[發明專利]一種快速無碼點讀定位方式

在審

• 申請號: 202011544186.9
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN114677679A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海聞通信息科技有限公司
• 主分類號: G06V30/14
• 分類號: G06V30/14;G06V30/142;G06V30/19;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種快速無碼點讀定位方式，假設原始圖像為O，映射圖像為I，它是原始圖像在不同時刻的影像。把映射圖像上的某點(x,y)對應到原始圖像上的點(,)的計算步驟如下：1）計算原始圖像的角點集{P₁，P₂，P₃，...，P_n}，也稱為訓練，2）計算映射圖像的角點集{Q₁，Q₂，Q₃，...，Q_m}，也稱為測試，3）通過配準技術，匹配角點集合P和Q，4）利用3對匹配點通過仿射變換獲得在原始圖像的坐標位置(,)。

技術領域

本發明屬于計算機軟件硬件和信息技術處理領域，屬人工智能范疇，對圖像匹配技術在恰當環境下的應用推廣，以實現無編碼坐標定位，依次呈現不同的產品應用。

背景技術

點讀筆目前在兒童教育市場相當廣泛，其基本原理是在書籍印刷過程中增加一個工序，把稀薄碳粒印刷到書上形成特定編碼，再通過讀碼器，把編碼讀出，解出位置信息，實現點讀功能。簡而言之，就是要在書上鋪碼子，然后解析碼子，實現點讀。如果書上沒有鋪碼或者在有些情況下，無法鋪碼，點讀就無法進行。本發明，利用人工智能中的圖像匹配技術，無需鋪碼就可實現對目標的點讀定位，由此可以衍生一系列產品應用，譬如筆尖點讀，圖像解碼器，繪本閱讀器等產品。匹配技術可以是開源SHIFT或SURF等多分辨率技術，這些開源技術往往比較復雜，占用的空間和速度資源很大，實時困難。本發明使用的快速定位方法，可以用很少的資源予以實現各種產品應用。

發明內容

精確實現目標坐標定位，需要一些關鍵定位點。對于鋪碼技術而言，通過鋪碼實現關鍵位置的定位。利用圖像匹配技術，則需要計算角點，也稱關鍵點，即圖像中劇烈變化的點。一般而言，角點是隨機分布在圖像整個畫面上的。如果我們用I表示一幅圖像，用C(I)表示它的角點，每個角點我們用P_i表示，則

C(I) = {P₁，P₂，P₃，。。。，P_n } （1）

其中n表示角點個數，P_i ＝（x_i，y_i)為坐標表示。

利用角點的穩定性和一一對應關系可以實現圖像坐標配準，并精確定位目標。假設{P₁，P₂，P₃，。。。，P_n } 是原始圖像的角點集，{Q₁，Q₂，Q₃，。。。，Q_m }是映射圖像的角點集。利用配準技術譬如SHIT或者SURF，獲得匹配子集。假定通過重新排序前s個是匹配點組，那么這些點組應該滿足如下攝影變換，也稱為單應矩陣或單應變換

（2）

因為一幅圖像通過不同角度拍攝得到得所有圖像滿足一個跟照相器材相關的攝影變換，因此對應角點也是滿足攝影關系的。該攝影變換，通過規范化最后一行，可簡化為

（3）

公式（3）中未知變量h是8個，需要4個匹配點組,通過求解一個8階線性方程組就可以精確獲得。因此只要圖像是匹配的，那么（2）（3）就是確定的。可以說如果是精確定位，很自然就會想到使用（3)來求解，但是在實時計算中，由于公式（3）計算復雜，缺乏定點運算，在點讀定位技術中，公式（2）（3）并不實用。

本發明采用仿射變換來代替公式（3）中的變換方式，速度更快更實時，具體公式如下：

=+ （4）

公式（4）有6個未知系數，a和b，需要3個匹配點組求解一個6階線性方程組，不需要高斯消元等通用算法求解，可以直接公式求得，這就比較容易定點化，速度更快，更能滿足實時要求。