基于视频虚拟化身的远程视频协作

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1、2015年6月第41卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeringUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2015V01．41NO．6http：∥bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．C11DOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0532基于视频虚拟化身的远程视频协作刘思奇，喻纯+，史元春(清华大学计算机科学与技术系，北京100084)摘要：现有的远程视频通信系统往往局限于如何实时、准确地传递足量的

2、信息，却忽略了远程通信双方的交互需求；此外，传统的视频通信基于二维信息，并未对双方的三维信息充分加以利用．因此，在视频通信中融入3D技术，可以使得远程交互更加自然、高效，增强通信沉浸感．本文着眼于远程视频协作中的交互层面，提出了远程视频协作系统的“沉浸式”设计目标，据此设计并实现了一种新型的、基于视频虚拟化身的远程视频协作系统．具体而言，系统使用CreativeSenz3D深度摄像头，通过背景分割技术提取通信者的前景图像以作为虚拟化身，再将不同通信者的虚拟化身置于共同的虚拟场景之中，并在系统中加入手势的

3、辅助控制，设计了人物之间、人物与虚拟场景之间的自然的、“沉浸式”的交互方式，拓展了远程通信的交互协作模式．最后通过用户实验表明，本文设计的基于视频虚拟化身的远程视频协作模式，可以有效地提升远程通信协作的沉浸感．关键词：视频虚拟化身；视频协作；沉浸式；手势控制；虚拟现实中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1001．5965(2015)06—1087-08本文将远程视频协作定义为：不在同一物理空间的两人或多人，通过网络实时传输数据信息，借助视频、语音、文字等多种媒介，协同完成特定的任务．相比于基于

4、语音和文字的通信方式，视频信息的增加使通信双方能够获取更多必要的非语言类信息⋯。包括人物动作、面部表情、眼神和指向等；同时。视频通信增强了远程协作的可能性，对于需要持续且频繁交互的复杂任务，视频信息则更加不可或缺¨1．远程视频协作的核心问题¨2在于，如何为实际上不在同一空间的通信者，营造在同一个场景之中的感觉，将这种感觉称为“沉浸感”．现有的视频通信模式并没有最大限度地提升通信沉浸感，其根本原因在于，人物不在同一显示空间，人物与协作场景又相互分离，导致了不同通信者之间以及通信者与协作场景之间，无法实现自

5、然、直接的交互，造成了通信者沉浸感的不足．本文从增强视频协作的交互沉浸感出发，对现有的视频通信模式进行了分类与比较，指出了各类通信模式的优势与不足，在此基础上提出了视频协作系统的“沉浸式”设计目标．根据“沉浸式”设计目标，结合3D技术，本文提出并实现了一种基于视频虚拟化身的远程视频协作设计方案：通过背景分割算法，实时提取通信者的前景图像作为人物的虚拟化身，置于共同的协作场景下．在这种视频协作模式下，本文系统设计了通信者之间以及通信者与场景之间基于手势的交互方式，并以文件分享和远程游戏两种具体应用场景收稿

6、日期：2014-04-28；录用日期：2014-08-29；网络出版时问：2014一12-0110：44网络出版地址：WWW．cnki．net／kems／doi／10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0532．html基金项目：国家科技支撑计划(2012BHA2503)；国家科技重大专项(2013ZX01039001-002)作者简介：刘思奇(1991一)，男，辽宁抚顺人，硕士研究生，lsqgonna@gmail．Cornt通讯作者：喻纯(1984一)，男，湖北荆州人．助理研究员，y

7、c2peg@gmailcom，主要研究方向为人机交互；f用格式：刘思奇，喻纯，史元春．基于视频虚拟化身的远程视频协作ⅣJ．北京航空航天大学学报，2015，41f6)：1087—1094．LiusQ，Yuc，ShiYC．Videoavabr—basedremotevideocollaborationfJJ．JournalofBei／ingUniversityofAeronauticsandAstro-naut晒，2015，41∞J：1087—1094(inChinese)．1088北京航空航天大学学报20

8、15年为例，设计了具体的手势控制与体感交互，拓展了传统视频协作系统的交互模式，增强了远程视频协作的沉浸感．1沉浸式远程视频协作1．1视频通信模式的分类与比较现有的面向桌面系统的视频协作模式可以分为3种类型，分别是视频窗口模式”o(如Skype、Google+等)、硬件大屏幕模式(如Telepres—ence”1、虚拟会场¨。等)以及基于虚拟化身的会议模式H1．其中视频窗口模式和硬件大屏幕模式都具有4个非常明显的缺点，分别为菲语言信息的不完整