CN113168515A - 用于减小视场搜索空间的扫描设备 - Google Patents

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CN113168515A CN201980077270.3A CN201980077270A CN113168515A CN 113168515 A CN113168515 A CN 113168515A CN 201980077270 A CN201980077270 A CN 201980077270A CN 113168515 A CN113168515 A CN 113168515A
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Abstract

本公开提供了一种扫描设备。该扫描设备可以被配置成捕获用户的识别信息，并且可以包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。控制器可以被配置成激活一个或多个红外发射器，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第一图像，去激活一个或多个红外发射器，以及控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第二图像。

Description

用于减小视场搜索空间的扫描设备
技术领域
本公开总体上涉及一种扫描设备，并且更具体地涉及一种可操作以执行眼睛扫描识别功能的扫描设备。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种扫描设备。所述扫描设备可以被配置成捕获用户的识别信息，并且可以包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器可以被配置成激活一个或多个红外发射器，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第一图像，去激活一个或多个红外发射器，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第二图像，比较第一图像和第二图像，确定从第一视场图像和第二视场图像具有改变的像素集合，以及处理该像素集合以识别用户。
根据本公开的另一个方面，公开了一种扫描设备。所述扫描设备可以包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器可以被配置成调制一个或多个红外发射器以进行激活和去激活，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的一系列图像，与一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像，确定与调制具有相关性的像素集合，以及处理所述像素集合以识别用户。
根据本公开的又一个方面，公开了一种扫描设备。所述扫描设备可以包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器可以被配置成调制一个或多个红外发射器以改变照射强度，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的一系列图像，与一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像，确定与调制具有相关性的像素集合，以及处理所述像素集合以识别用户。
参考以下说明书、权利要求书和附图，本领域的技术人员将进一步理解和了解本公开的这些和其它特征、优点和目的。
附图说明
在附图中：
图1是包括配设在机动车辆中的扫描设备的认证系统的说明性视图；
图2是扫描设备的截面图；
图3是根据本公开的配设有设置在镜组件中的扫描设备的识别系统的框图；
图4是展示确定用于进行进一步处理的像素集合的方法的流程图；
图5A是图4中确定像素集合的方法的说明性视图；
图5B是图4中确定像素集合的方法的说明性视图；以及
图5C是图4中确定像素集合的方法的说明性视图。
具体实施方式
出于本文中描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和其派生词应与如图1中那样取向的公开相关。还应理解，附图中示出的并且在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求书中限定的本发明构思的示范性实施例。因此，除非权利要求书另外明确陈述，否则与本文中公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性的。
术语“包含”、“包括”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性包含内容，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包含那些要素，还可包含并未明确地列出或并非此类过程、方法、制品或设备固有的其它要素。带有“包括…”的要素在没有更多约束条件的情况下并不排除包括所述要素的过程、方法、制品或设备中的额外相同要素的存在。
