專利名稱：利用形態(tài)編碼來識(shí)別對(duì)象的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)視覺，并且具體地涉及識(shí)別在不受控制的照明條件下捕獲的圖像中的對(duì)象，其中該識(shí)別基于出現(xiàn)在對(duì)象上的形態(tài)碼(morphological code)的重復(fù)單元。
背景技術(shù)：
對(duì)由數(shù)字成像設(shè)備捕獲的圖像中的對(duì)象的識(shí)別可依賴于對(duì)對(duì)象的特征的提取并且利用對(duì)這些特征的模式辨識(shí)來識(shí)別該對(duì)象。模式辨識(shí)和特征提取可能由于照明條件、對(duì)象朝向的改變、對(duì)象離成像器的相對(duì)距離以及遮擋等而不準(zhǔn)確。典型的識(shí)別處理因此可能需要旋轉(zhuǎn) 、平移和縮放不變的特征，并且可能調(diào)用復(fù)雜模式辨識(shí)算法。因此，向辨識(shí)任務(wù)添加對(duì)象可能需要針對(duì)照明條件調(diào)節(jié)辨識(shí)算法補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以包括通過捕獲對(duì)象的圖像來識(shí)別該對(duì)象的方法，其中， 在該圖像中檢測重復(fù)參考形態(tài)(reference form)以及在離重復(fù)參考形態(tài)預(yù)定義距離并且相對(duì)于重復(fù)參考形態(tài)預(yù)定義朝向處的元素組(a set of elements) 0 一值可從該元素組被得出，并且該值可被與該對(duì)象所關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)值相比較。在圖像中得出并檢測到的元素的值可以確認(rèn)圖像中的對(duì)象與具有存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的關(guān)聯(lián)值的對(duì)象相匹配。重復(fù)單元的實(shí)例可以出現(xiàn)在對(duì)象的周邊或其它地方，并且單元的重復(fù)可以對(duì)單元中的一些被遮擋或者成像器未能清楚地捕獲單元或元素中的一個(gè)或多個(gè)的情況進(jìn)行補(bǔ)償。在一些實(shí)施例中，所得出的元素的值可以基于其相對(duì)于對(duì)齊條的長度(例如，沿著對(duì)齊條的周邊的長度)來確定，或者通過元素相對(duì)于對(duì)齊條的垂直高度(例如，元素的一端離連接到對(duì)齊條的元素的基底的距離)來確定。例如，表示“O”的元素可以是沿著對(duì)齊條的內(nèi)邊沿上的點(diǎn)的元素的缺失。“I” 可以表示沿著對(duì)齊條的內(nèi)邊沿上的位置的元素的存在。還可以從元素相對(duì)于彼此或相對(duì)于對(duì)齊條的其它高度、厚度、形狀或大小來得出值。在一些實(shí)施例中，元素可被連接到并且可以跟隨對(duì)齊條或參考形態(tài)的曲線，并且可以相對(duì)于參考形態(tài)具有相同或指定顏色或顏色組。在一些實(shí)施例中，可以從在圖像中檢測到的一個(gè)以上元素組得出值，并且可以出于確認(rèn)所檢測圖像以及該值的計(jì)算的準(zhǔn)確性的目的而比較這些值。在一些實(shí)施例中，如果在圖像中檢測到的兩個(gè)元素組的值不相等，則可以從第三元素組得出值并且將該值與其它兩個(gè)值相比較。如果對(duì)元素的三分之二或某個(gè)其它比例的推導(dǎo)產(chǎn)生了相同的值，則該值可被假定為出現(xiàn)在該圖像中的值。對(duì)元素組的其它推導(dǎo)可以被采用來增加識(shí)別的穩(wěn)健性。在一些實(shí)施例中，可以基于某單元包括諸如對(duì)齊條之類的參考形態(tài)以及連接到該參考形態(tài)的或者在相對(duì)于該參考形態(tài)的已知朝向處的元素來檢測該單元。在一些實(shí)施例中，處理器可以在確認(rèn)了對(duì)圖像中的對(duì)象的識(shí)別時(shí)發(fā)出信號(hào)。在一些實(shí)施例中，成像器可以在遠(yuǎn)達(dá)5米的距離處捕獲并檢測單元和元素組。
本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括具有對(duì)象和處理器的系統(tǒng)，該對(duì)象具有出現(xiàn)在其上的重復(fù)參考形態(tài)以及在離重復(fù)參考形態(tài)預(yù)定義朝向和距離處的元素組，并且處理器計(jì)算與元素相關(guān)聯(lián)的值并且將該值與存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的值相比較。一些實(shí)施例可以包括存儲(chǔ)可由處理器執(zhí)行的指令集的介質(zhì)，其中，當(dāng)進(jìn)行這樣的執(zhí)行時(shí)，處理器將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為非數(shù)字二進(jìn)制形狀組并且創(chuàng)建打印文件的插入項(xiàng)，其包括相對(duì)于參考形態(tài)被定向在已知位置處的形狀。