CN104094082A - 虚拟尺 - Google Patents

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CN104094082A CN201380007922.9A CN201380007922A CN104094082A CN 104094082 A CN104094082 A CN 104094082A CN 201380007922 A CN201380007922 A CN 201380007922A CN 104094082 A CN104094082 A CN 104094082A
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桑迪普·瓦达迪
克里希那坎特·S·基马拉马里
约翰·H·洪
重·U·李
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    • G06T19/006—Mixed reality
    • G—PHYSICS
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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Abstract

在一些实施例中，存取指示场景的图像的第一信息。检测一或多个参考特征，所述参考特征与所述图像中的参考对象相关联。基于所述第一信息确定图像空间与真实世界空间之间的变换。存取指示来自用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的所述图像空间中的图像空间距离。接着基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离。

Description

虚拟尺
对相关申请案的交叉参考
本申请案主张2012年1月13日申请的题为“虚拟尺(VIRTUAL RULER)”的第61/586,228号美国临时申请案及2012年7月31日申请的题为“虚拟尺(VIRTUALRULER)”的第13/563,330号美国申请案的优先权的权益，所述申请案特此以引用的方式全部并入。
背景技术
通常，识别视线中的对象的准确尺寸是重要的。举例来说，可能有必要识别信封的尺寸以确定邮资，识别图片的尺寸以确定画框大小，识别桌子的尺寸以确定其是否适配于房间中，等。虽然卷尺允许我们测量这些尺寸，但我们可能在希望获得测量时不具有卷尺。
发明内容
在一些实施例中，提供用于辅助用户确定真实世界测量的方法及系统。成像装置(例如，蜂窝式电话内的相机)可俘获场景的图像。可确定变换(例如，单应性)，其可考量下列各者中的一或多者：缩放、相机倾斜、相机旋转、相机横摇、相机位置等。确定变换可包含找出场景的图像中的(例如，具有已知大小及/或形状的)参考对象的位置，及将参考对象的真实世界空间属性(例如，尺寸属性)与场景的图像中的对应的空间属性(例如，尺寸属性)进行比较。虚拟尺可基于变换来构造，且叠加到场景的图像上(例如，呈现于成像装置的显示器上)。用户可使用虚拟尺来识别场景中的真实世界尺寸或距离。另外或替代地，可响应于对距离或尺寸的请求而将真实世界测量提供给用户。
举例来说，可将参考卡放置于场景中的表面上。移动装置中的相机可获得场景的图像，且识别将会将与参考卡相关联的基于图像的坐标(例如，在其拐角处)变换到具有真实世界意义的坐标(例如，使得经变换的坐标之间的距离准确地反映卡的尺寸)的变换。移动装置的用户可识别成像的场景内的开始点及停止点(例如，通过使用触摸屏识别所述点)。基于变换，装置可确定且向用户显示沿着参考卡的平面的开始点与停止点之间的真实世界距离。在一些实施例中，可在移动装置(例如，蜂窝式电话)上执行整个过程。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的方法。所述方法可包含存取指示场景的图像的第一信息，及检测与所述第一信息中的参考对象相关联的一或多个参考特征。所述方法还可包含基于所述图像确定图像空间与真实世界空间之间的变换，及存取指示来自用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的在所述图像空间中的图像空间距离。所述方法可进一步包含基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的系统。所述系统可包含：成像装置，其用于存取指示场景的图像的第一信息；以及参考特征检测器，其用于检测与所述第一信息中的参考对象相关联的一或多个参考特征。所述系统还可包含：变换识别器，其用于基于所述检测到的一或多个参考特征确定图像空间与真实世界空间之间的变换；以及用户输入组件，其用于存取指示来自移动装置的用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的在所述图像空间中的图像空间距离。所述系统可进一步包含距离估计器，所述距离估计器用于基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离。
在一些实施例中，提供一种用于估计真实世界距离的系统。所述系统可包含用于存取指示场景的图像的第一信息的装置，及用于检测与所述图像中的参考对象相关联的一或多个参考特征的装置。所述系统还可包含用于基于所述第一信息确定图像空间与真实世界空间之间的变换的装置，及用于存取指示来自用户的输入的第二信息的装置，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的在所述图像空间中的图像空间距离。所述系统可进一步包含用于基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离的装置。