参考图1和图2，本公开提供了包括可操作以执行识别功能的扫描设备12的认证系统10。识别功能可能需要系统10搜索扫描设备12的视场以识别特征。识别功能可以对应于眼睛扫描识别功能，并且识别特征可以对应于虹膜。如图1中所展示的，系统10可以另外包括隐藏设备14，该隐藏设备可以被配置成选择性地遮掩或隐藏扫描设备12和/或反馈设备。如图1中所示，系统10被配设在机动车辆16中。然而，可以在各种环境中实施系统10以为访问屏障或入户门、交易授权(例如，银行交易、购买等)以及可能受益于用户18的安全授权的各种额外应用程序提供认证。另外，隐藏设备14可以使扫描设备的位置被隐藏，使得扫描设备12的外观不会影响系统10配设的环境。在一些实施例中，隐藏设备14可以被配置成从隐藏配置14a改变为扫描配置14b。
系统10可以被配置成减小用于识别特征的视场搜索空间。视场可以包括接收表示场景的反射光的场景区域。扫描设备12的视场可以包括用户18以及在识别功能或过程中没有用的各种天然和/或人工元素或结构。图1示出了包括用户18的扫描设备12的场景，所述用户具有包括多棵树15的背景。由于包括树15的背景对识别功能没有用，因此系统10可以执行减除过滤过程，所述减除过滤过程可以由扫描设备12实施。减除过滤过程可以包括从扫描设备12的视场有效地去除用户18的大部分背景。
在一些实施例中，扫描设备12可以被设置在或配设到车辆16的各个部分中，以提供对车辆16的各个隔室或部分的访问。在一个示例中，可以授权用户18访问车辆的后备箱17以接收快递或收集物品。以此方式，系统10可以提供通过一个或多个大门、门、访问面板的选择性访问，并且可以另外可操作以向用户提供完成各种操作或交易的授权。因此，扫描设备12可以配设到车辆16的各个部分(例如，支柱、后备箱、气流偏导器、罩、顶等)或各种其它结构中，以方便配设到各种环境中。在一些示例中，扫描设备12可以提供内部后视镜组件，所述内部后视镜组件被配置成基于眼睛扫描识别功能来识别车辆的操作者。在以下详细描述中进一步论述系统10的各个有益方面。
在操作中，扫描设备12可以可操作以执行识别功能，所述识别功能可以在检测到用户18与扫描设备12交互或该用户被检测到接近该扫描设备时激活。例如，当用户18接近车辆16时。一旦激活，系统10的控制器就可以控制电光装置20以改变隐藏设备14的透射率。响应于激活，控制器可以控制施加到电光装置20的电信号(例如，电压电势)，以将电光装置20从隐藏配置14a中的基本不透明状态改变为扫描配置14b中的基本透明或透光状态。以此方式，控制器可以选择性地显露扫描设备12的位置，使得用户18可以将一个或多个识别特征(例如，面部、虹膜、指纹、掌纹和轮廓等)与扫描设备12对准。因此，系统10可以被配置成选择性地向用户18显露以处理认证或识别例程。
在一些实施例中，隐藏设备14可以另外包括对准特征22。对准特征22可以镜装置24的形式提供，所述镜装置可以在扫描配置14b中选择性地显露。镜装置24可以作为电光装置20的组成层被配设或者形成为所述组成层，如图2中所示。镜装置24可以为用户18提供视觉对准工具，以将面部特征26、眼睛28和/或各种识别特征与扫描设备12对准。例如，用户18可以查看识别特征在镜装置24中的反射30以使所述特征与扫描设备12对准。在一些实施例中，镜装置24可以包括一个或多个对准特征22以及指示灯34，其可分别辅助用户18对准识别特征的反射30并且指示由系统10处理的认证的状态。
在隐藏配置14a中，系统10可以被配置成控制隐藏设备14以匹配面板25的外观，所述面板可以邻近隐藏设备14或与其相邻地定位。如图1中所示，隐藏设备14可以由系统10的控制器控制，以将电光装置20的状态调整到基本不透明状态以实现隐藏配置14a。在隐藏配置14a中，隐藏设备14的外表面36可以变暗为不透明颜色，其可以对应于电光装置20的电光介质68的一个或多个化学属性。在示范性实施例中，电光装置20可以被配置成从隐藏配置14a中的黑色外观转变到扫描配置14b中的相对透明的外观。以此方式，系统10的控制器可以被配置成调整外表面36的外观，以从基本上匹配面板25的彩色外观改变为被配置成显露镜装置24的透光状态。因此，系统10可以使镜装置24被选择性地显露以辅助用户18与扫描设备12对准。
现在参考图2，在一些实施例中，扫描设备12可以使系统10基于眼睛扫描识别功能来识别或认证车辆16的用户18。眼睛扫描识别功能可以利用对眼睛28的虹膜的红外照射以便照射眼睛28进行识别。可以在允许近红外(NIR)范围中的高光透射率的条件下优化此类照射。在一些实施例中，本公开可以提供电光装置20的电致变色(EC)叠层，该电致变色叠层可以具有在NIR范围(例如，范围从800nm到940nm的光波长)中的高透光率。在一些实施例中，波长范围可以包括从大约700nm到940nm的范围。另外，在一些实施方式中，电光装置20可以包括被配置成照射车辆16的用户18的至少一个虹膜的多个光源44。
为了实现眼睛扫描识别功能，例如虹膜扫描，可以将扫描设备12的图像传感器42设置成接近电光装置20的后表面48。图像传感器42可以对应于例如数字电荷耦合装置(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)有源像素传感器，但其可以不限于这些示范性装置。图像传感器42可以与至少一个光源44通信，所述至少一个光源可以对应于一个或多个红外发射器44a，所述一个或多个红外发射器被配置成输出在NIR范围(例如，700nm到940nm，750nm到800nm等)中的光发射54。在一些实施例中，750nm至800nm范围内的波长可以用于发射，或者750nm至800nm适应一个或多个虹膜识别功能。在此配置中，图像传感器42可以被配置成选择性地激活对应于至少一个光源44的一个或多个红外发射器44a以照射虹膜，使得可以确定车辆16的用户18的身份。