該項(xiàng)可以以例如圍繞將被打印的對(duì)象的圖像的周邊的重復(fù)單元的方式被添加到打印文件。重復(fù)單元可以出現(xiàn)在在打印圖像中相對(duì)于打印對(duì)象的圖像的已知位置處。在一些實(shí)施例中，重復(fù)單元可被配置為或被添加到打印文件以遵循打印對(duì)象的形狀。例如，如果被打印對(duì)象為圓臉，則重復(fù)單元可以形成圍繞所打印臉的圓框。重復(fù)單元可被添加到打印文件以使得它們至少出現(xiàn)在離被打印對(duì)象最小距離處， 從而使得元素不與所打印圖像重疊或者觸碰所打印圖像。在一些實(shí)施例中，指令可以將所打印對(duì)象與已被轉(zhuǎn)換為元素的值相關(guān)聯(lián)。例如，處理器可以在對(duì)齊條上生成具有值23的形狀組，并且在所打印圓臉的周圍添加形狀的重復(fù)單元。所打印圓臉可以在存儲(chǔ)器中與值23相關(guān)聯(lián)，以使得當(dāng)以后檢測到產(chǎn)生值23的形狀時(shí)，處理器可以用信號(hào)通知檢測到圓臉。


被視為此發(fā)明的主題特別被指出并且在說明書的結(jié)論部分明確要求被保護(hù)。然而，在結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過參考下面的詳細(xì)描述可以最好地理解本發(fā)明的有關(guān)組織和操作方法及其特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括成像設(shè)備、處理器和將被識(shí)別的對(duì)象的系統(tǒng)的示意圖；圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可被識(shí)別的對(duì)象的示例；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在以下描述中，將描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。出于說明目的，具體示例被闡述來提供對(duì)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將清楚，本發(fā)明的其它實(shí)施例不限于這里描述的示例。此外，公知特征可能被省略或簡化，以便不模糊這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例。除非以其它方式特別闡明，如從以下討論將清楚的，將會(huì)理解，貫穿本說明書，利用諸如“選擇”、“評(píng)估”、“處理”、“運(yùn)算”、“計(jì)算”、“關(guān)聯(lián)”、“確定”、“指定”、“分配”等術(shù)語進(jìn)行的討論是指計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)處理器或計(jì)算系統(tǒng)或類似電子計(jì)算設(shè)備的動(dòng)作和/或處理， 所述計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)處理器或計(jì)算系統(tǒng)或類似電子計(jì)算設(shè)備操縱計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器內(nèi)的被表示為諸如電量之類的物理量的數(shù)據(jù)并且/或者將其變換為類似地被表示為計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)器、寄存器或其它這樣的信息存儲(chǔ)裝置、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)。這里呈現(xiàn)的處理和功能不是固有地與任何特定計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)或其它裝置有關(guān)。這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例不是參考任何特定的編程語言、機(jī)器代碼等描述的。將理解，多種編程語言、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、協(xié)議或硬件配置可被用來實(shí)現(xiàn)如這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)。 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的實(shí)施例的一種或多種方法可被存儲(chǔ)為諸如存儲(chǔ)器設(shè)備之類的物品上的指令，其中這樣的指令在由處理器執(zhí)行時(shí)將得到本發(fā)明的實(shí)施例的方法。