在一些实施例中，提供一种计算机可读媒体。所述计算机可读媒体可包含执行以下步骤的程序：存取指示场景的图像的第一信息，及检测与所述图像中的参考对象相关联的一或多个参考特征。所述程序可进一步执行以下步骤：基于所述第一信息确定图像空间与真实世界空间之间的变换，及存取指示来自用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的在所述图像空间中的图像空间距离。所述程序还可执行基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离的步骤。
附图说明
图1说明根据一实施例的用于基于图像估计真实世界距离的方法。
图2展示将与参考特征相关联的基于图像的坐标映射到具有真实世界尺寸的第二空间的实例。
图3A及3B展示用于识别真实世界距离的系统的实例。
图4展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统。
图5展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统。
图6说明计算机系统的实施例。
具体实施方式
在一些实施例中，提供用于辅助用户确定真实世界测量的方法及系统。成像装置(例如，蜂窝式电话内的相机)可俘获场景的图像。可确定变换(例如，单应性)，其可考量下列中的一或多者：缩放、相机倾斜、相机旋转、相机横摇、相机位置等。确定变换可包含找出场景的图像中的(例如，具有已知大小及/或形状的)参考对象的位置，及将参考对象的真实世界空间属性(例如，尺寸属性)与场景的图像中的对应空间属性(例如，尺寸属性)比较。虚拟尺可基于变换来构造，且叠加到场景的图像上(例如，呈现于成像装置的显示器上)。用户可使用虚拟尺来识别场景中的真实世界尺寸或距离。另外或替代地，可响应于对尺寸或距离的请求而将真实世界测量提供到用户。
举例来说，可将参考卡放置于场景中的表面上。移动装置中的相机可获得场景的图像，且识别将会将与参考卡相关联的基于图像的坐标(例如，在其拐角处)变换到具有真实世界意义的坐标(例如，使得经变换的坐标之间的距离准确地反映卡的尺寸)的变换。移动装置的用户可识别成像的场景内的开始点及停止点(例如，通过使用触摸屏识别所述点)。基于变换，装置可确定且向用户显示沿着参考卡的平面的开始点与停止点之间的真实世界距离。在一些实施例中，可在移动装置(例如，蜂窝式电话)上执行整个过程。
图1说明根据一实施例的用于基于图像估计真实世界距离的方法100。在105，俘获一或多个图像。所述图像可由例如相机等成像装置俘获。成像装置可位于便携式及/或电子装置(例如，蜂窝式电话、智能手机、个人数字助理、平板计算机、膝上型计算机、数字手表等)内。可个别及/或离散地俘获图像。举例来说，用户可推动按钮或选择指示俘获图像的相异时间点的选项。在一种情况下，在一段时间内重复或连续地俘获图像。举例来说，电话可经由透镜对场景成像，且处理及/或显示实时图像或实时图像的子集。
在110，检测或识别图像中的一或多个参考特征。在一些情况下，检测或识别两个、三个、四个或四个以上参考特征。在一个实施例中，所述(等)参考特征为已知或怀疑在图像中的一或多个参考对象的特征。举例来说，可指导用户在俘获图像前在正成像的场景中及/或在所关心的平面上定位特定对象(例如，矩形参考卡)。作为另一实例，可指导用户在场景中及/或在平面上定位具有一或多个特定特性的对象(例如，具有标准尺寸的信用卡、驾照、矩形对象、美国25美分硬币、美国通货券等)。所述对象可为(例如)矩形、硬的、实质上平坦等。所述对象可具有：至少一个平表面；小于六英寸的一个、两个或三个尺寸等。所述对象可具有一或多个有区别的特征(例如，视觉有区别的特征)，例如，相异的视觉图案(例如，条形码、一系列色彩等)。在一些情况下，不指导用户将参考对象置于场景中。举例来说，技术可假定至少一个矩形对象定位于场景内及/或所关心的平面上。
一个、一个以上或所有参考特征可包含(例如)图像的对应于参考对象、边缘及/或拐角的部分或图像的整个部分。举例来说，参考特征可包含界定参考对象的四个边缘。参考特征可包含参考对象的一或多个部分(例如，在参考对象的顶部附近的红点，及在参考对象的底部附近的蓝点)。
参考特征可包含位置(例如，在基于图像的二维坐标系统内)。举例来说，在105处俘获的图像可包含成像的场景的二维表示。图像可包含(例如)组织成行及列的多个像素。因此，图像特征可识别为或基于像素坐标(例如，拐角1位于(4，16)；拐角2位于(6，18)等)。
参考特征可包含一或多个长度及/或面积。长度及/或面积可具有图像空间空间属性。举例来说，“边缘1”可为15.4个像素长。
可使用一或多个计算机视觉技术检测参考特征。举例来说，可使用边缘检测算法，可分析在各种图像位置处的空间对比度，可使用比例不变特征变换，等等。
可基于用户输入检测参考特征。举例来说，可指导用户识别参考特征的位置。用户可(例如)使用触摸屏、鼠标、小键盘等来识别图像上对应于参考特征的位置。在一种情况下，可经由触摸屏电子显示器向用户呈现图像，且指导用户触摸屏幕上对应于参考特征的拐角的四个位置。
可检测一个、两个、三个、四个或四个以上参考特征。在一个实施例中，检测至少四个参考特征，所述参考特征中的至少一些或全部具有固定且已知的相互间的真实世界距离。举例来说，可检测信用卡参考对象的四个拐角。在一个实施例中，检测至少四个参考特征，所述参考特征中的至少一些或全部具有与特征自身相关联的固定且已知的真实世界空间属性(例如，真实世界尺寸)。举例来说，可检测信用卡参考对象的四个边缘。