红外发射器44a或光源44可以对应于多个红外发射器组。红外发射器组46中的每一个可以包括多个发光二极管，所述多个发光二极管可以矩阵分组或以其它方式分组并且设置在电光装置20的后表面48后方。在示范性实施例中，多个光源44可以对应于第一发射器组46a和第二发射器组46b。在此配置中，每个发射器组46可以被配置成从外表面36输出在NIR范围中的发射54或其它波长的光。在此配置中，扫描设备12可以被配置成照射用户18的一只或两只眼睛28，使得图像传感器42可以捕获包括一个或多个虹膜的细节的图像数据。
在示范性实施例中，第一发射器组46a和/或第二发射器组46b中的每一个可以对应于更多或更少的LED或LED组。在一些实施例中，电光装置20和镜装置24可以具有在NIR范围中的高水平透射率。如本文进一步公开的，具有在NIR范围中的高水平透射率的电光组件的示例可以对应于包括具有设置在电光装置的第四表面上的半透射半反射电介质涂层的镜装置24的组件。在包括具有在NIR范围中的较低水平透射率的电光装置20的一些实施例中，扫描设备12可以利用更大数量的LED或更密集的LED。具有在NIR范围中的较低水平透射率的电光组件可以对应于包括具有设置在电光装置的第三表面上的金属基半透射半反射涂层的镜装置24的组件。
图像传感器42可以设置在与控制器通信的电路50(例如印刷电路板)上。控制器还可以经由通信总线或任何其它合适的通信接口与可配设到车辆16中的各种装置通信。控制器可以对应于一个或多个处理器或电路，所述一个或多个处理器或电路可以被配置成处理从图像传感器42接收的图像数据。在此配置中，图像数据可以从图像传感器42传送到控制器。控制器可以利用被配置成确定车辆16的用户18的身份的一个或多个算法来处理图像数据。
在一些示例中，所述算法可以包括图像处理技术，所述图像处理技术包括图像减除过程或减除过滤过程，以减少控制器的处理时间。图像减除过程可以减小要对其执行更广泛处理操作的像素集合，由此减小扫描设备12的整个视场的处理空间。控制器可以被配置成比较来自图像传感器42的连续图像的集合，并确定图像中的视场的需要进行处理的部分。因此，控制器可以过滤掉或忽略图像中的视场的剩余部分而不进行进一步考虑，以减少算法的工作量。
为了确定视场的需要进行处理的部分，图像传感器42可以调制一个或多个红外发射器44a以进行激活和去激活，从而以脉冲、开关或闪烁的方式照射场景或视场。图像传感器42可以捕获连续图像或在预定时间段内捕获的图像。在一些实施方式中，连续图像可以包括可以在预定时间间隔内捕获的顺序图像。预定时间间隔在帧之间可以小于一秒、小于500毫秒(ms)、小于100ms、小于20ms或小于10ms。图像传感器42可以被配置成以包括但不限于15帧/秒(FPS)、60FPS或120FPS的速率捕获图像或帧。由于图像传感器42可以在一秒内捕获许多图像，因此连续图像可以包括不接续(successive)的图像，使得可以在连续图像之间捕获额外的图像。
连续或顺序图像可以对应于一个或多个红外发射器44a的激活和去激活，并且可以由控制器处理以确定显著场景变化。可以通过一个或多个红外发射器44a在附近用户18身上的明显响应或反射来生成显著场景变化。可以将对应于具有反射的一个或多个红外发射器44a的激活的图像与对应于一个或多个红外发射器44a的去激活的类似图像进行比较。控制器可以确定对应于一个或多个红外发射器44a的激活的图像中的明显响应区域或像素集合，并且执行图像减除技术，使得附近对象的近似位置可以被确定为需要进行处理的像素集合，或视场的一部分。这样，明显响应区域包括具有改变的像素集合。参考图3论述控制器以及可与其通信的各种装置的进一步详细论述。
仍参考图2，对准特征22可以被形成为镜装置24的一部分，并且可以通过用户18查看扫描配置14b中的隐藏设备14的外表面36而看到。在此配置中，图像传感器42的视场可以指向检测方向52，所述检测方向被配置成捕获来自从红外发射器44a输出的检测发射54的反射光。对准特征22可以沿着检测方向52与图像传感器42的视场对准，使得用户18可以通过使识别特征的反射30与镜装置24对准来将识别特征(例如，面部特征26、眼睛28等)与图像传感器42的视场对准。对准特征22可以对应于可在反射30中可见的一个或多个形状或图案。在示范性实施例中，可以将对准特征22蚀刻或激光烧蚀到镜装置24中。在此配置中，系统10可以在外表面36上提供可见标记，使得用户18能够对准识别特征(例如，面部特征26、眼睛28等)。
指示灯34可以与控制器通信，并且被配置成输出信号以c标识扫描设备12的状态。指示器34可以与光源44对应或对准，所述光源可以对应于可见光源44b。可见光源44b可以可操作以闪烁和/或改变颜色来传达扫描设备12的状态。在示范性实施例中，指示器34可以与镜装置24的一个或多个蚀刻或激光烧蚀部分对准，使得来自可见光源44b的可见光可以通过镜装置24并照射指示器34。可见光源44b可以包括发光二极管(LED)，并且在示范性实施例中，可见光源44b可以对应于红色、绿色和蓝色(RGB)LED，其可操作以通过输出一种或多种彩色光发射来标识扫描设备12的状态。
如图2所示，镜装置24可以形成电光装置20的一部分。镜装置24可以包括具有第一表面62a和第二表面62b的第一基板62。镜装置24还可以包括具有第三表面64a和第四表面64b的第二基板64。第一基板62和第二基板64可以呈平行的间隔开的关系，从而限定第一基板62与第二基板64之间的腔66。第一表面62a和第三表面64a可以朝向隐藏设备14的外表面36定向。第二表面62b和第四表面64b可以朝向后表面48定向。在此配置中，包括图像传感器42和光源44的壳体内容物可以在很大程度上被隐藏设备14隐藏而不被看到。