如本申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語“形態(tài)的”除了其常規(guī)含義之外，還可蘊(yùn)含著第一形狀從第二形狀出現(xiàn)。例如，圖像中可指示一比特信息的形狀可被附加到對(duì)齊條、從對(duì)齊條繼續(xù)、出現(xiàn)或變化，以使得可以將對(duì)表示該比特的形狀的檢測與對(duì)該對(duì)齊條的形狀或存在的檢測相關(guān)聯(lián)或相關(guān)。圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括成像設(shè)備、處理器和將被識(shí)別的對(duì)象的系統(tǒng)的示意圖。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100例如可以包括屏幕或顯示器101和成像器102，屏幕或顯示器101可被連接到處理器106或者與處理器106相關(guān)聯(lián)，成像器102可捕獲對(duì)象104的圖像并且可將關(guān)于該圖像的數(shù)字信息中繼或發(fā)送到處理器106。對(duì)象104可在其上包括有或印制有或放置有各種形狀108，形狀108例如可以按已知或預(yù)定義模式被布置在對(duì)象104 的區(qū)域(例如，對(duì)象104的邊緣或周邊110或者對(duì)象104的其它已知區(qū)域)上，以使得這些形狀108對(duì)于成像器102是可見的。在一些實(shí)施例中，這些形狀可以是或包括單色形態(tài)形狀。在一些實(shí)施例中，在對(duì)象104的中間或其它部分上，可以粘貼、附加或印制將被識(shí)別的諸如形狀、數(shù)字、字母、繪畫或其它圖形之類的標(biāo)記112。形狀108的模式的列表可以與一個(gè)或多個(gè)對(duì)象104或者可被附加到對(duì)象104的圖形112相關(guān)聯(lián)，并且這些列表和關(guān)聯(lián)性可以被存儲(chǔ)在可連接到處理器106的存儲(chǔ)器114。在操作中，顯示器101可以例如向用戶示出或顯示諸如字母A之類的圖形112。用戶隨后可以找出與所顯示圖形112相匹配或者以其它方式與所顯示圖形112相對(duì)應(yīng)的對(duì)象，例如，可具有印制在其上或附加給其的字母A的卡片或其它對(duì)象。用戶可向成像器102 舉起或以其它方式顯露對(duì)象104，成像器102可以捕獲對(duì)象104的圖像以及可被印制、附加到對(duì)象104或以其它方式組成對(duì)象104 —部分的形狀108的圖像。圖像可被發(fā)送給處理器 106，處理器106可以在圖像中的對(duì)象104中找出或辨別出單色形態(tài)形狀108的模式。處理器016可在存儲(chǔ)器114中搜索所識(shí)別出的形狀108的模式的數(shù)值或其它值，并且可以確定出現(xiàn)在該圖像中的對(duì)象104上的形狀108的特定模式與可能已被指派給顯示器101上所示出的圖形112的值相關(guān)聯(lián)。當(dāng)在所顯示圖形112與顯露給成像器的對(duì)象104之間檢測到匹配時(shí)，處理器106可以例如向音頻、視覺或其它指示器或計(jì)算器(例如鈴或揚(yáng)聲器116)發(fā)出信號(hào)，來指示在該圖像中捕獲的對(duì)象104上的圖形與顯示器101所示的圖形相對(duì)應(yīng)。例如，字母A可被與值23相關(guān)聯(lián)，因?yàn)檫@樣的值和關(guān)聯(lián)性可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器114中。具有作為圖形112的字母A的卡可以包括也在存儲(chǔ)器114中與值23相關(guān)聯(lián)的形狀108模式。用信號(hào)通知顯示器101向用戶顯示A的處理器106可以檢測與所顯示圖形112相關(guān)聯(lián)的值和由形狀108的模式所指示的值之間的匹配。在一些實(shí)施例中，即使在不受控制的環(huán)境中捕獲圖像，也可以識(shí)別形狀108的模式，不受控制的環(huán)境例如是對(duì)著諸如彩色墻或窗簾之類的非均一背景，以及在諸如直接或間接光、陽光、室內(nèi)環(huán)境光或其它非均一照明條件之類的不受控制的照明和陰影條件下 。在一些實(shí)施例中，即使對(duì)象104相對(duì)于成像器102的朝向不垂直于進(jìn)入或反射回成像器102的光，也可以識(shí)別形狀108的模式。例如，對(duì)象104可以相對(duì)于成像器102以銳角或其它角被握持，可以被旋轉(zhuǎn)，被例如諸如用戶的手之類的干擾對(duì)象部分遮擋，或者被不完全成像等，而成像器102可仍然能夠檢測并識(shí)別形狀108的重復(fù)模式的至少一個(gè)或一部分。在一些實(shí)施例中，形狀108的模式可以在對(duì)象104離成像器102的各種距離處被識(shí)別，例如從IOcm到遠(yuǎn)達(dá)5米或更多。在一些實(shí)施例中，對(duì)象104的形狀108的模式可被識(shí)別的、離成像器102的距離可以取決于例如成像器102的分辨率并且可以允許確定對(duì)象 104離成像器102的距離。