3D動(dòng)作控制等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)明，例如基于Kinect的體感游戲，虛擬試衣間等等，這些應(yīng)用其主要采集輸入視頻數(shù)據(jù)的設(shè)備為體感攝像頭、輸出設(shè)備則以電腦和電視為主。
[0011]但是，由于受到視頻采集設(shè)備的分辨率限制，服裝試衣等應(yīng)用目前尚無法達(dá)到“高度清晰”的效果，一旦真實(shí)的輸出畫質(zhì)很差，那么便無法實(shí)現(xiàn)AR或VR的預(yù)計(jì)效果，而目前市場上的所有虛擬試衣間都是用電視畫面結(jié)合服圖案來作為結(jié)果輸出的，畫面分辨率普遍很低。
[0012]綜上所述，這類試衣系統(tǒng)的應(yīng)用就只能稱之為“聊勝于無”，并不能帶給用戶最佳體驗(yàn)，無法讓用戶真正的感受到仿佛是站在“鏡子”面前來進(jìn)行一些虛擬服飾試穿。
[0013]類似于試衣，目前在門店試妝，姿勢矯正所使用的鏡子，均不能帶給用戶最佳的體驗(yàn)。在閱讀新聞方面，目前可以通過觸碰電腦屏幕來獲取，但不能與鏡子這樣的物體進(jìn)行仿真互動(dòng)交流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)的鏡子結(jié)合，提供一面智能的鏡子，其解決的問題之一是面對鏡面時(shí)可以通過語音、手勢等自然語言和鏡子互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)測量身體數(shù)據(jù)，搜索合適的服裝，虛擬試穿等的試衣體驗(yàn)，通過手勢控制來更換虛擬服飾以決定當(dāng)天的穿著的“試衣鏡”應(yīng)用。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一面鏡子，可以聽懂人類語言，看懂人類操作手勢的含義，提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)服務(wù)，把人造的虛擬對象(如天氣預(yù)報(bào)、新聞視頻、服飾圖案)，置于真實(shí)的環(huán)境中，讓人在每天面對鏡子的時(shí)候，可以通過語音控制來查閱互聯(lián)網(wǎng)信息，這是“新聞鏡”的應(yīng)用。
[0016]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一面鏡子，面對鏡子做各類運(yùn)動(dòng)鍛煉，可記錄用戶的運(yùn)動(dòng)骨骼軌跡數(shù)據(jù)，便于用戶分析運(yùn)動(dòng)體姿，以便進(jìn)行矯正姿勢，例如“舞蹈鏡”、“高爾夫練習(xí)鏡”。
[0017]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成。
[0018]所述濾波單透鏡位于智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚(yáng)聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機(jī)、深度感應(yīng)器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器B ;在所述主板下方依次有音頻輸入接口、視頻輸入接口和電源狀態(tài)顯示燈。
[0019]所述濾波單透鏡是在單透鏡基礎(chǔ)上涂有一層特定光譜濾波涂層，能夠根據(jù)鏡子前后側(cè)光線變化實(shí)現(xiàn)單面成像。在使用時(shí)將其內(nèi)部一側(cè)光線控制在最黑暗的狀態(tài)，以保證高清、高還原的成像效果。
[0020]所述特定光譜濾波涂層位于在濾波單透鏡內(nèi)側(cè)，即與發(fā)光屏幕連接面上，將發(fā)光屏幕發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光(如黑色光)過濾掉。這樣站在單透鏡前通過自然光的反射可以看到自身及周圍環(huán)境的鏡像，疊加上發(fā)光屏濾過后的衣服素材效果，即可形成衣服素材與真實(shí)人體影像的疊加，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)技術(shù)能達(dá)到的換裝體驗(yàn)。
[0021]所述發(fā)光屏幕是普通的電子顯示屏，可以用電視機(jī)顯示屏或背部投影儀替代，連接電腦主機(jī)，程序運(yùn)行后，試衣軟件會(huì)顯示在屏幕上，經(jīng)過濾光處理，衣服等素材會(huì)投在的單透鏡上，與鏡前的人體疊加顯示在鏡中，實(shí)現(xiàn)高清換裝效果。
