【摘 要】
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增强现实(Augmented Reality，AR)是将计算机生成的虚拟物体嵌入到真实存在的现实场景中实现虚实融合，给人以视觉上增强了现实的体验，是虚拟现实(Virtual Reality，VR)的升级和发展。在增强现实系统中，虚实遮挡处理是虚实融合效果的关键，包括虚实遮挡关系判定和渲染两个环节。 本文主要对虚实遮挡关系判断和渲染两部分进行了研究，针对遮挡关系判断问题，在相机平移尺度基础上利用运
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增强现实(Augmented Reality，AR)是将计算机生成的虚拟物体嵌入到真实存在的现实场景中实现虚实融合，给人以视觉上增强了现实的体验，是虚拟现实(Virtual Reality，VR)的升级和发展。在增强现实系统中，虚实遮挡处理是虚实融合效果的关键，包括虚实遮挡关系判定和渲染两个环节。
本文主要对虚实遮挡关系判断和渲染两部分进行了研究，针对遮挡关系判断问题，在相机平移尺度基础上利用运动估计结构算法进行深度计算，通过坐标变换将虚拟物体和真实物体深度值统一转换到世界坐标系进行比较，实现了单目条件下的虚实遮挡判定；针对虚实渲染问题，采用帧间差分法(动态场景)和Canny算法(静态场景)进行轮廓提取，并基于此轮廓直接建立遮挡蒙版，然后通过OpenGL模板和深度缓存实现虚实融合渲染。
对改进后的遮挡处理算法分别在有标记和无标记两类增强现实场景上进行了测试，结果证明本文算法能够有效解决单目条件下的虚实遮挡问题，具有良好的场景适应性；通过与其他蒙版生成方法(滤波法和直接深度法)对比，直接提取轮廓建立蒙版的方法均方误差(MSE)更小，且结构相似性(SSIM)更高，表明此方法能够获得较高准确度的遮挡蒙版，从而保证了本文遮挡处理算法能够获取边缘清晰度更高的遮挡效果；对比研究本文算法与其他遮挡处理算法(动态变换帧法等)在两类AR场景下的测试实验，结果表明本文算法在遮挡效果上边缘清晰度更高且在性能参数上具有更高的输出帧率。
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