例如，處理器106可以基于所捕獲圖像中的包括第一形狀108和第二形狀108的像素?cái)?shù)目來確定第一形狀108的大小和第二形狀108的大小。在一些實(shí)施例中，成像器102可以是或包括合適的數(shù)字成像器，例如，(XD、CM0S或者能夠捕獲并發(fā)送彩色或光強(qiáng)度(intensity)圖像數(shù)據(jù)的其它視頻或靜止數(shù)字圖像捕獲設(shè)備。在一些實(shí)施例中，具有QVGA或VGA分辨率的低分辨率相機(jī)(諸如通常包括在網(wǎng)絡(luò)攝像頭或具有網(wǎng)絡(luò)能力的相機(jī)配置中的那些)可適合于本發(fā)明的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，處理器106可以是或包括嵌入式處理器或DSP或Pentium IV 或更高級(jí)處理器或者通常用在家庭計(jì)算配置中的其它類似處理器。存儲(chǔ)器114可以是或可以被包括在任何合適的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存或者可在其上存儲(chǔ)例如數(shù)據(jù)庫、陣列、樹或其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的其它電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。在一些實(shí)施例中，顯示器 101和鈴或揚(yáng)聲器116可以是或被包括在單個(gè)設(shè)備中，該單個(gè)設(shè)備例如是顯示和聲音系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可以向用戶指示匹配或其它動(dòng)作正確、不正確或者以其它方式響應(yīng)于向用戶提出的問 題、挑戰(zhàn)或其它信號(hào)。在一些實(shí)施例中，處理器106可以是被容納在諸如移動(dòng)電話、玩具、玩偶或玩具殼體之類的對(duì)象內(nèi)部的嵌入式處理器。在一些實(shí)施例中，成像器102和鈴/揚(yáng)聲器116可以是或被包括在玩偶或玩具或玩具殼體內(nèi)部。圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可被識(shí)別的對(duì)象的示例以及這些對(duì)象的周邊上的重復(fù)碼和對(duì)齊條的放大視圖。在一些實(shí)施例中，對(duì)象200和201可以是或包括可適于例如被用戶或某種其它系統(tǒng)移動(dòng)、舉起或以其它方式操作以被帶入由成像器102成像的區(qū)域內(nèi)的平坦、球形、立方體或其它形狀的對(duì)象。在一些實(shí)施例中，對(duì)象200和201可以是卡或盤，所述卡或盤可以是或包括硬紙板的、塑料的或其它半硬材料。對(duì)象200和201可以包括球、玩具、被制造設(shè)備或者其它物項(xiàng)，只要可以向其印制、附加、貼印或粘貼單色形態(tài)形狀模式即可。例如附加或壓印在對(duì)象200的外圍上的可以是一系列形狀碼202，這一系列形狀碼202可以創(chuàng)建例如反復(fù)或重復(fù)的單色二進(jìn)制碼的模式。單色形態(tài)形狀碼202可以由諸如對(duì)齊條204或?qū)R曲線之類的參考形態(tài)(出于可視化目的在圖2中由水平線示出)以及數(shù)據(jù)比特206 (出于可視化目的在圖2中由對(duì)角線示出)組成。如圖2B所示，對(duì)齊條205可以是彎曲的或者可以采取某種其它形狀或幾何形態(tài)。在一些實(shí)施例中，碼202可以是二進(jìn)制的并且可以從右到左或根據(jù)對(duì)齊條204的位置被讀取。暗比特可被讀為“1”，而亮比特可被讀為“O”。對(duì)齊條204和數(shù)據(jù)比特206可以用可相對(duì)于對(duì)象200的背景色提供對(duì)比度的任何顏色被著色。碼202元素的比例在圖2A和圖2B中以碼和對(duì)齊條的放大視圖被描繪出。其它比例和維度也是可以的。在一些實(shí)施例中，該碼可被成像器辨識(shí)的最大距離可以取決于甚至可通過圖像中的單個(gè)像素被檢測到的碼202的單元。在一些實(shí)施例中，當(dāng)碼202的比特206的側(cè)邊的比例相對(duì)于彼此以及相對(duì)于條5被維持時(shí)，碼202可沿著條205的彎曲平面被描繪。形狀202可以形成任意幾何形狀(例如，線、圓圈等)或者可以采取其它配置。碼 202的模式可以在對(duì)象200上在顯露給成像器的一側(cè)邊、一些側(cè)邊或所有側(cè)邊上被標(biāo)記。對(duì)象200可以包括碼202可被粘附到或者碼202可在其上被示出的任何可觸對(duì)象。單色形態(tài)形狀碼202的序列可以包括至少兩個(gè)二進(jìn)制比特，盡管碼的變化以及因此與單色形態(tài)形狀碼202的不同模式相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)或圖形206的數(shù)目可能隨著單色形態(tài)形狀碼202中所包括的比特206的數(shù)目的增加而增加。