用于识别图像中的物体的设备、系统和方法以及应答器的制造方法
【专利说明】用于识别图像中的物体的设备、系统和方法以及应答器
[0001] 介绍
[0002] 本发明涉及用于识别数字图像中的物体的设备、系统和方法。本发明还涉及无线 应答器设备。
[0003] 背景
[0004] 在互联网上的社会媒体近年来在改变人们的通信方式方面做出贡献。继续增加无 线网络的容量和存在此外有助于现在可能经由社会媒体几乎从人所位于的任何地方进行 通信。这导致人在持续增加的程度上使用社交网络，以便传递并交换人完成或参与的事情 的信息。这以文本、图像、视频或这些的组合的形式进行通信。这种通信方式在社会中扩展 并在世界范围内变得非常普遍。
[0005] 这种技术的特定使用是社交网络在与在社交网络中的朋友共享的图像中找到自 己或其他人。以这种方式使自己变得可见说明了显示一种需要或期望，该需要或期望示出 了一个人单独或与其他人一起参与某事。今天，我们必须人工地或通过图像识别来识别图 像中的自己或其他人。为此，标签被使用。除了有意义的电子标签以外，也在互联网上在社 交网络中针对找到或公布在列表/图像中的信息的行动使用词标签。在Facebook上，最经 常地关于识别或提到在图像中的人的行动来使用它。
[0006] US2007/028499A1描述了一种解决方案，其中具有摄像机或数字摄像机/视频摄 像机的移动电话设置有RFID读取器。RFID应答器标签布置在感兴趣点，例如历史纪念碑。 标签在其上存储关于历史纪念碑的数据，其被发射到摄像机上的RFID读取器。摄像机的用 户可接着拍摄纪念碑的图像并且也接收关于纪念碑的信息。多媒体文件接着被加上标签， 且改进的多媒体文件可接着能够包含由RFID读取器读取的关于纪念碑的信息连同稍后可 由用户在本地体验的图像。可以用所产生的时间/日期或来自移动设备的GPS位置来补充 标签。
[0007] US 2010/0103173A1涉及用于跟踪图像中的物体的方法，其中在3D空间中的物体 的位置被确定。RF标签（例如RFID标签）附到物体。系统使用三边测量，且外部定位装置 必须布置成接近物体用于从RF标签接收信号。三边测量要求三个（或更多）发射机/接 收机单元放置在应被定位的ID标签周围。通过测量信号从ID标签行进到空间中的三个不 同的点所花费的时间，可能通过三角测量来确定空间中的点，信号从该点被发射并从而使 ID标签的位置的确定成为可能。
[0008] 2010年4月在西班牙巴塞罗那关于天线和传播（Antennas and Propagation)的 Proc 欧洲会议中 Hislop、D. Lekime、M. Drouguet 和 C. Craeye 的"Aprototype 2D direction finding system with passive RFID tags"涉及用于沿着在仓库内部的走廊重新找到无源 RFID标签的系统。数字摄像机布置在天线布置的中间。具有天线的摄像机放置在具有已知 尺寸的仓库中的固定位置上。无源RFID标签的位置将被记录，且它的位置可被标记在图像 上。系统未设计成解决本发明聚焦于的需要，因为系统基于普通人未拥有且没有实际尺寸 的专用读取器。系统也被发展来用于重新找到物品，其中我们知道我们正寻找什么。系统 提供物品存在以及它在哪里的确认。
[0009] 可选的无线定位技术是GPS。它可用于提供关于图像在哪里被获得（摄影位置） 的信息，但不单独地提供关于什么或谁存在于图像中的任何信息。
[0010] US2005/0104956描述了用于已成像产品的个人识别的系统。来自带标签的物品的 信息与物品本身的图像组合。标签是以RF标签的形式。为了建立对带标签物体相对于成 像设备的方向的估计，需要移动的图像。移动的图像使每个单独的RF标签能够由成像设备 跟踪，该成像设备在其最大峰值处使用高方向性天线波束。从带标签物体得到的信息用作 在专用数据库中的信息，其中它用于找到在类似的已成像产品之间的匹配。然而，当天线具 有有限的尺寸时，如作为在移动电话的成像设备上的天线通常将是这种情况，可能不可能 产生高方向性辐射图样，以便定位RF标签。此外，多路径传播产生伪信号，其是在现有技 术中未解决的问题。
[0011] 本发明的简要概述
[0012] 本发明试图找到对上面描述的问题的解决方案。在所附权利要求中限定本发明。