腔66可以含有电光介质68，例如但不限于电致变色介质。腔66可完全或部分地填充有电光介质68。隐藏设备14可以通过电接触与调光控制器通信，并且可以包括各种密封件以将电光介质68保持在腔66中。在此配置中，隐藏设备14可以对应于电致变色镜元件，该电致变色镜元件被配置成响应于通过电接触从调光控制器接收的控制信号而改变反射率。控制信号可以改变供应到隐藏设备14的电势以控制反射率。在一些实施例中，镜装置24可以实施为半透射半反射涂层70，其通常可设置在第三表面64a上。半透射半反射涂层70通常可包括含银层以及额外层，例如位于含银层上方或下方或上方和下方的金属、电介质和/或透明导电氧化物。
在一些实施例中，半透射半反射涂层70可以被实施为可涂覆到第四表面64b的半透射半反射电介质涂层。半透射半反射电介质涂层可以用作用于半透射半反射涂层70的金属基涂层的替代物。半透射半反射电介质涂层可以被设计成解决与隐藏设备14的NIR范围中的受限透射相关的问题，并且提供大于约20％的NIR透射率。电介质涂层被设计成获得与行业标准相当的反射率水平，即，约40％到85％，或约50％到75％，或约55％到70％。另外，电介质涂层可以被设计成获得法线入射观看角度直到宽广观看角度的可见光颜色范围中的中性颜色外观。以此方式，本公开在维持可见光颜色表现和镜功能的同时提供NIR范围中改进的透射率。
现在参考图3，示出了配设有扫描设备12的系统10的框图。在图3中，系统10的控制器102被示为与扫描设备12和隐藏设备14中的一个或多个通信。控制器102还可以经由车辆16的通信总线106与控制模块104通信。通信总线106可以被配置成将信号递送到控制器102，从而标识车辆16的各种状态。例如，通信总线106可以被配置成向控制器102传送车辆16的驱动选择、点火状态、门打开或微开状态、扫描设备12的远程激活等。此类信息和控制信号可以由控制器102用来激活或调整扫描设备12和/或隐藏设备14的各种状态和/或控制方案。
控制器102可以包括具有一个或多个电路的处理器108，所述一个或多个电路被配置成控制系统10的各种操作。处理器108可以与存储器110通信，所述存储器被配置成存储指令以控制扫描设备12的操作。例如，控制器102可以被配置成存储控制器102用来识别车辆16的用户18的一个或多个特性或特征曲线。在此配置中，控制器102可以与扫描设备12交流操作和识别信息以识别车辆16的用户18。另外，基于对用户18的识别，控制器102可以被配置成控制车辆16的附加系统和/或与其通信。此类系统可包括安全系统、调速器、无线电/信息娱乐系统等。以此方式，可以基于用户18的身份来控制或限制车辆16的一个或多个系统。
在一些实施例中，响应于对车辆16的乘客或用户18的识别，控制器102可以访问存储的驾驶员偏好数据库以定制车辆16的各方面。例如，控制器102可根据驾驶员的预先建立的偏好来访问和启用无线电台预设。可根据驾驶员的预先建立的偏好来改变或设置导航和/或地图显示设置。另外，系统10可以用于在用户18甚至进入车辆16之前定制座椅位置或高度并调整各种操作参数。例如，所述系统可以可操作以启动车辆16，将无线电设备激活到预配置台或播放列表，以及将气候控制设备激活到用户设置。另外，数据库可以包括导航信息，所述导航信息包括已知或先前访问的位置。具体地，可在基于数据库中存储的先前使用或编程识别驾驶员之后，预设到住所、工作地或其它频繁访问的位置的路线。
在示范性实施例中，控制器102可以被配置成处理从图像传感器42接收的图像数据。在此配置中，控制器102可以利用被配置成确定车辆16的用户18的身份的一个或多个算法来处理图像数据。确定用户18的身份可以包括用于减少处理器108的处理时间的图像减除技术。以此方式，控制器102可以一开始处理图像数据，并确定需要执行更广泛的处理操作(例如眼睛检测和定位)的图像数据的一部分或像素集合。此外，图像传感器42可以包括小于大约10兆像素的图形分辨率，并且有效地识别用户18。在已识别车辆16的用户18或一个或多个乘客的身份的情况下，控制器102可以进一步可操作以控制车辆16的各种系统或功能。
现在参考图4，示出了展示用于确定像素集合以进行进一步图像处理的方法200的流程图。方法200可以从系统10的控制器102初始化识别例程(210)开始。方法200可以通过扫描接近扫描设备12的区域以图发现用户18(212)而继续。控制器102可以利用车辆16的图像传感器42或各种传感器。如果在步骤214中未检测到用户18，则控制器102可以继续步骤212中的扫描。如果在步骤214中检测到用户18，则控制器102可以继续进行到步骤216并照射或激活一个或多个红外发射器44a。控制器102可以激活扫描设备12并捕获图像传感器42的视场中的第一图像(218)。
一旦已在步骤218处捕获了图像传感器42的视场中的第一图像，控制器102就可以去激活一个或多个红外发射器44a(220)，并且捕获图像传感器视场中的第二图像(222)。在步骤218和222中捕获的图像可以具有时间接近的时间戳，使得视场基本上相同。此外，步骤218和222可以包括捕获多个图像。在步骤224中，控制器102可以与红外发射器44a的调制协调地比较在步骤218和222中捕获的图像，并检测与从第一图像到第二图像的调制具有相关性的改变的像素集合。改变的像素集合可以由一个或多个红外发射器44a的反射引起，并且可以表示用户18的位置。控制器102可以从所捕获的视场减除没有改变的像素集合(228)，以便减少用于进行进一步处理的像素的数量。这样，具有改变的像素集合保留用于进行进一步处理。然而，从没有改变的像素集合减除具有改变的像素集合并且进一步处理被减除的具有改变的像素集合也在本公开的范围之内。控制器102可以处理描绘或捕获反射或改变的像素(230)，并且确定用户18的身份(232)。在一些示例中，捕获IR光的反射的像素描绘用户18的面部和/或身体。此外，确定用户18的身份(232)包括对确定的用户18的位置执行眼睛扫描识别功能。在步骤232之后，方法200可以在步骤234中结束。
