在陡峭角度下检测平面目标的制作方法
【专利说明】在陡峭角度下检测平面目标
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2013年3月11日申请、标题为“在陡峭角度下检测平面目标(Detect1n of planar targets under steep angles)，，的第 13/793，629 号美国申请案的权益及优先权，所述美国申请案又根据35U.S.C.§ 119(e)主张2012年10月15日申请、标题为“在陆峭角度下检测平面目标(Detect1n of planar targets under steep angles)，，的第61/714，115号美国临时申请案的权益及优先权，所述两案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及用于扩增实境(AR)的系统、设备及方法，且更确切地说，涉及允许在对运行时间具有最小影响的情况下从陡峭角度辨识平面目标。
【背景技术】
[0004]在扩增实境(AR)应用中，大多数平面对象检测系统比较平面对象的图片(例如，由用户用移动电话相机拍摄)的描述符与离线创建的描述符数据库。首先，呈现平面目标(有时称为参考目标、参考图像、平面图像、平面目标图像、平面参考图像、矫正图像，及其类似者)。接下来，处理器检测平面目标上的关键点130 (例如，拐角或边缘特征，通常称为特征点)。处理器接着确定关于关键点130中的每一者的描述符。描述符可表示为描述关于平面对象的某一关键点的视觉外观的向量(例如，具有32、64或128维度)。关键点130连同其描述符可称为特征。多个关键点130连同其对应多个描述符可称为目标图像的多个特征。处理器将表示平面目标的特征连同其它平面目标的描述符存储在数据库中。移动装置可接着比较相机图像中所见的描述符与描述符的数据库以匹配或检测平面目标且由此获知哪一平面目标在相机的视图中以及数据库中的平面目标是从哪一视角来观测的。
[0005]描述符经设计以具有某些有吸引力的特性。理想情况下，描述符将完全点亮且视角不变。在点亮时，缩放及平面内旋转变化由现代描述符充分地处置，强平面外旋转仍成问题。在扩增实境(AR)系统中需要通过高效(例如，使用点积)且有效地(例如，至少部分地对于视角及照明改变保持不变)比较及匹配描述符而允许在对运行时间具有最小影响的情况下从陡峭角度辨识平面目标的系统、设备及方法。
【发明内容】
[0006]揭示用于更高效且有效地检测平面目标的系统、设备及方法。
[0007]根据一些方面，揭示一种创建用于检测平面目标的数据库的方法，所述方法包括:接收所述平面目标的具有参考坐标系的图像；处理所述平面目标的所述图像，其中处理包括:检测所述平面目标中的多个关键点；以及确定关于所述平面目标中所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述平面目标的所述图像的所述多个关键点及对应描述符；处理第一翘曲图像，其中处理包括:使所述平面目标翘曲以形成具有第一翘曲坐标系的所述第一翘曲图像；检测所述第一翘曲图像中的多个关键点；确定关于所述第一翘曲图像的所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述第一翘曲图像的所述多个关键点及对应描述符；以及在所述第一翘曲坐标系与所述参考坐标系之间变换所述第一翘曲图像的所述多个关键点的坐标；以及结合所述第一翘曲图像的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些与所述平面目标的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些以在所述数据库中形成用于所述平面目标的所述图像的单个数据集。
[0008]根据一些方面，揭示一种创建数据库以供移动装置用以检测平面目标的装置，所述装置包括:相机，其经配置以俘获具有参考坐标系的图像，其中所述图像含有所述平面目标；处理器，其耦合到所述相机且经配置以:处理所述平面目标的所述图像，其中所述处理器经配置以:检测所述平面目标中的多个关键点；以及确定关于所述平面目标中所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述平面目标的所述图像的所述多个关键点及对应描述符；处理第一翘曲图像，其中所述处理器经配置以:使所述平面目标翘曲以形成具有第一翘曲坐标系的所述第一翘曲图像；检测所述第一翘曲图像中的多个关键点；确定关于所述第一翘曲图像的所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述第一翘曲图像的所述多个关键点及对应描述符；以及在所述第一翘曲坐标系与所述参考坐标系之间变换所述第一翘曲图像的所述多个关键点的坐标；以及结合所述第一翘曲图像的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些与所述平面目标的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些以在所述数据库中形成用于所述平面目标的所述图像的单个数据集。