[0013] 本发明提供用于识别在使用图像记录设备记录的图像中的至少一个物体的概念。 所述至少一个物体提供设置有与该物体有关的识别信息的无线标签。设备包括用于记录来 自无线标签的无线信号的至少一个传感器，其中无线信号包括用于识别至少一个物体的信 息。无线信号也被用于记录至少一个物体的无线标签的至少一个方向。
[0014] 可相应地识别至少一个物体，且可在图像中确定到至少一个物体的位置。
[0015] 本发明提供用于识别在使用图像记录设备记录的图像中的至少一个物体的设备， 其中至少一个物体中的每个物体设置有无线标签，无线标签具有在其上存储的与该物体有 关的识别信息，用于识别的设备包括：
[0016] -可操作用来发射至少一个询问信号的至少一个发射机；
[0017] -可操作用来检测对至少一个询问信号做出响应的来自无线标签的无线响应信号 的至少两个传感器，其中来自无线标签的无线响应信号包括与该物体有关的识别信息，其 中基于由至少两个传感器检测的无线响应信号的相位差来估计无线标签中的每个无线标 签的方向。
[0018] 至少一个询问信号可包括辐射零。至少一个发射机可由至少两个传感器中的至少 一个传感器提供。用于识别的设备还可操作来允许只检测在至少一个询问信号的发射之后 的时间窗内由至少两个传感器所检测的无线响应信号。至少两个传感器和发射机可以是可 操作来接收电磁信号的天线。发射机可以是射频发射机且至少两个传感器可以是射频接收 机，或发射机可以是声发射机且至少两个传感器可以是声接收机，或发射机可以是红外发 射机且至少两个传感器可以是红外接收机，或发射机可操作来发射可见光且至少两个传感 器可操作来接收可见光。
[0019] 设备还可包括适合于处理所记录的来自无线ID标签的识别信息和所记录的无线 ID标签的方向连同使用图像记录设备记录的图像的图像数据的处理设备。
[0020] 可实时地执行记录和处理。用于记录无线信号的传感器可布置在终端的图像记录 设备的图像记录传感器中。（在CMOS芯片中。）设备还可包括可操作来存储信息和所识别 的至少一个物体的位置连同至少一个物体的图像的存储器单元。
[0021] 在实施方式中，无线ID标签可以是RFID标签，且用于记录无线信号的传感器可以 是具有至少两个天线的RFID读取器。设备可设置有RFID天线的矩阵。RFID标签可以是有 源RFID标签或无源RFID标签。无线ID标签可布置在终端中、在终端的盖子中或在人所佩 戴的物品上，如例如在手表中、在珠宝、手镯上或在ID卡中、或在被布置在建筑物或商品上 的单元中。
[0022] 设备可集成在终端中。设备可包括用于显示使用图像记录设备记录的图像的显示 设备。
[0023] 终端可以是移动电话、摄像机、电影/视频摄像机、PC或平板计算机之一。可选地， 设备可布置成安装在移动电话、摄像机、电影/视频摄像机、PC或平板计算机中的至少一个 上。设备可被设计为盖子。
[0024] 图像记录设备可以是摄像机或电影/视频摄像机。至少一个物体可以是建筑物、 物品/物件、人或动物。信息可以是文本、音频、视频、名字、地址、电子邮件或对存储在互联 网上的信息的参考中的至少一个。
[0025] 在另一个方面中，本发明提供用于识别在图像中的至少一个物体的方法，其中至 少一个物体中的每个物体设置有无线标签，无线标签具有在其上存储的与该物体有关的识 别信息，方法包括：
[0026] -发射至少一个询问信号，
[0027] -由至少两个传感器检测对至少一个询问信号做出响应的来自无线标签的无线信 号，其中无线信号包括用于识别物体的信息；以及
[0028] -基于在所检测的无线信号中的相位差来估计对至少一个询问信号做出响应的无 线标签中的每个标签的至少一个方向。
[0029] 至少一个询问信号可包括辐射零。该方法还可包括只检测在至少一个询问信号的 发射之后的时间窗中到达的无线响应信号。询问信号可包括具有强度最大值的第一辐射图 样。该方法可包括通过处理由至少两个传感器检测的响应信号来扫描角度范围。
[0030] 询问信号还可包括包含辐射零的第二辐射图样。该方法还可包括通过使用包含辐 射零的辐射图样在成像设备的视场中扫描角度范围。
[0031] 至少一个询问信号和无线信号可以是电磁信号或声信号。电磁信号可以是无线电 波、红外光或可见光。
[0032] 记录来自无线ID标签的无线信号还可包括检测在数字图像记录设备中的图像芯 片或主传感器中的可见光或IR光。记录来自无线ID标签的无线信号还可包括检测由至少 两个传感器接收的声波。可实时地执行记录和处理。对识别和方向信息的处理还可