在115，可基于与在图像中检测到的参考特征相关联的一或多个空间属性及/或一或多个对应的真实世界空间属性确定变换。变换可包含放大、旋转变换、平移变换及/或透镜失真校正。变换可包含单应性，及/或可减轻或至少部分考量任何透视失真。变换可包含为成像装置固有的固有参数(例如，考量例如焦距等参数)及/或视正成像的场景而定的外在参数(例如，考量相机视角或位置)。变换可包含相机矩阵、旋转矩阵、平移矩阵及/或联合旋转-平移矩阵。
变换可包括图像空间(例如，与图像相关联的二维坐标空间)与真实世界空间(例如，识别真实世界距离、面积等的二维或三维坐标空间)之间的变换。可通过确定将会将与一或多个参考特征相关联的基于图像的空间属性(例如，坐标、距离、形状等)转换成另一空间(例如，与特征之间的真实世界距离相关联)的变换来确定所述变换。举例来说，可在方法100中的110处检测特定矩形参考对象的四个拐角的基于图像的位置。归因于用以俘获图像的成像装置的位置、旋转及/或倾斜，对象可看似为倾斜及/或非矩形(例如，代之以看似为梯形)。基于图像的空间属性与对应的现实空间属性(例如，每一者与一或多个参考特征相关联)之间的形状的差异可至少部分归因于透视失真(例如，基于成像装置的角度、位置及/或焦距)。可确定变换以校正透视失真。举例来说，参考特征可包含矩形参考对象卡的边缘。边缘可与基于图像的空间属性相关联，使得基于图像的边缘的组合针对梯形。变换基于图像的空间属性可产生形成(例如，具有对应于参考对象卡的真实世界大小的大小的)矩形的经变换边缘。举例来说，拐角1的基于图像的尺寸可映射到经变换的坐标(0，0)；拐角2的尺寸可映射到坐标(3.21，0)；等等。见图2。
方程式1到3展示可将二维基于图像的坐标(p，q)变换到二维真实世界坐标(x，y)的方式的实例。在方程式1中，使用与旋转有关的变量(r11-r32)、与平移有关的变量(tx-tz)及基于相机的或透视-投影变量(f)来变换基于图像的坐标(p，q)。方程式2为方程式1的简化型式，且方程式3将变量组合成新的单应性变量(h11-h33)。
方程式1： x y 1 ~ f 0 0 0 f 0 0 0 1 r 11 r 12 t x r 21 r 22 t y r 31 r 32 t z p q 1
方程式2： x y 1 ~ fr 11 fr 12 ft x fr 21 fr 22 ft y r 31 r 32 t z p q 1
方程式3： x y 1 ~ h 11 h 12 h 13 h 21 h 22 h 23 h 31 h 32 h 33 p q 1
可按此方式变换多个图像点。变换点之间的距离可对应于实际现实世界距离，如以下更详细地解释。
在方法100中的110处检测到的参考特征可用以确定方程式3中的单应性变量。在一些情况下，图像或一或多个参考特征(例如，对应于一或多个基于图像的坐标)首先经预调节。举例来说，可识别预调节平移(例如，作为将使图像的形心平移到原点坐标的平移)，及/或可识别预调节的缩放因数(例如，使得图像的坐标与形心(centroid)之间的平均距离为二的平方根)。接着可通过应用预调节平移及/或预调节缩放因数来预调节与检测到的参考特征相关联的一或多个基于图像的空间属性(例如，坐标)。
在一些实施例中，可将单应性变量h33设定为1，或可将单应性变量的平方的总和设定为1。接着可通过解算方程式3(使用与参考特征相关联的坐标)来识别其它单应性变量。举例来说，方程式4展示可将方程式3应用到四个真实世界点(x1，y1)到(x4，y4)及四个基于图像的点(x′1，y′1)到(x′4，y′4)中的每一者且接着组合为单个方程式的方式。
方程式4： x 1 y 1 1 0 0 0 - x 1 x 1 ′ - y 1 x 1 ′ 0 0 0 x 1 y 1 1 - x 1 y 1 ′ - y 1 y 1 ′ x 2 y 2 1 0 0 0 - x 2 x 2 ′ - y 2 x 2 ′ 0 0 0 x 2 y 2 1 - x 2 y 2 ′ - y 2 y 2 ′ x 3 y 3 1 0 0 0 - x 3 x 3 ′ - y 3 x 3 ′ 0 0 0 x 3 y 3 1 - x 3 y 3 ′ - y 3 y 3 ′ x 4 y 4 1 0 0 0 - x 4 x 4 ′ - y 4 x 4 ′ 0 0 0 x 4 y 4 1 - x 4 y 4 ′ - y 4 y 4 ′ h 11 h 12 h 13 h 21 h 22 h 23 h 31 h 32 = x 1 ′ y 1 ′ x 2 ′ y 2 ′ x 3 ′ y 3 ′ x 4 ′ y 4 ′
按简化矩阵形式，方程式4可表示为：
方程式5：A*H＝X
方程式5可通过线性系统解算器来解算或作为H＝(ATA)-1(ATX)解算。如果将单应性变量的平方的总和设定为一，则可(例如)使用奇异值分解来解算方程式5。
如以下进一步详述，从用户接收识别所关心距离的输入。输入可经获得图像空间。举例来说，用户可使用输入组件(例如，触摸屏、鼠标等)识别在俘获及/或显示的图像中的所关心端点。作为另一实例，用户可旋转虚拟尺使得用户可识别沿着特定方向的所关心距离。可估计所述距离。在一些情况下，距离的估计等于特定识别的距离的明确且具体估计。举例来说，用户可指示所关心距离为两个端点之间的距离，且其后可估计且呈现所述距离。在一些情况下，距离的估计不够清楚。举例来说，可在用户识别了虚拟尺的定向后产生或重新产生所述尺。用户可接着能够使用(例如)呈现的虚拟尺上的标记来识别特定距离。在方法100中，120到125基于用户输入(例如，交互虚拟尺的产生)举例说明一个类型的距离估计，且130到140基于用户输入(例如，在用户输入开始点与停止点之间的估计的真实世界距离)举例说明另一类型的距离估计。这些实例为说明性的。可执行其它类型的用户输入及估计。在一些情况下，仅执行120到125及130到140中的一者。