虽然方法200被描述为包括步骤210-234，但方法200可以包括额外或更少步骤。例如，方法200可以在步骤226中检测具有反射或改变的像素集合，并且直接继续进行到步骤230而无需在步骤228中减除没有改变的像素。方法200还可以重复步骤216-222，以便捕获额外图像，所述额外图像可以包括多于两个连续图像以用于进行步骤224中的比较。因此，方法200可以包括与有源照射源(例如，一个或多个红外发射器44a)的调制协调地捕获一系列图像。
方法200中的附加步骤可以包括针对每个捕获的图像确定一个或多个红外发射器44a的平均相对照射强度，所述捕获的图像可以包括在系列中捕获的图像。方法200中的又一附加步骤可以包括分析捕获的图像，以及确定与已知照射状态具有相关性的像素集合，所述已知照射状态可以包括周期性地或在一段时间内改变照射强度。如本文中所述，与已知照射状态的相关性可以表示一个或多个红外发射器44a的受控照射与从一个或多个红外发射器44a输出的测量光反射的时间关系的量度。以此方式，输出的测量光反射可以随着一个或多个红外发射器44a的照射强度的增加而增加。当一个或多个红外发射器44a以较高强度照射时，具有高相关性的第一像素集合可以包括具有高水平测量反射的像素集合。当一个或多个红外发射器44a以较高强度照射时，具有低相关性(可以与相同或不同图像相关联)的第二像素集合可以包括具有低水平测量反射的像素集合。在一些示例中，第一像素集合和第二像素集合是对应像素，使得将相同像素的反射与多个照射状态进行比较。另外，在低强度照射状态或零照射状态期间具有高水平测量反射的像素集合可以对应于具有低相关性或负相关性的像素集合。
在一些示例中，改变一个或多个红外发射器44a红外发射器44a的照射强度可以包括以图像传感器42的帧率的4.5x的周期正弦式改变照射强度。确定与已知照射状态具有相关性的像素集合可以包括在一系列帧(例如，九个帧)的过程中评估对应的像素集合，以及确定大于预定阈值相关性的相关性。可以认为具有大于预定阈值相关性的相关性的像素集合在照射影响区内，并且因此在可能的感兴趣主体，或需要进行进一步处理的像素集合内。确定照射影响区可以包括将具有第一照射状态的第一像素集合与具有第二照射状态的第二像素集合进行比较，以确定照射的相关性。确定照射影响区可以包括将具有在捕获第一图像期间发射的第一照射状态的第一像素集合与具有第二照射状态的第二像素集合进行比较。第二照射状态可以具有与第一照射状态不同的强度，这可以由控制器控制并且因此被控制器获知或跟踪。因此，基于在第一图像中检测到的第一照射状态与在第二图像中检测到的第二照射状态之间的关系，控制器可以确定照射的相关性。基于所述相关性，控制器可以确定从第一图像到第二图像具有改变的像素集合。因此，可以由控制器测量至少两个图像上的像素强度变化与照射状态变化的关系的强度。换句话说，相关性可以指示在一系列图像上来自一个或多个红外发射器的反射与照射状态的关系。
此外，方法200中的步骤可以按照图4中所示的顺序之外的顺序发生。例如，图像传感器42可以在如步骤216中那样激活一个或多个红外发射器44a之前捕获视场中的图像。另外，在步骤218和222中捕获的图像可以在预定时间段内发生，并且可能不一定是由图像传感器42捕获的接续帧。
图5A-5C是根据本文所述的各个方面的确定像素集合的方法200的说明。图5A表示在步骤218捕获的视场中的第一图像250，所述第一图像具有来自在步骤216激活的一个或多个红外发射器44a的在用户18上的反射。图5B表示在步骤222捕获的视场中的第二图像252，所述第二图像不包含反射，因为在步骤220已经去激活了一个或多个红外发射器44a。接着，控制器102可以比较具有基本相似视场的连续图像250、252，这可以包括比较第一图像和第二图像。可以检测具有改变或明显响应的像素集合。图5C示意性地表示方法200的步骤228，其中没有改变的像素已经被减除或过滤掉，并且可以被忽略以不被系统10进一步考虑。在一些示例中，没有改变的像素包括表示树15的像素。因此，与图像250、252相比，图像254表示供控制器102处理的减少的像素集合。减少需要由控制器102进一步处理的像素的数量减少了识别包括或描绘用户18的图像的一部分所需的处理要求。换句话说，方法200减少了为了定位眼睛28的虹膜以识别用户18而要搜索的像素的数量。然而，从没有改变的像素集合减除具有改变的像素集合并且进一步处理被减除的具有改变的像素集合也在本公开的范围之内。
尽管在对车辆16的示范性参考中进行了论述，但系统10可以类似地被实施成认证用户，以控制通过门或进出大门访问或进入各种建筑物、办公结构、住宅等。类似地，系统10可以用于授权各种交易(例如，购买、银行交易等)。例如，在住宅环境中，系统10可以与智能家庭系统通信。在此类实施例中，基于用户18的认证，系统10可以准许访问住所的门或大门，并且控制与智能家庭系统通信的一个或多个装置以加载用户18的特定设置或偏好。因此，系统10可以被配置成在不脱离本公开的精神的情况下适合各种应用。
现在参考图3，控制器102可以利用对车辆16的用户18的识别来向系统10的管理员报告更新。例如，在一些实施例中，控制器102还可以包括被配置成经由通信网络114通信的一个或多个通信电路112。因此，系统10可以经由通信网络114与远程服务器116和/或移动装置118通信。通信网络114可以包括一个或多个无线或有线网络接口或通信协议。如本文所论述的，无线通信协议可以根据通信标准工作，所述通信标准包括但不限于电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(例如，WiFiTM)、