[0022]所述主板，是微型電腦主機(jī)，置于發(fā)光屏幕下方的底座中，運(yùn)行智能鏡控制程序，可對試衣軟件等程序進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0023]所述揚(yáng)聲器在鏡框上方左右兩側(cè)各有一個(gè)，實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)等功能。
[0024]所述紅外線發(fā)射器，能夠捕捉鏡頭前發(fā)熱物體，即人體，并根據(jù)人體所作出的不同動(dòng)作來識別并完成相應(yīng)指令。
[0025]所述彩色攝影機(jī)，采集鏡頭前畫面數(shù)據(jù)，使得活動(dòng)人體真實(shí)的影射在鏡子后面的發(fā)光屏上，據(jù)此附著經(jīng)過處理的3D服裝投射在鏡子上，以達(dá)成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的效果。
[0026]攝像機(jī)是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備，他利用三基色原理，通過光學(xué)系統(tǒng)，把彩色的景物的光像分解為紅綠藍(lán)三種基本光像，由攝像器件完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換，憨厚進(jìn)項(xiàng)信號處理，編碼成彩色信號輸出到顯示器，再由顯示器將將三基色的電信號，按照電信號的不同比例顯示出不同顏色，產(chǎn)生彩色圖像被用戶看到。
[0027]所述深度感應(yīng)器，捕捉鏡前動(dòng)態(tài)人體，進(jìn)行即時(shí)三維掃描，獲取人體身材的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證完整真實(shí)的還原鏡前不同用戶的不同身材。
[0028]所述麥克風(fēng)，用來收集用戶聲音信息以識別指令，且將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號以供電腦主機(jī)識別，例如，“天氣預(yù)報(bào)”則系統(tǒng)自動(dòng)彈出天氣預(yù)報(bào)窗口，播報(bào)當(dāng)日天氣狀況。
[0029]主機(jī)通過麥克風(fēng)采集到的聲音數(shù)據(jù)，通過算法識別聲音內(nèi)容，通過聲音內(nèi)容實(shí)現(xiàn)同能的操作。
[0030]所述揚(yáng)聲器，是將電腦主機(jī)的電信號轉(zhuǎn)化成聲音信號被用戶聽見主機(jī)輸出提示說明的電信號給揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器通過轉(zhuǎn)化讓人們聽到提示語言。
[0031]所述音頻輸入、視頻輸入接口，通過該接口將捕捉機(jī)器面前的聲音影像信息錄入到主機(jī)中進(jìn)行處理。
[0032]所述電源狀態(tài)顯示燈，指示機(jī)器關(guān)機(jī)、待機(jī)以及各種運(yùn)行狀態(tài)。
[0033]本發(fā)明的有益效果是，
本發(fā)明將體感試衣系統(tǒng)和單面透鏡技術(shù)結(jié)合，給用戶身臨其境的試衣體驗(yàn)，用戶的感受就是在一面鏡子面前虛擬的更換身上的衣服(服裝3D圖案)，
1、只要用戶站在它面前，它就能展示店內(nèi)各種衣服穿在用戶身上的3D效果。如果用戶不滿意，也只需揮揮手，碰碰智能鏡中的虛擬按鈕就可以實(shí)現(xiàn)換裝；
2、它可以讓用戶在挑選衣服時(shí)，不用非得穿上才可以看到效果，體感技術(shù)可以察覺用戶的一舉一動(dòng)，比如用戶轉(zhuǎn)身，就可以看到背后的衣服效果；
3、彩色攝影機(jī)可以監(jiān)測到用戶的一舉一動(dòng)，當(dāng)他們轉(zhuǎn)身的時(shí)候，機(jī)器可以自動(dòng)分辨，同時(shí)將衣服的背面展示出來；
4、鏡子背后可以通過電視或背投技術(shù)投放3D服裝，用戶可以在鏡子中及時(shí)的感受自己試裝的效果，同時(shí)還可以通過手勢來來控制整個(gè)換衣服的過程。
[0034]另外，本發(fā)明還具有互聯(lián)網(wǎng)新聞、天氣預(yù)報(bào)、更換妝容飾品假發(fā)、拍照分享等功能，均可以一鍵操作或語音操作。