每個(gè)單色形態(tài)形狀202的大小例如可以由對(duì)象200與成像器102之間的希望距離以及由成像器102的分辨率來確定。將單色形態(tài)形狀202定位在對(duì)象200的周邊、邊緣、邊沿或其它預(yù)定義區(qū)域附近可以避免對(duì)碼202 —部分的遮擋的影響，并且一旦對(duì)象200在圖像中被檢測到就可以提供對(duì)碼202的更穩(wěn)健的檢測和識(shí)別。類似地，模式的重復(fù)可以使得即使在對(duì)象部分被遮擋或者當(dāng)圖像中的對(duì)象200的朝向部分地阻擋了其向成像器102的顯露時(shí)也能夠識(shí)別出該模式。諸如二進(jìn)制碼10101之類的特定單色形態(tài)形狀碼202可以被預(yù)定義并被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器114中，其中該模式可被與一值相關(guān)聯(lián)，該值還可以與對(duì)象或圖形相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，單色碼可以指定模式中的二進(jìn)制碼，在該情況中，組合的數(shù)目可被定義為2n-2 其中，η是該碼中的比特?cái)?shù)并且全零或全一的碼被禁止。例如，如果五個(gè)比特被使用，則可存在25-2 = 30種組合。在一些實(shí)施例中，諸如單色碼的顏色之類的其它特征可被用來增加可能的碼的數(shù)目。多色組合或碼是可能的，以使得如果r種不同顏色被使用，則公式變?yōu)?2n-2)*r在該給定示例中，如果使用6種不同顏色，則180種組合是可能的。在一些實(shí)施例中，諸如單色碼的背景的顏色之類的甚至更多特征可被用來增加可能的碼的數(shù)目。如果r種不同顏色被使用并且k種不同背景顏色被使用，則公式變?yōu)?2n-2) *r*k在該給定示例中，如果同樣使用6種不同背景顏色，則可達(dá)到1080種組合。為了在不用更多顏色的情況下進(jìn)一步擴(kuò)大可能碼的數(shù)目，雙側(cè)邊(two-sided) 二進(jìn)制編碼方案可被使用，而對(duì)于相同寬度，碼的高度的增加可被使用，只要高度的這種增加可被成像器辨別即可。這樣的變化的高度可以按指數(shù)方式增加可能的組合。這例如允許 25*25 = 210-4 = 1020 種組合。檢測和識(shí)別所捕獲圖像中的條或碼可能需要以下處理中的一些或全部。 提取在圖像中捕獲的邊沿，其中這樣的提取通過合適的邊沿提取方法(例如， 如可以以用于邊沿提取的坎尼(Canny)算子實(shí)現(xiàn)的非最大抑制)來執(zhí)行。 識(shí)別形成閉合輪廓的所捕獲邊沿，其中這樣的識(shí)別可以利用諸如常規(guī)貼標(biāo)操作之類的連接組件算法來執(zhí)行。這樣的識(shí)別可以檢測如下邊沿輪廓的存在，該邊沿輪廓符合對(duì)齊條、碼或?qū)ο笈c彼此中的一個(gè)或多個(gè)的預(yù)定義比率。 通過例如角檢測器來提取所識(shí)別閉合輪廓的角，例如，計(jì)算作為閉合邊沿輪廓一部分的一些或所有像素的曲率。 計(jì)算一個(gè)或多個(gè)輪廓上的兩個(gè)相鄰角之間的最大距離，以便例如識(shí)別出對(duì)齊條長度。
通過將對(duì)齊條的長度除以形成該碼的比特?cái)?shù)來計(jì)算包含在一個(gè)或多個(gè)比特中的像素?cái)?shù)。 例如通過檢查這樣的比特的中間或另一區(qū)域中的像素的值來從圖像讀取一個(gè)或多個(gè)比特的光強(qiáng)度。 將比特的光強(qiáng)度與閉合輪廓外部和內(nèi)部的光強(qiáng)度相比較，以使得如果比特的光強(qiáng)度更接近閉合輪廓外部的光強(qiáng)度，則其可被識(shí)別為“0”，否則其可被識(shí)別為“ I ”。 通過利用來自從該圖像提取的各個(gè)可能碼的最大重復(fù)來識(shí)別該碼，從而確定明顯石馬(apparent code)。在一些實(shí)施例中，對(duì)齊條的長度可被用來測量離包含該碼的對(duì)象的成像器的絕對(duì)距離，其中，例如，印制碼的真實(shí)世界大小作為先驗(yàn)知識(shí)被知道。在一些實(shí)施例中，形狀、對(duì)齊條和碼可以是重復(fù)的，因此有可能多于一個(gè)模式序列出現(xiàn)在圖像中。通過不僅考慮碼或模式的存在和其出現(xiàn)的次數(shù)，而且考慮相鄰序列的數(shù)目或者這些重復(fù)之間的其它基于空間的關(guān)系(例如距離或分散性)，可將用于模式的概率函數(shù)用來核實(shí)對(duì)象分類。具有最高概率的模式可被選為表示與正確碼以及所關(guān)聯(lián)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的模式。在一些實(shí)施例中，該過程可被應(yīng)用于圖像的連貫幀，并且如果同一模式在一些或連貫幀上被選擇，則分類的置信度可被增加。