随着计算机技术的发展,增强现实技术已经成为一个非常热门的研究领域。增强现实技术是将摄像机摄取的实时图像与计算机生成的虚拟图像精确地融合在一起,通过摄像机、头盔、显示器等显示出来,并实现虚实交互的一门技术。虚实合成技术是增强现实的关键技术之一。本课题对增强现实应用中的三维影像实时合成技术进行研究,并将研究成果应用于远程象棋博弈系统。本文研究成果还可应用于文物古迹保护和复原、博物馆文物展示,还有远程医疗、远程教育、远程娱乐等领域。本文的主要研究内容包括以下几部分：1)针对远程象棋博弈系统中,场景区域不仅仅只有棋盘区域,而是包括参与者在内的大场景的特点,提出了应用k-means聚类算法和sift特征点提取算法相结合的方法来识别出场景中的棋盘区域。实验证明该方法不仅快速有效,能够适应棋盘发生平移、旋转等变化,而且能够为后期棋盘格的定位和移动检测提供基础数据。2)针对棋盘是规则四边形且棋盘格线横平竖直的特点,可以将棋盘的长度和宽度、棋盘格的长度和宽度直接作为平行投影的图像坐标。运用解析几何中的透视变换原理,获得场景图像中棋盘图像和平行投影的图像的坐标变化矩阵,进而确定棋盘上的棋盘格坐标。该方法可以有效的解决棋盘格定位中棋子遮挡的问题,而且应用过程中计算量小,有效的降低了复杂建模,计算量大给棋盘格定位造成的误差。3)提出了以视频图像为底纹,以棋子与棋盘格的比例为放缩棋子参照的虚实融合方法。针对远程象棋博弈系统对实时性要求较高的特点,提出了以棋盘格为单位、以保存棋局信息的数组下标为传输数据,以移动检测结果为棋局修改前提的棋局存储更新方法。博弈过程中在本地进行运动检测,以数据双向传输的方式,实时合成博弈棋局。这种合成方法减少了运动检测的耗时,降低了检测的误差,提高了系统的实时性和合成的准确性。4)设计并实现了基于增强现实的远程象棋博弈系统。本文主要设计并实现了三维视频采集、棋盘识别、棋盘格定位,象棋移动检测、虚实配准与虚实合成、合成后的视频输出等模块,最终实现了使身处异地的两人犹如面对面博弈的效果。