[0035]本發(fā)明的發(fā)光屏幕可以投放標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作姿勢，因此本發(fā)明還具有糾正運(yùn)動(dòng)或舞蹈姿勢的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0037]圖1為本發(fā)明正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2為本發(fā)明背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3為本發(fā)明側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖4是本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖5是本發(fā)明成像原理圖。
[0042]圖6是本發(fā)明進(jìn)行試衣效果圖。
[0043]圖7是本發(fā)明進(jìn)行高爾夫姿勢矯正效果圖。
[0044]圖8是本發(fā)明進(jìn)行更換口紅效果圖。
[0045]圖9是本發(fā)明進(jìn)行更換眼鏡效果圖。
[0046]圖10是本發(fā)明進(jìn)行更換假發(fā)效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0048]如圖1和圖3所示，本發(fā)明主要由底座1、方形鏡框2、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡3、發(fā)光屏幕4和主板5組成。
[0049]在方形鏡框2正面的上方從左至右依次有揚(yáng)聲器A21、紅外線發(fā)射器22、彩色攝像機(jī)23、深度感應(yīng)器24、麥克風(fēng)25、揚(yáng)聲器B26。
[0050]如圖2所示，在所述主板5下方依次有音頻輸入接口 51、視頻輸入接口 52和電源狀態(tài)顯示燈53。
[0051 ] 圖4是本發(fā)明的立體效果示意圖。
[0052]圖5是本發(fā)明成像原理圖，在濾波單透鏡3內(nèi)側(cè)即與發(fā)光屏幕4連接面，涂上一層特定光譜濾波涂層31，將發(fā)光屏幕4發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光(如黑色光，箭頭a)過濾掉，沒有過濾的部分(箭頭b)穿過濾波單透鏡，投射到用戶一側(cè)，自然光通過鏡面進(jìn)行反射到用戶一側(cè)(箭頭C)，這樣用戶的鏡像和發(fā)光屏幕過濾后的影像疊加到一起，其效果如圖6所示，在圖中d為人物頭像鏡面反射成像，e為服裝彩色背投影像，即試衣效果。
[0053]如圖7所示，是本發(fā)明的另一個(gè)應(yīng)用的效果圖，即作為姿勢矯正鏡，通過發(fā)光屏幕展現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)姿勢，并以此與鏡前的人的姿勢進(jìn)行吻合度比對，實(shí)現(xiàn)紀(jì)錄和分析用戶做出的各類動(dòng)作姿勢，協(xié)助用戶糾正各類對身體姿勢要求很高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，圖中示意的是高爾夫姿勢。
[0054]圖8-10是本發(fā)明的門店試妝鏡效果圖，通過kinect2的深度識別人臉功能，本專利試衣鏡還可應(yīng)用在化妝品飾品門店中，一鍵更換不同顏色的口紅(f)、眼鏡(g)以及假發(fā)(h)。
[0055]本專利除了具有試衣鏡功能外，還具有以下三方面的應(yīng)用，詳細(xì)介紹如下: 應(yīng)用一，門店試妝鏡功能:
本專利還可應(yīng)用在化妝品飾品門店中，一鍵更換不同顏色的口紅、眼鏡以及假發(fā)(如圖8—圖10所示)。門店中，女士們在購買口紅和假發(fā)等化妝品和飾品時(shí)，常常會(huì)感到涂卸和穿戴都非常麻煩，有了智能試妝鏡，麻煩的試裝過程會(huì)變得輕松許多。智能鏡后接電腦主機(jī)，電腦獲取kinect2.0的紅外深度數(shù)據(jù)掃描人體位置，同過深度圖像的解析分析計(jì)算出頭部的位置，同時(shí)獲取kinect2.0高清攝像頭的數(shù)據(jù)，通過頭部位置截取人臉圖像，通過人臉識別算法計(jì)算出人面部的五官的位置。該技術(shù)可捕捉顧客的面部特征，顧客只需點(diǎn)擊屏幕上的口紅顏色，攝像頭就能通過將眼影“涂抹”在顧客嘴部的準(zhǔn)確位置，顧客轉(zhuǎn)動(dòng)頭部就能從不同角度觀察上妝的效果，不僅完全省卻了顧客試妝的麻煩，也幫助化妝品零售商節(jié)省了準(zhǔn)備小樣和化妝工具的費(fèi)用。同時(shí)，我們還可以在眼部、頭部更換數(shù)千款不同的眼鏡、眼影以及假發(fā)素材，素材與真實(shí)人像結(jié)合，不僅可以看到逼真的效果，更可以快速的從眾多的產(chǎn)品中找到自己喜歡的某幾款款，再涂上嘴巴體驗(yàn)真實(shí)效果。平日女士們逛街買口紅假發(fā)等產(chǎn)品，往往因?yàn)樘^于麻煩，而不能試遍所有顏色款式，而本專利智能鏡的這一試妝功能方便了用戶體驗(yàn)產(chǎn)品的不同款式顏色，同時(shí)也大大提高了購買效率。