在一些實(shí)施例中，形狀模式可被附加到諸如其上沒有圖形的空卡之類的對(duì)象，并且用戶可以在空白卡上粘著圖像或繪制圖像。例如，在存儲(chǔ)器中與“我的寵物”相關(guān)聯(lián)的模式可被附加到用戶的寵物的圖片，并且空白卡可被系統(tǒng)辨識(shí)為與該寵物相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，形狀的模式可被掩飾或者甚至對(duì)于人眼是不可辨別出的，因?yàn)樗鼈兛杀恢踩氲奖怀上衿饕员患傻接≈茍D形本身中的方式觀察到的圖片或項(xiàng)目內(nèi)。例如，字母、數(shù)字或圖形可被繪制為包括被成形模式，該被成形模式可由成像器識(shí)別但被隱藏以不被用戶明顯辨別出。例如，圖片內(nèi)的或項(xiàng)目上的形狀模式可以利用在諸如IR或接近IR 之類的可見光譜中不反射的墨水來被印制，并且捕獲圖像的成像器可以是IR相機(jī)。在一些實(shí)施例中，形狀和碼的微碼版本可被粘附到對(duì)象以創(chuàng)建編碼對(duì)象的更具掩飾性的版本。在一些實(shí)施例中，在包括形狀的對(duì)象在第一圖像被捕獲之后被引入成像器的視野中的假設(shè)下，對(duì)包括碼的該形狀的檢測可以包括減法處理以隔離出第二圖像中的未被包括在第一或先前圖像中的對(duì)象。這樣的減法可以減少在一系列圖像中檢測該對(duì)象所需的嘗試或計(jì)算次數(shù)。在一些實(shí)施例中，對(duì)經(jīng)編碼對(duì)象的辨識(shí)可被用作孩子或?qū)W生的教育課程的一部分。對(duì)經(jīng)編碼對(duì)象的辨識(shí)可以與問題的答案相關(guān)聯(lián)，例如，當(dāng)指示“舉起動(dòng)物卡！ ”時(shí)，學(xué)生舉起被編碼有與示出動(dòng)物的圖片或名稱的卡相關(guān)聯(lián)的單色形狀的動(dòng)物卡。系統(tǒng)可以檢測碼并辨識(shí)碼編號(hào)，并且響應(yīng)以“那是熊！ ”。該過程可被擴(kuò)展到配備有計(jì)算機(jī)和一個(gè)或多個(gè)成像器的教室，其中計(jì)算機(jī)辨識(shí)用于具有多個(gè)學(xué)生的全班體驗(yàn)的不同對(duì)象或卡，這多個(gè)學(xué)生中的一個(gè)或多個(gè)可能舉起正確的或錯(cuò)誤的卡或?qū)ο?。在一些?shí)施例中，對(duì)具有形狀和碼的對(duì)象的辨識(shí)可被用作與客戶的交互的一部分。例如在飯店中等待并想要引起服務(wù)員注意的客戶可舉起經(jīng)編碼圖像或其它經(jīng)編碼對(duì)象，并且飯店中的相機(jī)可檢測該經(jīng)編碼圖像并發(fā)送桌子的位置以及碼編號(hào)，該碼編號(hào)可以與“請(qǐng)把賬單拿給我”或其它消息相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，對(duì)特定碼的檢測或識(shí)別可以弓I起例如移動(dòng)電話的計(jì)算機(jī)化或自動(dòng)化響應(yīng)，該移動(dòng)電話的相機(jī)可以檢測形狀或碼的存在并且在電話的屏幕上顯示與該碼所關(guān)聯(lián)的對(duì)象有關(guān)的動(dòng)趣序列或者撥打與該對(duì)象有關(guān)的號(hào)碼。在另一實(shí)施例中，經(jīng)編碼的小塊土地(patch)、圖像或者甚至襯衫可被用來跟蹤農(nóng)場中的人或動(dòng)物的位置。周圍的不同位置可以具有連接到計(jì)算機(jī)的相機(jī)，該計(jì)算機(jī)在人或動(dòng)物經(jīng)過相機(jī)的視場時(shí)辨識(shí)它們。在另一實(shí)施例中，經(jīng)編碼的對(duì)象或卡可被用來通過向與計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭示出經(jīng)編碼對(duì)象或卡從而導(dǎo)航至不同網(wǎng)站，例如，示出來自電影“Transformers ”(變形金剛)的經(jīng)編碼汽車可以將計(jì)算機(jī)中的瀏覽器發(fā)送給相關(guān)Transformers 網(wǎng)站，或者示出 Barbie 玩具娃娃的經(jīng)編碼圖像可以將瀏覽器引導(dǎo)至Barbie 網(wǎng)站。參考圖3的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖。一些實(shí)施例可以包括識(shí)別對(duì)象的方法，其中這樣的方法如在塊300中包括在圖像中檢測重復(fù)的參考形態(tài)和元素組，其中，該元素組在離重復(fù)參考形態(tài)預(yù)定義距離以及相對(duì)于重復(fù)參考形態(tài)的預(yù)定義朝向處。例如，參考形態(tài)可 以是彎曲的或直的對(duì)齊條，并且元素可以例如以直角從對(duì)齊條伸出。在塊302，可從元素的圖像中得出值。