在方法100的120到140处，可使用变换来估计且向用户呈现图像中的距离与真实世界距离之间的对应性。举例来说，此指示可包含将变换应用到基于图像的坐标及/或距离(例如，以估计两个用户识别的点之间的距离)及/或应用变换的逆算(例如，以允许用户查看与图像中的多数或全部一起呈现的定标条)。
在120，尺可叠加于显示画面上。尺可识别对应于所俘获的图像中的距离的真实世界距离。举例来说，所述尺可识别对应于沿着参考对象的表面的平面的距离的真实世界距离。可基于在115处识别的变换来识别对应性。举例来说，可将识别的单应性或变换矩阵的逆算应用到对应于尺的测量标记的真实世界坐标。
尺可包含一或多条线及/或一或多个标记(例如，刻点标记)。一或多个标记之间的距离可识别为对应于真实世界距离。举例来说，文本可呈现于尺上(例如，“1”、“2”、“1cm”、“英寸”等)。作为另一实例，可向用户通知刻点标记之间的距离对应于特定单位测量(例如，英寸、厘米、英尺等)。信息可以文本方式呈现于显示器上，作为定标条呈现，包含为设定等等。
每一对邻近刻点标记之间的距离可清楚或隐含地识别为对应于固定真实世界距离(例如，使得每一对邻近刻点标记之间的距离对应于一真实世界英寸，即使标记之间的基于图像的绝对距离可视沿着尺的位置而不同)。在一些情况下，可基于成像的场景的大小确定与基于图像的标记间距离相关联的真实世界距离。(举例来说，可在所有场景上使用标准SI单位，但特定单位可为更小单位，例如，厘米用于较小成像的场景，且例如米等较大单位用于较大成像的场景。)在一些情况下，用户可设定与基于标记间图像的距离相关联的真实世界距离。
尺可跨显示幕(例如，在移动装置或成像装置上)的部分或全部延伸。在一种情况下，基于真实世界距离确定尺的长度(例如，使得尺的对应的真实世界距离为1英寸、1英尺、1码、1米、1公里等)。尺可或可不部分透明。尺可或可不作为传统尺出现。在一些实施例中，尺可作为一系列点、一系列刻点、一或多个定标条、卷尺等出现。在一些情况(而非其它情况)下，归因于尺的存在，场景的图像的至少部分模糊或不可见。
在125，可允许用户与尺交互。举例来说，用户可能能够扩大或缩小尺。举例来说，对应于12真实世界英寸的尺可扩大到对应于14真实世界英寸的尺。用户可能能够移动尺，例如，通过水平或垂直移动整个尺或旋转所述尺。在一些实施例中，用户可通过将尺的端部或中心拖动到新位置与尺交互。在一些实施例中，用户可经由设定与尺交互(例如，以重新找出尺的位置、设定测量单位、设定尺长度、设定显示特性等)。
在一些实施例中，基于刻点间图像的距离在交互后改变。举例来说，如果用户将尺从垂直定向旋转到水平定向，则旋转可使刻点标记之间的距离更均匀(例如，因为相机倾斜可能需要较不均匀之间距用于垂直定向的尺)。在一些实施例中，基于刻点间真实世界的距离在交互后改变。举例来说，当尺经水平定向时，“1英寸”刻点间真实世界距离可对应于1cm基于图像的刻点间距离，但当尺经垂直定向时，其对应于0.1cm基于图像的刻点间距离。因此，在水平到垂直旋转后，尺上的标度可自动变化以允许用户更易于使用所述尺估计尺寸或距离。
在方法100中的130处，可接收测量点或端点的用户输入。举例来说，用户可识别基于图像的开始点及基于图像的停止点(例如，通过在开始点及停止点处触摸显示幕、点选开始点及停止点或以其它方式识别所述点)。在一些实施例中，这些点中的每一者对应于图像空间中的坐标。
在135，可基于用户测量点输入估计真实世界距离。举例来说，用户输入可包含开始点及停止点，每一者与二维图像空间坐标相关联。在115处确定的变换可应用于每一点。可接着估计变换点之间的距离。当假定每一点沿着参考对象的表面的平面时，此距离可为两个点之间的真实世界距离的估计。
在140，输出估计的距离。举例来说，在识别了开始点及停止点后，可将所述距离向用户呈现或显示(例如，几乎立即地)。
在一些实施例中，方法100不包含120到125及/或不包含130到140。也预料到其它变化。
在115处确定的变换可应用于图1中未图示的其它应用。举例来说，可计算(例如，空地板空间的)真实世界距离，且可向用户通知关于是否可增大成像设定以包含另一对象。作为一个具体实例，可俘获起居室的图像。可将参考对象放置于房间的地板上，可确定变换，且可识别空白空间与墙壁的距离。可俘获长沙发椅(在商店中)的图像。可将参考对象放置于地板上，可确定另一变换，且可确定椅子的地板尺寸。接着可确定椅子是否将适配于起居室中的空白空间中。在一些情况下，当对象将适配时，可显示增大的设定。
图3A展示用于估计真实世界距离的系统的实例。在此实施例中，参考对象包含卡305。将参考对象放置于台310上。将卡的拐角315作为参考特征加以检测。因此，拐角中的每一者可经检测且与基于图像的坐标相关联。使用这些坐标及卡的已知空间属性(例如，尺寸)，可确定变换。用户可接着通过触摸显示幕来识别开始点320a及停止点320b。其后在这些位置处显示游标标记。使用确定的变换，可估计开始点与停止点之间的真实世界距离。此估计可基于两个点沿着卡的表面的平面的假定。屏幕包含距离显示画面325，从而向用户通知所确定的真实世界距离。如所示，距离显示画面325可包含距离的数值估计(“3.296321”)、正呈现的内容的描述(“对象的长度”)及/或单位(“英寸”)。