[0056]應(yīng)用二，姿勢矯正鏡功能:
姿勢矯正功能主要利用了攝像頭的動(dòng)態(tài)捕捉、體感控制等功能。本專利中所應(yīng)用到的kinect2.0版本攝像頭是微軟公司在10年公布的一款3D體感攝像機(jī)(微軟最初開發(fā)代號為“Project Natal ”)，它不需要使用任何控制器，依靠相機(jī)捕捉三維空間中用戶的運(yùn)動(dòng)，其植入了即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識、麥克風(fēng)輸入、語音辨識等功能，糾正運(yùn)動(dòng)與舞蹈姿勢的功能很大程度上基于kinect的這些工作原理。這其中，攝像頭起到了很大的作用，它負(fù)責(zé)捕捉人肢體的動(dòng)作，然后其內(nèi)置程序教它如何去識別、記憶、分析處理這些動(dòng)作。從技術(shù)上來說，kinect的體感技術(shù)是同類型體感設(shè)備中最為先進(jìn)的，它不只是一個(gè)攝像頭，雖然它一秒可以捕捉30次，但是這只是整個(gè)系統(tǒng)的一部分。除此之外，kinect還有一個(gè)傳感器負(fù)責(zé)探測力度和深度、四個(gè)麥克風(fēng)負(fù)責(zé)采集聲音。它也不僅僅是一個(gè)控制器，kinect會(huì)將你所處的房間形成一個(gè)3D影像，然后分析你身體的運(yùn)動(dòng)，因此整個(gè)系統(tǒng)是著眼于你所處的全部真實(shí)環(huán)境，并形成一個(gè)綜合的控制系統(tǒng)，真正做到“你的身體就是控制器”。應(yīng)用在本專利中的kinect2.0不僅僅是一個(gè)放置在房間里的靜態(tài)傳感器，它可以捕獲人體運(yùn)動(dòng)并做出數(shù)據(jù)分析，還可以讓用戶隨心所欲的以聲音和動(dòng)作來控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。
[0057]國內(nèi)外一些體育運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練和比賽中，特別是一些須要高速轉(zhuǎn)動(dòng)或跑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，追求進(jìn)步和精確度的時(shí)候都應(yīng)用到了高速攝像儀。例如高爾夫球，田徑運(yùn)動(dòng)，游泳，體操等等。對每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)來說，正確的運(yùn)動(dòng)姿勢和動(dòng)作是練習(xí)者提高水平的重要因素。
[0058]高速攝像儀在滿幅分辨率2560*1920下最高速度可達(dá)2000幀/秒甚至更高。然而，這種拍攝儀器只能做到記錄和還原動(dòng)作，并不能提供標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的精確參照與對比，教練和練習(xí)者需要事后再利用慢速或每幀回播功能，從而人為對比動(dòng)作的不足找出原因、糾正錯(cuò)誤動(dòng)作，但是肉眼觀察并不能保證動(dòng)作改進(jìn)的精準(zhǔn)度，這一點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)智能鏡可以解決。
[0059]不是千家萬戶的運(yùn)動(dòng)愛好者都能夠有教練的全程陪同與拍攝，在我們的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡項(xiàng)目中，和捕捉動(dòng)作的高速攝像儀雷同，虛擬試衣鏡中的高速紅外數(shù)據(jù)采集技術(shù)和人體骨骼識別技術(shù)可以代替攝像儀捕捉鏡頭前人體完成一個(gè)動(dòng)作的整套骨骼運(yùn)動(dòng)的紅外數(shù)據(jù)、捕捉骨骼運(yùn)動(dòng)軸。