Figure BDA0003080283970000111
高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、长期演进(LTE或4G LTE)、本地多点分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)、RFID和/或其变型。在此配置中，控制器102可以被配置成响应于一个或多个预定事件而将警报或消息发送给系统10的管理员。所述警报或消息可以对应于文本消息、数据消息、通过智能装置上运行的应用程序的电子邮件警报等。
隐藏设备14的电光装置20可以对应于电致变色元件。电致变色元件可以包括电致变色介质，所述电致变色介质包括至少一种溶剂、至少一种阳极材料和至少一种阴极材料。通常，阳极材料和阴极材料两者都具有电活性，且其中至少一种是电致变色的。应当理解，不论其通常含义如何，术语“电活性”在本文中将被定义为在暴露于特定电势差时，其氧化状态发生改变的材料。此外，应当理解，不论其通常含义如何，术语“电致变色”在本文中将被定义为在暴露于特定电势差时，在一个或多个波长下的消光系数发生改变的材料。如本文中所描述，电致变色部件包含其颜色或不透明度会受到电流影响的材料，使得当将电流施加到所述材料时，所述颜色或不透明度会从第一相变成第二相。电致变色部件可以为单层单相部件、多层部件或多相部件，如在以下文献中所描述的：名称为“电致变色层和包括所述电致变色层的装置(Electrochromic Layer and Devices Comprising Same)”的第5,928,572号美国专利、名称为“电致变色化合物(Electrochromic Compounds)”的第5,998,617号美国专利、名称为“能够产生预选颜色的电致变色介质(Electrochromic MediumCapable of Producing aPre-selected Color)”的第6,020,987号美国专利、名称为“电致变色化合物(Electrochromic Compounds)”的第6,037,471号美国专利、名称为“用于产生预选颜色的电致变色介质(Electrochromic Media for Producing a Pre-selectedColor)”的第6,141,137号美国专利、名称为“电致变色系统(Electrochromic System)”的第6,241,916号美国专利、名称为“近红外吸收电致变色化合物和包括所述化合物的装置(Near Infrared-Absorbing Electrochromic Compounds and Devices ComprisingSame)”的第6,193,912号美国专利、名称为“具有光稳定双阳离子氧化态的耦合的电致变色化合物(Coupled Electrochromic Compounds with Photostable Dication OxidationStates)”的第6,249,369号美国专利、名称为“具有浓度增强稳定性的电致变色介质、其制备工艺以及在电致变色中的用途(Electrochromic Media With Concentration-EnhancedStability,Process for the Preparation Thereof and Use in ElectrochromicDevices)”的第6,137,620号美国专利、名称为“电致变色装置(Electrochromic Device)”的第6,519,072号美国专利，以及名称为“电致变色聚合物固体膜，使用所述固体膜制造电致变色装置，以及制备这种固体膜和装置的过程(Electrochromic Polymeric SolidFilms,Manufacturing Electrochromic Devices Using Such Solid Films,andProcesses for Making Such Solid Films and Devices)”的第WO1998/42796号国际专利申请公开和名称为“电致变色聚合物系统(Electrochromic Polymer System)”的第WO1999/02621号国际专利申请公开，上述文献在此通过引用全文并入本文中。
根据本公开的一个方面，被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器被配置成激活一个或多个红外发射器，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第一图像，去激活一个或多个红外发射器，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的第二图像，比较第一图像和第二图像，确定从第一图像到第二图像具有改变的像素集合，以及处理该像素集合以识别用户。
根据本公开的另一个方面，所述改变包括来自一个或多个红外发射器的反射。
根据本公开的另一个方面，控制器被配置成减除具有改变的像素集合以确定用户的位置。
根据本公开的另一个方面，处理具有改变的像素集合以识别用户包括眼睛扫描识别功能。
根据本公开的另一个方面，在预定时间段内捕获第一图像和第二图像。
根据本公开的另一个方面，第一图像和第二图像是连续图像。
根据本公开的另一个方面，扫描设备被配设在车辆中。