图3A还展示用户可用的许多其它选项。举例来说，用户可能能够放大或缩小图像，例如，使用变焦特征330。在可基于由变焦实现的已知放大率标度调整变焦或变换后可重新计算变换。在一个实施例中，用户可主动指示待俘获新图像的时间(例如，通过选择俘获图像选项335)。在一些实施例中，在某一时间段期间连续或定期地俘获图像(例如，当程序在操作中时)。
用户可修改测量点(例如，停止点及开始点)，例如，通过将每一点拖放到新位置或删除所述点(例如，使用删除点选项340)且建立新的点。可允许用户设定测量属性(例如，使用测量属性特征345)。举例来说，用户可能能够识别测量的单位、展示的信赖量度等。用户还可能能够展示或隐藏尺(例如，使用尺显示选项350)。
图3B展示用于估计真实世界距离的系统的实例。此实施例类似于图3A中展示的实施例。一个不同之处在于展示额外尺360。图3B强调可显示的不同类型的尺。在一个实施例中，尺可由沿着不可见线延伸的一系列标记组成。举例来说，在图3A及3B中，在尺355a或355b中的任一者中的邻近点之间的每一距离可对应于(例如，一英寸的)固定真实世界距离。尺可延伸或可不延伸整个图像。图3A及3B展示两个不可见线尺355a及355b的实例。在此实施例中，一开始沿着参考卡305的边界定位尺，使得两个尺355a及355b表示对应于垂直真实世界方向的方向。尺的初始位置可为如下的位置：接界参考对象、平行于图像边缘、在真实空间中垂直于另一尺、在图像空间中垂直于另一尺、与图像的中心相交等。
图3B展示另一尺360。此尺的外观类似于传统尺。尺360可为透明的，使得用户可查看下伏图像。尺360可再次具有一系列标记，且邻近标记之间的距离可对应于固定真实世界距离(例如，一英寸)。虽未图示，但尺可包含数字(例如，与一个、一个以上或所有标记相关联)及/或文本(例如，指示测量的单位)。尺360的标记未按比例，而经展示以强调以下事实：通常，识别与图像距离相关联的真实世界距离比识别单个缩放因数复杂。举例来说，可使成像装置相关于所关心的平面倾斜。因此，如果按指示邻近标记之间的距离对应于固定真实世界距离的方式显示标记，则标记之间的基于图像的距离可沿着尺的长度改变。
在一些情况下，呈现仅一个类型的尺(例如，类似于尺355或类似于尺360)。在一些情况下，呈现相同或不同类型的多个尺。举例来说，在图3B中，展示两个尺355。此可允许用户同时估计沿着多个方向的尺寸或距离。在一些情况下，按使得与将尺在其相交处分开的基于图像的角度相关联的真实世界角度固定的方式呈现多个尺。举例来说，所述尺可经呈现，使得其始终正识别沿着在真实世界中垂直的方向的估计距离。
图4展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统400。所述系统可包含一装置，所述装置可为电子装置、便携式装置及/或移动装置(例如，蜂窝式电话、智能手机、个人数字助理、平板计算机、膝上型计算机、数码相机、手持式游戏装置等)。如所示，系统400包含可由用户410使用的装置405(例如，移动装置或蜂窝式电话)。装置405可包含收发器415，收发器415可允许装置发送及/或接收数据及/或语音通信。装置405可连接(例如，经由收发器415)到网络420(例如，无线网络及/或因特网)。经由无线网络，装置405可能能够与外部服务器425通信。
装置405可包含麦克风430。麦克风430可准许装置405收集或俘获来自装置的周围实际环境的音频数据。装置405可包含扬声器435以发射音频数据(例如，在呼叫期间从另一装置上的用户接收，或由装置产生以指导或通知用户410)。装置405可包含显示器440。显示器440可包含显示器，例如，在图3A到3B中展示的一者。显示器440可向用户410呈现实时或非实时图像，且向用户通知与沿着图像的距离相关联的真实世界距离(例如，通过显示基于用户输入端点确定的距离或在图像上叠加尺)。显示器440可向用户410呈现交互选项(例如，以允许用户410俘获图像、检视图像上叠加的真实世界距离尺、移动所述尺、识别图像中的测量端点等)。装置405可包含用户输入组件445。用户输入组件445可包含(例如)按钮、键盘、数字小键盘、触摸屏、鼠标等。用户输入组件445可允许(例如)用户410移动尺、修改设定(例如，尺或测量设定)、识别测量端点、俘获新图像等。虽未图示，但装置405还可包含成像组件(例如，相机)。所述成像组件可包含(例如)透镜、光源等。
装置405可包含处理器450，及/或装置405可耦合到具有处理器455的外部服务器425。处理器450及/或455可执行任何上述过程的部分或全部。在一些情况下，变换的识别及/或应用(例如，以确定真实世界距离)在装置405上在本地执行。在一些情况下，外部服务器之处理器455未涉及于确定及/或应用变换中。在一些情况下，两个处理器450及455均有涉及。
装置405可包含存储装置460，及/或装置405可耦合到具有存储装置465的外部服务器425。存储装置460及/或465可存储(例如)图像、参考数据(例如，参考特征及/或参考对象尺寸)、相机设定及/或变换。举例来说，图像可经俘获且存储于图像数据库480中。可将指示将在与特征(例如，距离分隔)有关的图像及真实世界距离数据中检测到的参考特征的参考数据存储于参考数据库470中。使用参考数据及图像，处理器450及/或455可确定可接着存储于变换数据库475中的变换。使用所述变换，虚拟尺可叠加于图像上且向用户410显示，及/或可确定(例如，由处理器450及/或455)对应于(例如，用户定义的)图像距离的真实世界距离。