Kinect2.0中的紅外發(fā)射器(Infrared Projector)發(fā)射出錯(cuò)射光,通過紅外發(fā)射器鏡頭前的光柵(diffuser)，均勻地投射到測量空間，測量空間的粗糙物體反射，形成隨機(jī)的散斑，再通過紅外攝影機(jī)(Infrared Camera)記錄空間的每個(gè)散斑,通過晶片的計(jì)算便得到3D深度圖像，從而得出并記錄下測量空間中完整的人體3D信息。同時(shí)主機(jī)接收到上述的攝像機(jī)采集的彩色信號經(jīng)過處理顯示在熒光屏上，通過kinect接收的3D深度圖像經(jīng)過一系列算法，計(jì)算出人體(骨骼)位置，將衣服模型穿在彩色圖像的人身上并記錄人體骨骼的一系列運(yùn)動(dòng)。將其完整的記錄下來后將一個(gè)動(dòng)作分解成數(shù)千幀做慢鏡頭回放，在這個(gè)過程中我們可以看到每個(gè)動(dòng)作每一幀與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的重疊和合成，經(jīng)過電腦的運(yùn)算與比對，分析拍攝下來的每一幀用戶動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的細(xì)微差別，標(biāo)記出過程中的不規(guī)范動(dòng)作，保證動(dòng)作改進(jìn)精確度的同時(shí)還可達(dá)到無需教練，全程自助便可糾正自己在運(yùn)動(dòng)中不規(guī)范動(dòng)作的目的。
[0060]Kinect的功用并不局限于體感控制，它還具備3D縱深掃描以及人臉識別技術(shù)，本專利中所述新聞鏡即使用了這一技術(shù)。面部識別使用kinect攝像機(jī)作為識別信息獲取裝置。以非接觸的方式獲取識別對象的面部圖像，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在獲取圖像后與數(shù)據(jù)庫圖像進(jìn)行比對后完成識別過程。面部識別是基于生物特征的識別方式，與指紋識別等傳統(tǒng)的識別方式相比，具有實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高精度、易于使用、穩(wěn)定性高、難仿冒、性價(jià)比高和非侵?jǐn)_等特性，較容易被用戶接受。人臉識別技術(shù)中被廣泛采用的區(qū)域特征分析算法，它融合了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理于一體，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)從視頻中提取人像特征點(diǎn)，利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理進(jìn)行分析建立數(shù)學(xué)模型，即人臉特征模板。之后將已建成的人臉特征模板與被測者的面像進(jìn)行特征分析，根據(jù)分析的結(jié)果來給出一個(gè)相似值。通過這個(gè)值即可確定是否為同一人?；诖思夹g(shù)，本專利可以識別用戶身份，識別通過后利用體感和聲控技術(shù)分辨用戶指令，將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別的代碼控制系統(tǒng)做出相應(yīng)應(yīng)答，計(jì)算機(jī)同時(shí)還相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｋ褂玫腜C連接網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)連接互聯(lián)網(wǎng)云端獲取大量網(wǎng)絡(luò)資訊并保持同步更新，經(jīng)過處理后成為鏡中可被用戶獲取的新聞內(nèi)容。用戶通過手勢與語音控制系統(tǒng)播送新聞天氣(通過系統(tǒng)的揚(yáng)聲器發(fā)出聲音、后置放光屏播放畫面)或切換到姿勢矯正鏡、快速換裝等其他功能。
[0061]應(yīng)用三，新聞天氣鏡功能:
相信很多人都在影視劇中看到過一個(gè)橋段:演員在跑步機(jī)或其他運(yùn)動(dòng)器材上鍛煉身體的同時(shí)帶著耳機(jī)收聽音樂或者看電視中的新聞，在我們的虛擬試衣鏡中，電視機(jī)、音樂播放器等外置設(shè)備被電腦主機(jī)所替代，需要使用者反復(fù)手動(dòng)操作的步驟也被試衣鏡的語音及體感控制技術(shù)替代，省去了擺放外置設(shè)備和伸手控制設(shè)備的麻煩。