根据本公开的另一个方面，比较第一图像和第二图像包括控制器将具有照射状态的第一像素集合与具有所述照射状态的第二像素集合进行比较，以确定照射的相关性。
根据本公开的另一个方面，比较第一图像和第二图像包括控制器将第一图像中的具有第一照射状态的第一像素集合与第二图像中的具有强度低于第一照射状态的第二照射状态的第二像素集合进行比较，以确定照射的相关性。
根据本公开的一个方面，被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器被配置成调制一个或多个红外发射器以进行激活和去激活，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的一系列图像，与一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像，确定与调制具有相关性的像素集合，以及处理所述像素集合以识别用户。
根据本公开的另一个方面，相关性指示在一系列图像上来自一个或多个红外发射器的反射与照射状态的关系。
根据本公开的另一个方面，处理像素集合以识别用户包括减除具有反射的像素集合以确定用户的位置。
根据本公开的另一个方面，处理像素集合以识别用户还包括对确定的用户的位置执行眼睛扫描识别功能。
根据本公开的一个方面，被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备包括一个或多个红外发射器、被配置成捕获视场中的图像数据的至少一个图像传感器，以及与扫描设备通信的控制器。所述控制器被配置成调制一个或多个红外发射器以改变照射强度，控制至少一个图像传感器以捕获视场中的一系列图像，与一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像，确定与调制具有相关性的像素集合，以及处理所述像素集合以识别用户。
根据本公开的另一个方面，改变一个或多个红外发射器的照射强度发生在一段时间内，并且确定与调制具有相关性的像素集合包括与已知照射状态具有相关性。
根据本公开的另一个方面，确定与已知照射状态具有相关性的像素集合包括确定大于预定阈值相关性的相关性。
根据本公开的另一个方面，改变照射强度包括以图像传感器的帧率的4.5x的周期正弦式改变照射强度。
根据本公开的另一个方面，扫描设备被配设在车辆中。
根据本公开的另一个方面，图像传感器包括小于10兆像素的图形分辨率。
根据本公开的另一个方面，图像传感器被设置成接近电光装置的后表面。
应当了解，本文中所描述的本公开的实施例可以由一个或多个常规处理器和独特的存储程序指令构成，所述存储程序指令控制一个或多个处理器以结合某些非处理器电路实施如本文所述的系统10的功能中的一些、大部分或所有。非处理器电路可以包括但不限于信号驱动器、时钟电路、电源电路和/或用户输入装置。因而，这些功能可以解释为用于使用或构造分类系统的方法的步骤。或者，一些或所有功能可以由不具有存储程序指令的状态机实施，或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施，其中每个功能或某些功能的一些组合被实施为定制逻辑。当然，可以使用两个途径的组合。因此，本文中已经描述用于这些功能的方法和构件。此外，不管可能付出巨大努力以及由例如可用时间、当前技术和经济考量促动的许多设计选择，预期一般技术人员在由本文中所公开的概念和原理引导时将能够很容易地利用最少实验产生此类软件指令和程序以及IC。
所属领域的技术人员应理解，所描述的公开内容和其它组件的构造不限于任何特定材料。除非在本文中另外描述，否则本文中所公开的公开内容的其它示范性实施例可以由多种材料形成。
出于本公开的目的，术语“耦合”(以其所有形式：couple、coupling、coupled等)通常意味着两个(电气或机械)部件彼此直接或间接接合。此类接合在本质上可为静止的或在本质上为可移动的。此类接合可使用两个(电气或机械)部件和彼此或与两个部件一体地形成为单个整体的任何额外的中间构件实现。除非另外说明，否则此类接合本质上可以是永久性的，或本质上是可移除或可释放的。
还值得注意的是，在示范性实施例中示出的本公开的元件的构造和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细地描述了本创新的少数实施例，但审阅本公开的所属领域的技术人员应容易了解，在不实质上脱离所陈述主题的新颖教示和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、色彩、取向等的改变)。举例来说，一体地形成的元件可由多个零件构造而成，或示出为多个零件的元件可一体地形成，可颠倒或以其他方式改变介面的操作，可改变结构的长度或宽度和/或系统的构件或连接器或其他元件，可改变元件之间的调整位置的性质或数目。应注意，系统的元件和/或组件可由提供足够强度或耐久性的广泛多种材料中的任何一种构成，且可呈广泛多种色彩、纹理和组合中的任何一种。因此，所有此类修改意欲包含在本创新的范围内。可以在不脱离本创新的精神的情况下在期望的和其它示范性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其它替代、修改、改变和省略。
应当理解，任何描述的过程或描述的过程内的步骤可与所公开的其它过程或步骤组合以形成在本公开的范围内的结构。本文所公开的示范性结构和过程用于说明性目的，而不应理解为具有限制性。
还应当理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可对上述结构和方法做出变化和修改，且另外应理解，此类概念旨在由所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的措辞明确说明并非如此。