图5展示根据一实施例的用于估计真实世界距离的系统500。系统500的全部或部分可包含于例如电子装置、便携式装置及/或移动装置等装置中。在一些情况下，系统500的部分包含于远程服务器中。
系统500包含成像装置505。成像装置505可包含(例如)相机。成像装置505可经配置以在视觉上成像场景且由此获得图像。因此，举例来说，成像装置505可包含透镜、灯等。
由成像装置505获得的一或多个图像可存储于图像数据库510中。举例来说，由成像装置505俘获的图像可包含数字图像，且对应于数字图像的电子信息及/或数字图像自身可存储于图像数据库510中。可存储图像达固定时间段，直到用户删除，直到成像装置505俘获到另一图像，等。
俘获图像可由图像分析器515分析。图像分析器515可包含图像预处理器520。图像预处理器520可(例如)调整图像的对比度、亮度、色彩分布等。经预处理的图像可由参考特征检测器525分析。参考特征检测器525可包含(例如)边缘检测器或对比度分析器。参考特征检测器525可试图检测边缘、拐角、特定图案等。明确地说，参考特征检测器525可试图图像中的参考对象或参考对象的一或多个部分。在一些实施例中，参考特征检测器525可包括用户输入分析器。举例来说，参考特征检测器525可识别出已指导用户使用输入装置(例如，触摸屏)识别参考特征的图像位置、接收输入及执行任何必需变换以将图像变换成所需单位及格式。参考特征检测器可输出一或多个基于图像的空间属性(例如，坐标、长度、形状等)。
一或多个基于图像的空间属性可由变换识别器530分析。变换识别器530可包含参考特征数据库535。参考特征数据库535可包含与参考对象相关联的真实世界空间属性。变换识别器530可包含参考特征关联器540，参考特征关联器540使一或多个基于图像的空间属性(由参考特征检测器525输出)与一或多个基于真实世界的空间属性(从参考特征数据库535识别)相关联。在一些情况下，特征的精确对应性并非必需的。举例来说，如果参考特征对应于矩形卡的四个边缘，则辨识基于图像的边缘中的哪些者对应于基于真实世界的“长”边缘可为足够的(且将一个长边缘与另一者区分开并非必需的)。使用基于图像的空间属性及相关联的基于真实世界的空间属性，变换识别器530可确定变换(例如，单应性)。
变换可由尺产生器545用以产生尺，例如，本文中描述的尺。所产生的尺可识别对应于图像内的距离(例如，沿着参考对象的表面的平面)的真实世界距离。尺可显示于显示器550上。显示器550可进一步显示由成像装置505一开始俘获且存储于图像数据库510中的俘获图像。在一些情况下，显示器550显示当前图像(例如，并非在变换的识别或参考特征的检测期间使用的图像)。(变换可保持固定或调整，例如，基于检测到的装置移动。)可将尺叠加于显示的图像上。可经由用户输入组件555接收用户输入，使得用户可与所产生的尺交互。举例来说，用户可能能够旋转尺，扩大尺等。用户输入组件555可或可不与显示器集成(例如，作为触摸屏)。
在一些情况下，距离估计器560可估计与基于图像的距离相关联的真实世界距离。举例来说，用户可识别所显示的图像中的开始点及停止点(经由用户输入组件)。使用由变换识别器530识别的变换，可估计这些点之间的估计的真实世界距离(沿着参考对象的表面的平面)。估计的距离可显示于显示器550上。
在一些情况下，成像装置505重复俘获图像，图像分析器重复分析图像，且变换识别器重复识别变换。因此，实时或几乎实时的图像可显示于显示器550上，且叠加的尺或估计的距离可基于频繁更新的变换而保持相当准确。
如图6中说明的计算机系统可并入为先前描述的计算机化装置的部分。举例来说，计算机系统600可表示本申请案中论述的移动装置及/或远程计算机系统的组件中的一些。图6提供可执行由如本文中描述的各种其它实施例提供的方法及/或可充当外部服务器425及/或装置405的计算机系统600的一个实施例的示意性说明。应注意，图6仅意欲提供各种组件的一般化说明，可适当地利用其中的任一者或全部。因此，图6广泛地说明如何可以相对分开或相对更集成的方式实施个别系统元件。
展示计算机系统600包括可经由总线605电耦合(或可适当地以其它方式在通信中)的硬件元件。硬件元件可包含一或多个处理器610，包含(但不限于)一或多个通用处理器及/或一或多个专用处理器(例如，数字信号处理芯片、图形加速处理器及/或其类似者)；一或多个输入装置615，其可包含(但不限于)鼠标、键盘及/或其类似者；以及一或多个输出装置620，其可包含(但不限于)显示装置、打印机及/或其类似者。
计算机系统600可进一步包含一或多个存储装置625(及/或与一或多个存储装置625通信)，存储装置625可包括(但不限于)本地及/或网络可存取存储器，及/或可包含(但不限于)磁盘驱动器、驱动器阵列(drive array)、光学存储装置、例如随机存取存储器(“RAM”)及/或只读存储器(“ROM”)等固态存储装置(其可经编程、可快闪更新及/或其类似者)。这些存储装置可经配置以实施任何适当数据存储器，包含(但不限于)各种文件系统、数据库结构及/或其类似者。
计算机系统600还可包含通信子系统630，通信子系统630可包含(但不限于)调制解调器、网络卡(无线或有线)、红外线通信装置、无线通信装置及/或芯片组(例如，BluetoothTM装置、802.11装置、WiFi装置、WiMax装置、蜂窝式通信设施等)及/或其类似者。通信子系统630可准许与网络(例如，以下描述的网络，仅举一个实例)、其它计算机系统及/或本文中描述的任何其它装置交换数据。在许多实施例中，计算机系统600将进一步包括工作存储器635，工作存储器635可包含如上所述的RAM或ROM装置。