[0062]舉個(gè)例子:清晨起床換裝或者在門店中對鏡試裝的時(shí)候，當(dāng)用戶在試衣鏡中找尋適合自己的服裝的同時(shí)，可以對著配備了音頻采集系統(tǒng)的試衣鏡用發(fā)聲的方式來控制試衣鏡(語音控制技術(shù))調(diào)出當(dāng)日新聞或天氣信息以供用戶用手勢選擇(體感控制技術(shù))閱讀觀看，也可以語音控制后臺搜索出自己喜歡的音樂，伴隨著動(dòng)聽的音樂對鏡運(yùn)動(dòng)調(diào)整不規(guī)范姿勢。
[0063]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的虛擬試衣、高速紅外數(shù)據(jù)采集技術(shù)糾正運(yùn)動(dòng)動(dòng)作、語音體感控制查閱收聽信息三大功能即為互聯(lián)網(wǎng)智能鏡的主要功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)，依托于數(shù)種互聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)的糅合應(yīng)用。將科技帶入現(xiàn)實(shí)生活、以創(chuàng)新推動(dòng)極致體驗(yàn)，互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，不僅僅可以為生活增添更多的便利，更是標(biāo)志著一個(gè)全新生活方式的到來。
[0064]本發(fā)明具體實(shí)施過程如下:
該部分分為三個(gè)實(shí)施步驟:軟件開發(fā)、硬件組裝和服務(wù)器的架設(shè)。
[0065]1.軟件開發(fā):
軟件開發(fā)所涉及到的編程軟件語言及開源庫有:Visul stud12010、C++、C#、openN1、openCV、openGL、Unity3D 以及 webservice。
[0066]軟件開發(fā)所使用的環(huán)境:利用windows平臺作為軟件開發(fā)大環(huán)境，以確保軟件可以在winxp、win7、win8等使用最廣泛的電腦系統(tǒng)中使用。
[0067]涉及到的編程軟件及語言:使用微軟公司推出的Visul stud12010為主要編程軟件，它是目前最通用的Windows平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境,支持開發(fā)面向Windows 7的應(yīng)用程序。編程主要語言為C++，C++應(yīng)用較為廣泛，是一種靜態(tài)數(shù)據(jù)類型檢查的，支持多重編程的通用程序設(shè)計(jì)語言。openN1、openCV、openGL等則為程序所使用的主要開源庫。
[0068]3D版本制作:主要使用Unity3D軟件，該軟件是由Unity Technologies開發(fā)的一個(gè)讓創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫等類型互動(dòng)內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，可運(yùn)行在Windows和Mac OS X下，類似于Director, Blender gameengine, Virtools或Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件其編輯器，所制成的3D素材可發(fā)布至Windows、Mac、Wi1、iPhone、Windows phone 8和Android平臺，二維衣服素材等可由Unity3D編輯為綁定人體骨骼的3D服裝放進(jìn)軟件中供用戶使用。
[0069]軟件和服務(wù)器接口開發(fā):利用webservice和C#編寫連接軟件和服務(wù)器的接口，確保軟件及其中各種素材可以上傳至服務(wù)器并由服務(wù)器調(diào)用。
[0070]2.硬件組裝:
高清3D版本的智能試衣鏡所需硬件設(shè)備:Kinect 2代、配備win8 (win7、winXP)系統(tǒng)的小型電腦主機(jī)(主機(jī)配置:i3處理器、8G內(nèi)存、GT X 860顯卡或以上、ITB硬盤)、1117X651mm電視機(jī)顯示屏或同等大小的背部投影儀、顯示屏(或背投)同等大小的濾光膜一塊、1300 X 700mm大小單透鏡一塊、切割板材若干。
[0071]組裝方式:將電視機(jī)(或背投)與kinect 2代攝像頭連接在電腦主機(jī)上，攝像頭放置于電視機(jī)(或背投)頂，面對用戶，電視機(jī)(或背投)豎置于主機(jī)上，屏幕外部包裹一層特制濾光膜將其三者放置在利用堅(jiān)固板材打造的容器中，設(shè)備面對用戶的最外部用同等大小的單透鏡密封即可。