在塊304，可將所得出的值與存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的值相比較，其中所存儲(chǔ)值與對(duì)象相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，可以在離成像器一定距離(從遠(yuǎn)達(dá)5米的距離)處捕獲對(duì)象的圖像。在一些實(shí)施例中，檢測可以包括檢測連接到對(duì)齊條的元素，并且其中得出值包括從第一元素組得出第一值并且從第二元素組得出第二值，并且對(duì)值進(jìn)行比較以判斷它們是否相同。如果值不同，則在一些實(shí)施例中可從第三元素組選擇第三值并且可以將第三值與第一和第二值的每個(gè)作比較。從兩個(gè)以上組得出的值可被假定為真值。在一些實(shí)施例中，元素僅在它們從對(duì)齊條或參考形態(tài)被連接或者在離對(duì)齊條或參考形態(tài)所定義距離處或在相對(duì)于對(duì)齊條或參考形態(tài)的所定義朝向時(shí)，才可被辨識(shí)為元素。在一些實(shí)施例中，如果從元素得出的值與存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的或從存儲(chǔ)器指定的值相匹配，則用于向用戶指示這種匹配的信號(hào)可被發(fā)出。在一些實(shí)施例中，可以從元素的大小或長度、從元素離參考條或?qū)R條的距離來得出元素的性質(zhì)或含義。在一些實(shí)施例中，元素組中的單個(gè)元素可以表示零或I。在一些實(shí)施例中，元素可具有不同顏色并且可通過這些元素被區(qū)分。在一些實(shí)施例中，例如軟件形態(tài)的指令序列可被存儲(chǔ)在電子存儲(chǔ)介質(zhì)中并且由處理器執(zhí)行來將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為一組非數(shù)字二進(jìn)制形狀，例如可從對(duì)齊條延伸的那些形狀。處理器可相對(duì)于對(duì)齊條將這些形狀定向在已知位置處，例如，以直角連接到該條，并且將該組形狀和對(duì)齊條的重復(fù)單元添加到打印文件，該打印文件包括其周圍將出現(xiàn)重復(fù)單元的圖像。當(dāng)對(duì)象的圖像被打印時(shí)，重復(fù)單元可以出現(xiàn)在所打印圖像的周圍或者側(cè)邊上或者其它地方。所打印的重復(fù)單元的形狀可以遵循所打印圖像的外形線并且可被打印在離所打印圖像的邊沿給定距離或最小距離處。在一些實(shí)施例中，指令可以存儲(chǔ)由元素表示的值以及該值與所打印對(duì)象的關(guān)聯(lián)性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的實(shí)施例不限于以上具體示出和描述的內(nèi)容。而是，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的范圍由 以下權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種識(shí)別對(duì)象的方法，包括 在圖像中檢測重復(fù)參考形態(tài)和元素組，所述元素組在離所述重復(fù)參考形態(tài)預(yù)定義距離以及相對(duì)于所述重復(fù)參考形態(tài)的預(yù)定義朝向處； 得出與所述元素組相關(guān)聯(lián)的值；以及 將所述值與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的值相比較，其中所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的值與所述對(duì)象相關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中 所述檢測包括檢測連接到所述檢測到的重復(fù)參考形態(tài)中的每個(gè)重復(fù)參考形態(tài)的所述元素組，并且 所述得出值包括從所述元素中的第一元素得出第一值， 并且該方法還包括 從第二元素組得出第二值；以及 判斷所述第一值是否等于所述第二值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括從第三重復(fù)元素組得出第三值，并且判斷所述第三值是否等于所述第一值或所述第二值。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述檢測包括檢測所述元素組被連接到所述參考形態(tài)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括確定所述元素組中的一個(gè)相對(duì)于所述重復(fù)參考形態(tài)中的一個(gè)重復(fù)參考形態(tài)的朝向。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括發(fā)出所述對(duì)象與所述值相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括在離成像器遠(yuǎn)達(dá)5米的距離處捕獲所述對(duì)象的圖像。