Claims (20)

1.一种被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备，包括：
一个或多个红外发射器；
至少一个图像传感器，所述至少一个图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据；以及
与所述扫描设备通信的控制器，其中，所述控制器被配置成：
激活所述一个或多个红外发射器；
控制所述至少一个图像传感器以捕获所述视场中的第一图像；
去激活所述一个或多个红外发射器；
控制所述至少一个图像传感器以捕获所述视场中的第二图像；
比较所述第一图像和所述第二图像；
确定从所述第一图像到所述第二图像具有改变的像素集合；以及
处理所述像素集合以识别所述用户。
2.根据权利要求1所述的扫描设备，其中，所述改变包括来自所述一个或多个红外发射器的反射。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的扫描设备，其中，所述控制器被配置成减除具有所述改变的像素集合以确定所述用户的位置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的扫描设备，其中，处理具有所述改变的像素集合以识别所述用户包括眼睛扫描识别功能。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的扫描设备，其中，所述第一图像和所述第二图像是在预定时间段内捕获的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的扫描设备，其中，所述第一图像和所述第二图像是连续图像。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的扫描设备，其中，所述扫描设备被配设在车辆中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的扫描设备，其中，比较所述第一图像和所述第二图像包括：所述控制器将具有照射状态的第一像素集合与具有所述照射状态的第二像素集合进行比较，以确定照射的相关性。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的扫描设备，其中，比较所述第一图像和所述第二图像包括：所述控制器将所述第一图像中的具有第一照射状态的第一像素集合与所述第二图像中的具有强度低于所述第一照射状态的第二照射状态的第二像素集合进行比较，以确定照射的相关性。
10.一种被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备，包括：
一个或多个红外发射器；
至少一个图像传感器，所述至少一个图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据；以及
与所述扫描设备通信的控制器，其中，所述控制器被配置成：
调制所述一个或多个红外发射器以进行激活和去激活；
控制所述至少一个图像传感器以捕获所述视场中的一系列图像；
与所述一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像；
确定与所述调制具有相关性的像素集合；以及
处理所述像素集合以识别所述用户。
11.根据权利要求10所述的扫描设备，其中，所述相关性包括在所述一系列图像上来自所述一个或多个红外发射器的反射与照射状态的关系。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的扫描设备，其中，处理所述像素集合以识别所述用户包括减除具有所述反射的像素集合以确定所述用户的位置。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的扫描设备，其中，处理所述像素集合以识别所述用户还包括对确定的所述用户的位置执行眼睛扫描识别功能。
14.一种被配置成捕获用户的识别信息的扫描设备，包括：
一个或多个红外发射器；
至少一个图像传感器，所述至少一个图像传感器被配置成捕获视场中的图像数据；以及
与所述扫描设备通信的控制器，其中，所述控制器被配置成：
调制所述一个或多个红外发射器以改变照射强度；
控制所述至少一个图像传感器以捕获所述视场中的一系列图像；
与所述一个或多个红外发射器的调制协调地比较所述一系列图像；
确定与所述调制具有相关性的像素集合；以及
处理所述像素集合以识别所述用户。
15.根据权利要求14所述的扫描设备，其中，改变所述一个或多个红外发射器的照射强度发生在一段时间内，并且确定与所述调制具有相关性的像素集合包括与已知照射状态具有相关性。
16.根据权利要求15所述的扫描设备，其中，确定与已知照射状态具有相关性的像素集合包括确定大于预定阈值相关性的相关性。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的扫描设备，其中，改变所述照射强度包括以所述图像传感器的帧率的4.5x的周期正弦地改变所述照射强度。
18.根据权利要求14-17中任一项所述的扫描设备，其中，所述扫描设备被配设在车辆中。
19.根据权利要求14-18中任一项所述的扫描设备，其中，所述图像传感器包括小于10兆像素的图形分辨率。
20.根据权利要求14-19中任一项所述的扫描设备，其中，所述图像传感器被设置成接近电光装置的后表面。
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