[0072]面對用戶的攝像頭相當(dāng)于整套設(shè)備的“眼睛”，用于采集用戶身體的紅外數(shù)據(jù)，其中所帶深度感應(yīng)器則可捕捉用戶不同的動(dòng)作，將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給后臺，衣服便會(huì)貼在用戶身體上，通過電視機(jī)(或背投)屏幕前的濾光膜，衣服素材會(huì)投射在單透鏡上，被設(shè)備面前站立的用戶看到，實(shí)現(xiàn)“智能穿衣”的效果。同時(shí)，麥克風(fēng)和深度感應(yīng)器可以獲取用戶的語音和動(dòng)作信息，根據(jù)用戶不同的操作和語音指令完成不同的功能切換，以體感交互的方式實(shí)現(xiàn)“揮手”換裝和收聽新聞等功能。
[0073]3.服務(wù)器的架設(shè):
服務(wù)器是架設(shè)在線上與后臺的橋梁，用于溝通各種客戶端設(shè)備，它可以發(fā)布通用的信息公告到各個(gè)客戶端，也可以從客戶端收集各種有價(jià)值的數(shù)據(jù)，甚至可以打通客戶端和客戶端之間的屏障。
[0074]所架設(shè)服務(wù)器配置要求(可供約100臺設(shè)備共享):
云主機(jī)配置2核CPU+4G內(nèi)存+200GB硬盤+1M帶寬 3臺 4核CPU+8G內(nèi)存+200GB硬盤+1M帶寬2臺
帶寬類型云主機(jī)組件1M帶寬2臺
IP地址云主機(jī)組件IP地址10個(gè)
軟件素材更新
軟件中所應(yīng)用的所有服裝素材及新聞、分享等功能均上傳保存在后臺服務(wù)器，由后臺程序控制各種新素材(軟件版本)的更新發(fā)布、舊素材(軟件版本)的下架刪除等，后臺服務(wù)器可以保證整個(gè)軟件在設(shè)備上的正常運(yùn)行。
[0075]使用設(shè)備驗(yàn)證
服務(wù)器在整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行中起到門衛(wèi)的作用，所有使用的設(shè)備必須經(jīng)過管控服務(wù)器的后臺工作人員的授權(quán)才可正常運(yùn)行，否則無法訪問服務(wù)器上的任何素材，其所使用時(shí)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)也不會(huì)被服務(wù)器記錄與認(rèn)可。
[0076]數(shù)據(jù)行為分析
服務(wù)器可記錄其授權(quán)使用的設(shè)備所產(chǎn)生的各種人流、試穿次數(shù)等數(shù)據(jù)，并在后臺將其分析生成直觀可見的圖表。
監(jiān)控使用情況
設(shè)備開關(guān)機(jī)、運(yùn)行中以及運(yùn)行中是否出現(xiàn)故障均可體現(xiàn)在后臺服務(wù)器上，且后臺操作者可使用服務(wù)器對軟件進(jìn)行修補(bǔ)和管理。
[0077]本發(fā)明的核心技術(shù)方案是建立在自然用戶界面的交互(語音控制技術(shù)、體感控制技術(shù))、3D人體模型掃描和控制技術(shù)、單透玻璃、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)云加密技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)技術(shù)等諸多應(yīng)用技術(shù)之上的智能體感試衣鏡。
[0078]通過硬件設(shè)備和軟件服務(wù)技術(shù)的相結(jié)合，為用戶制定出一套完整的互動(dòng)型虛擬試衣解決方案，它主要由試衣終端，內(nèi)容管理服務(wù)器，兩大部分組合而成。不僅涵蓋了普通的試衣鏡功能、多媒體信息發(fā)布功能，還可以整合衣服屬性展示、打折促銷宣傳、多機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理等功能，同時(shí)還能接入互聯(lián)網(wǎng)、微博等新興媒體。“智能體感試衣鏡”通過全高清攝像頭實(shí)時(shí)捕捉現(xiàn)場人物影像，并結(jié)合體感探測裝置將服裝的2D圖片或3D模型“穿著”到顧客的影像上，實(shí)現(xiàn)虛擬服裝與真實(shí)顧客身形的完美融合。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)用戶站在這虛擬試衣鏡前時(shí)，裝置將自動(dòng)顯示試穿新衣以后的三維圖像，而用戶要做的只是簡單的揮揮手旋轉(zhuǎn)屏幕上的按鈕，便可以輕松換衣。
[0079]綜上所述,本發(fā)明具備兩大特點(diǎn):