[0009]根据一些方面，揭示一种创建数据库以供移动装置用以检测平面目标的装置，所述装置包括:用于接收所述平面目标的具有参考坐标系的图像的装置；用于处理所述平面目标的所述图像的装置，其中所述处理包括:用于检测所述平面目标中的多个关键点的装置；以及用于确定关于所述平面目标中所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述平面目标的所述图像的所述多个关键点及对应描述符的装置；用于处理第一翘曲图像的装置，其中所述处理包括:用于使所述平面目标翘曲以形成具有第一翘曲坐标系的所述第一翘曲图像的装置；用于检测所述第一翘曲图像中的多个关键点的装置；用于确定关于所述第一翘曲图像的所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述第一翘曲图像的所述多个关键点及对应描述符的装置；以及用于在所述第一翘曲坐标系与所述参考坐标系之间变换所述第一翘曲图像的所述多个关键点的坐标的装置；以及用于结合所述第一翘曲图像的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些与所述平面目标的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些以在所述数据库中形成用于所述平面目标的所述图像的单个数据集的装置。
[0010]根据一些方面，揭示一种包含存储于上面的程序代码的非暂时性计算机可读存储媒体，所述程序代码用于使装置创建数据库以供移动装置用以检测平面目标，包括用以进行以下操作的程序代码:接收所述平面目标的具有参考坐标系的图像；处理所述平面目标的所述图像，其中用以处理的所述程序代码包括用以进行以下操作的程序代码:检测所述平面目标中的多个关键点；以及确定关于所述平面目标中所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述平面目标的所述图像的所述多个关键点及对应描述符；处理第一翘曲图像，其中用以处理的所述程序代码包括用以进行以下操作的程序代码:使所述平面目标翘曲以形成具有第一翘曲坐标系的所述第一翘曲图像；检测所述第一翘曲图像中的多个关键点；确定关于所述第一翘曲图像的所述多个关键点中的每一者的描述符，由此导致所述第一翘曲图像的所述多个关键点及对应描述符；以及在所述第一翘曲坐标系与所述参考坐标系之间变换所述第一翘曲图像的所述多个关键点的坐标；以及结合所述第一翘曲图像的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些与所述平面目标的所述多个关键点及所述对应描述符中的至少一些以在所述数据库中形成用于所述平面目标的所述图像的单个数据集。
[0011]根据一些方面，揭示一种在移动装置中用于检测平面目标的方法，所述方法包括:以锐角俘获所述平面目标的图像以形成所俘获图像，其中所述锐角是从所述平面目标的平面的垂线测得；检测来自所述所俘获图像的多个关键点；确定关于所述多个关键点中的每一者的描述符，由此形成来自所述所俘获图像的多个描述符；比较来自所述所俘获图像的所述多个描述符与含有用于未翘曲图像的至少一个翘曲图像的多个描述符的数据库以导致比较；以及从所述比较辨识所述平面目标。
[0012]应理解，对于所属领域的技术人员来说，其它方面将从以下详细描述变得容易显而易见，其中借助于说明展示及描述各个方面。图式及详细描述应被视为本质上是说明性的而非限制性的。
【附图说明】
[0013]将参看图式仅通过实例方式来描述本发明的实施例。
[0014]图1相对于平面目标界定锐角α。
[0015]图2及3展示根据本发明的一些实施例的平面目标。
[0016]图4及5Α到5C说明根据本发明的一些实施例的使平面目标翘曲的实例。
[0017]图6到9展示根据本发明的一些实施例的从平面目标导出的各种翘曲图像。
[0018]图10到12展示如从相机检视的在各种陡峭入射角度下的平面目标。
[0019]图13说明根据本发明的一些实施例的建立数据库文