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 識(shí)別所述元素中的第一元素和所述元素中的第二元素；以及 基于所述元素中的每個(gè)元素相對(duì)于所述參考形態(tài)的大小來將所述第一元素與所述第ニ元素相區(qū)分。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述識(shí)別包括將所述第一元素識(shí)別為O或I。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 識(shí)別所述元素中的第一元素和所述元素中的第二元素；以及 基于所述第一元素的顔色和所述第二元素的顔色來將所述元素中的第一元素與所述元素中的第二元素相區(qū)分。
11.一種用于識(shí)別對(duì)象的系統(tǒng)，包括 對(duì)象，在該對(duì)象上出現(xiàn)有重復(fù)參考形態(tài)和元素組，所述元素組在離所述重復(fù)參考形態(tài)之一預(yù)定義朝向和距離處； 成像器，該成像器捕獲所述重復(fù)參考形態(tài)中的至少ー者和所述元素組的圖像；以及處理器，該處理器計(jì)算與所述元素組相關(guān)聯(lián)的值并且將所述值與存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的值相比較。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器 檢測與所述重復(fù)參考形態(tài)的第一實(shí)例相關(guān)聯(lián)的元素組和與所述重復(fù)參考形態(tài)的第二實(shí)例相關(guān)聯(lián)的元素組； 從所述第一元素組計(jì)算第一值并且從所述第二元素組計(jì)算第二值；以及 判斷所述第一值是否等于所述第二值。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器從第三元素組得出第三值，并且判斷所述第三值是否等于所述第一值和所述第二值中的任ー個(gè)。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器檢測所述元素組被連接到所述重復(fù)參考形態(tài)之一。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器確定所述元素組相對(duì)于所述重復(fù)參考形態(tài)之一的朝向。
16.一種存儲(chǔ)指令的介質(zhì)，所述指令在處理器上被執(zhí)行時(shí)使得 將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為ニ進(jìn)制形狀組； 相對(duì)于參考形態(tài)將所述形狀組定向在已知位置處；以及 向圖像的打印文件添加重復(fù)單元，所述單元包括所述形狀組和所述參考形態(tài)，所述單元在所述打印文件中出現(xiàn)在相對(duì)于所述圖像的已知位置處。
17.如權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，包括當(dāng)被執(zhí)行時(shí)還使得所述重復(fù)単元的配置遵循所述圖像的形狀的指令。
18.如權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，包括當(dāng)被執(zhí)行時(shí)還使得將所述形狀組和所述值與存儲(chǔ)器中的所述圖像相關(guān)聯(lián)的指令。
19.如權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，其中，所述定向包括以相對(duì)于所述參考形態(tài)的第一側(cè)邊的垂直朝向?qū)⑺鲂螤钸B接到所述側(cè)邊。
20.如權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，其中，所述已知位置至少包括離所述圖像的最小距離。
全文摘要
一種方法和系統(tǒng)用于在圖像中檢測重復(fù)單元，其中，該單元包括參考形態(tài)以及位于離該參考形態(tài)已知距離和朝向處的元素組，用于從該單元中包括的元素得出值，并且用于將所得出的值與已知值相比較。元素可以指示可用來得出該值的二進(jìn)制值，并且該值可以與對(duì)象相關(guān)聯(lián)。從圖像中的元素得出的值與該對(duì)象所關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)值的比較可被用來識(shí)別該圖像中的該對(duì)象或確認(rèn)對(duì)該圖像中的該對(duì)象的識(shí)別。
文檔編號(hào)G06K9/46GK102696043SQ201080047010
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者瑞安·卡夫托里, 羅農(nóng)·霍洛維茨 申請(qǐng)人:艾修視力科技有限公司