1.智能鏡和普通鏡子的不同點(diǎn)在于:智能鏡相當(dāng)于一個(gè)智能機(jī)器人，它可以聽懂人的語言，看懂人的手勢，通過分辨人類不同的語言和手勢來為人提供各種普通鏡子無法實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)信息(圖文、語音、視頻等)服務(wù)。
[0080]2.智能鏡和普通電視的不同點(diǎn)則在于:他是鏡子，可以反射出“真實(shí)”的世界，提供電視低清分辨率無法達(dá)到的高清和身臨其境的帶入感，讓AR和VR技術(shù)得到更充分的應(yīng)用，為用戶帶來絕佳的視覺體驗(yàn)和換裝感受。
[0081]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改型和改變。因此，本發(fā)明覆蓋了落入所附的權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，主要由底座、方形鏡框、以及位于方形鏡框內(nèi)的濾波單透鏡、發(fā)光屏幕和主板組成，其特征是:所述濾波單透鏡位于該智能鏡面對用戶的一面，發(fā)光屏幕、主板位于濾波單透鏡的后側(cè)，其中主板位于發(fā)光屏幕的下方；在方形鏡框正面的上方從左至右依次有揚(yáng)聲器A、紅外線發(fā)射器、彩色攝像機(jī)、深度感應(yīng)器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器B ;所述濾波單透鏡是在單透鏡基礎(chǔ)上涂有一層特定光譜濾波涂層，涂層位于濾波單透鏡內(nèi)側(cè)與發(fā)光屏幕連接面上，能夠?qū)l(fā)光屏幕發(fā)出的彩色影像中不需要的單色光過濾掉，所述濾波單透鏡能夠根據(jù)鏡子前后側(cè)光線變化實(shí)現(xiàn)單面成像；所述紅外線發(fā)射器能夠捕捉鏡頭前發(fā)熱物體，即人體，并根據(jù)人體所作出的不同動(dòng)作來識別并完成相應(yīng)指令；所述彩色攝影機(jī)，采集鏡頭前畫面數(shù)據(jù)，使得活動(dòng)人體真實(shí)的影射在鏡子后面的發(fā)光屏幕上，據(jù)此附著經(jīng)過處理的3D服裝或人體骨骼結(jié)構(gòu)投射在鏡子上，以達(dá)成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的效果；所述深度感應(yīng)器，捕捉鏡前動(dòng)態(tài)人體行為，進(jìn)行即時(shí)三維掃描，獲取人體身材的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證完整真實(shí)的還原鏡前不同用戶的不同身材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:在所述主板下方依次有音頻輸入接口、視頻輸入接口和電源狀態(tài)顯示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述發(fā)光屏幕是普通的電子顯示屏，可以用電視機(jī)顯示屏或背部投影儀替代。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述主板，是微型電腦主機(jī)，置于發(fā)光屏幕下方的底座中，運(yùn)行智能鏡控制程序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述揚(yáng)聲器在鏡框上方左右兩側(cè)各有一個(gè)，實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)等功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述麥克風(fēng)用來收集用戶聲音信息以識別指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述音頻輸入、視頻輸入接口，通過該接口將捕捉機(jī)器面前的聲音影像信息錄入到主機(jī)中進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自然用戶界面的互聯(lián)網(wǎng)智能鏡，其特征是:所述電源狀態(tài)顯示燈，指示機(jī)器關(guān)機(jī)、待機(jī)以及各種運(yùn)行狀態(tài)。
【文檔編號】A47G1/02GK104461006SQ201410780468
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】盧晨華, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:盧晨華