计算机系统600还可包括展示为当前位于工作存储器635内的软件元件，包含操作系统640、装置驱动程序、可执行程序库及/或其它程序代码(例如，一或多个应用程序645)，其可包括由各种实施例提供的计算机程序，及/或可经设计以实施由如本文中描述的其它实施提供的方法及/或配置由如本文中描述的其它实施提供的系统。仅以实例说明，关于以上论述的方法描述的一或多个程序可实施为可由计算机(及/或计算机内之处理器)执行的程序代码及/或指令；在一方面中，接着，这些程序代码及/或指令可用以配置及/或调适通用计算机(或其它装置)以执行根据所描述的方法的一或多个操作。
这些指令及/或程序代码的集合可存储于计算机可读存储媒体(例如，以上描述的存储装置625)上。在一些情况下，存储媒体可并入于例如系统600等计算机系统内。在其它实施例中，存储媒体可与计算机系统(例如，可移除式媒体，例如，光盘)分开，及/或提供于安装封装中，使得存储媒体可用以通过存储于其上的指令/程序代码编程、配置及/或调适通用计算机。这些指令可呈可由计算机系统600执行的可执行程序代码的形式，及/或可呈源及/或可安装程序代码的形式，源及/或可安装程序代码在于计算机系统600上编译及/或安装(例如，使用各种一般可利用的编译器、安装程序、压缩/解压缩公用程序等中的任一者)后接着呈可执行程序代码的形式。
对所属领域的技术人员显而易见，可根据具体要求进行实质变化。举例来说，还可使用定制硬件，及/或可以硬件、软件(包含便携式软件，例如，小程序等)或两者来实施特定元件。另外，可使用到例如网络输入/输出装置等其它计算装置的连接。
如上提到，在一个方面中，一些实施例可使用计算机系统(例如，计算机系统600)来执行根据各种实施例的方法。根据一组实施例，这些方法的程序中的一些或全部由计算机系统600响应于处理器610执行工作存储器635中含有的一或多个序列的一或多个指令(其可并入到操作系统640及/或例如应用程序645等其它程序代码内)而执行。这些指令可从例如存储装置625中的一或多者等另一计算机可读媒体读取到工作存储器635内。仅以实例说明，在工作存储器635中含有的所述序列的指令的执行可使处理器610执行本文中所描述的方法的一或多个程序。
如本文中使用的术语“机器可读媒体”及“计算机可读媒体”指参与提供使机器按特定方式操作的数据的任何媒体。计算机可读媒体及存储媒体不指暂时性传播信号。在使用计算机系统600实施的一实施例中，各种计算机可读媒体可涉及于将指令/程序代码提供到处理器610以供执行，及/或可用以存储这些指令/程序代码。在许多实施方案中，计算机可读媒体为实体及/或有形存储媒体。此媒体可呈非易失性媒体或易失性媒体的形式。非易失性媒体包含(例如)光盘及/或磁盘，例如，存储装置625。易失性媒体包含(但不限于)动态存储器，例如，工作存储器635。
实体及/或有形计算机可读媒体的常见形式包含(例如)软盘、可挠性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、打孔卡、纸带、具有孔的图案的任何其它实体媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣等。
以上论述的方法、系统及装置为实例。各种配置可适当地省略、代替或添加各种程序或组件。举例来说，在替代配置中，可按不同于所描述的次序的次序执行所述方法，及/或可添加、省略及/或组合各种阶段。而且，在各种其它配置中可组合关于某些配置而描述的特征。可按类似方式组合所述配置的不同方面及元件。而且，技术演进，且因此，元件中的许多者为实例且不限制本发明或权利要求书的范围。
在描述中给出特定细节以提供对实例配置(包含实施方案)的透彻理解。然而，可在无这些具体细节的情况下实践诸配置。举例来说，已在无不必要的细节的情况下展示熟知电路、过程、算法、结构及技术以便避免混淆所述配置。此描述仅提供实例配置，且不限制权利要求书的范围、适用性或配置。相反，所述配置的先前描述将向所属领域的技术人员提供用于实施所描述的技术的令人能够实现的描述。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可进行元件的功能及配置的各种改变。
而且，可将配置描述为描绘为流程图或框图的过程。虽然每一者可将操作描述为连续过程，但可并行地或同时执行许多操作。此外，可重新排列操作的次序。过程可具有图中未包含的额外步骤。此外，方法的实例可由硬件、软件、固件、中间软件、微码、硬件描述语言或其任何组合实施。当以软件、固件、中间软件或微码实施时，用以执行必要任务的程序代码或码段可存储于例如存储媒体等非暂时性计算机可读媒体中。处理器可执行所描述的任务。
已描述了若干实例配置，在不脱离本发明的精神的情况下，可使用各种修改、替代构造及等效物。举例来说，以上元件可为较大系统的组件，其中其它规则可优先于或以其它方式修改应用。而且，可在考虑以上元件之前、期间或之后采取许多步骤。因此，以上描述不限定权利要求书的范围。

Claims (28)

1.一种用于估计真实世界距离的方法，所述方法包括：
存取指示场景的图像的第一信息；
检测与所述第一信息中的参考对象相关联的一或多个参考特征；
基于所述图像确定图像空间与真实世界空间之间的变换；
存取指示来自用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的所述图像空间中的图像空间距离；以及
基于所述第二信息及所述确定的变换估计所关心的所述真实世界距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二信息包括开始点及端点，且所述所关心的真实世界距离包括与所述开始点及所述端点相关联的真实世界位置之间的距离。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述图像上叠加虚拟尺。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二信息包括所述叠加的虚拟尺的至少部分将位于所述图像上的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述变换至少部分考量透视失真。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述变换包括单应性矩阵。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法全部在移动装置上执行。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述移动装置包括蜂窝式电话。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考对象包括实质上平坦且实质上矩形的对象。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定所述图像空间中与所述参考特征中的所述一或多者相关联的至少一个第一空间属性；
确定所述真实世界空间中与所述参考特征中的所述一或多者相关联的至少一个第二空间属性；以及
基于所述至少一个第一空间属性及所述至少一个第二空间属性确定所述变换。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计的所关心真实世界距离与所述参考对象的表面两者沿着同一平面。
12.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述所关心的真实世界距离包括应用所述变换的逆算。
13.一种用于估计真实世界距离的系统，所述系统包括：
成像装置，其用于存取指示场景的图像的第一信息；
参考特征检测器，其用于检测与所述第一信息中的参考对象相关联的一或多个参考特征；
变换识别器，其用于基于所述检测到的一或多个参考特征确定图像空间与真实世界空间之间的变换；
用户输入组件，其用于存取指示来自移动装置的用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的所述图像空间中的图像空间距离；以及
距离估计器，其用于基于所述第二信息及所述确定的变换估计所述所关心的真实世界距离。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第二信息包括叠加于所述图像的呈现上的尺的旋转。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述距离估计器包括用于产生待由显示器呈现的虚拟尺的尺产生器。
16.根据权利要求13所述的系统，其中显示器同时呈现所述估计的所关心真实世界距离与所述图像。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述参考特征检测器包括边缘检测器。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述用户输入组件及所述显示器被集成为触摸屏显示器。
19.一种用于估计真实世界距离的系统，所述系统包括：
用于存取指示场景的图像的第一信息的装置；
用于检测与所述图像中的参考对象相关联的一或多个参考特征的装置；
用于基于所述第一信息确定图像空间与真实世界空间之间的变换的装置；
用于存取指示来自用户的输入的第二信息的装置，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的所述图像空间中的图像空间距离；以及
用于基于所述第二信息及所述确定的变换估计所述所关心的真实世界距离的装置。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述用于存取所述第一信息的装置包括移动电话中的相机。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述用于检测所述一或多个参考特征的装置包括边缘检测器。
22.根据权利要求19所述的系统，其中所述用于存取指示来自所述用户的所述输入的所述第二信息的装置包括触摸屏显示器。
23.根据权利要求19所述的系统，其中所述用于估计所述所关心的真实世界距离的装置包括尺产生器。
24.根据权利要求19所述的系统，其进一步包括用于呈现所述估计的所关心真实世界距离的装置。
25.一种计算机可读媒体，其含有执行以下步骤的程序：
存取指示场景的图像的第一信息；
检测与所述图像中的参考对象相关联的一或多个参考特征；
基于所述第一信息确定图像空间与真实世界空间之间的变换；
存取指示来自用户的输入的第二信息，所述第二信息识别对应于所述真实世界空间中所关心的真实世界距离的所述图像空间中的图像空间距离；以及
基于所述第二信息及所述确定的变换估计所述所关心的真实世界距离。
26.根据权利要求25所述的计算机可读媒体，其中所述程序进一步执行以下步骤：
从数据库识别与所述参考对象相关联的真实世界空间属性。
27.根据权利要求25所述的计算机可读媒体，其中所述变换包括单应性。
28.根据权利要求25所述的计算机可读媒体，其中所述第二信息包括开始点及停止点。
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