ES2969598T3

ES2969598T3 - Sistemas y métodos para detectar superficies especulares

Info

Publication number: ES2969598T3
Application number: ES20757195T
Authority: ES
Inventors: John David Smith
Original assignee: Universal City Studios LLC
Current assignee: Universal City Studios LLC
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2024-05-21
Anticipated expiration: 2040-08-03
Also published as: WO2021026092A1; US20210041370A1; JP2022543758A; CA3148094A1; EP4010099B1; CN114175106A; KR20220039803A; US11654375B2; EP4010099A1

Abstract

Un sistema para detectar superficies especulares, incluyendo el sistema un sensor de imagen que captura datos de imagen de un área, un primer emisor de luz que emite una primera luz al área desde una primera posición, un segundo emisor de luz que emite una segunda luz al área desde una segunda posición, y circuitos de control. El circuito de control funciona para adquirir primeros datos de imagen del sensor de imágenes mientras el primer emisor de luz está activo y el segundo emisor de luz está inactivo, adquirir segundos datos de imagen del sensor de imágenes mientras el segundo emisor de luz está activo y el primer emisor de luz está inactivo. y procesar los datos de la primera imagen con los datos de la segunda imagen para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los datos de la primera imagen y los datos de la segunda imagen como una superficie especular. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y métodos para detectar superficies especulares

Antecedentes

Desde principios del siglo XX, la popularidad de los parques de atracciones (o parques temáticos) ha aumentado sustancialmente. En consecuencia, ha habido un aumento de la demanda y un aumento concomitante de la competencia con respecto a los parques de atracciones. Por tanto, es deseable añadir atracciones más entretenidas e interactivas a los parques de atracciones. Involucrar a los visitantes durante su tiempo en un parque de atracciones es una de las principales prioridades de las entidades de parques de atracciones. Aunque los grandes entretenimientos, tales como atracciones y espectáculos, tienden a aumentar la afluencia en los parques de atracciones, existe la necesidad de mantener a los visitantes interesados, fascinados e intrigados durante su visita con otras atracciones que puedan hacer que su experiencia sea aún más memorable. Por tanto, se reconoce que es deseable contar con tecnología para mejorar las interacciones en los parques de atracciones.

El documento CN 108 226 953 A describe un método de detección de cámara estenopeica basado en la emisión alternativa de haz de luz doble, que se describe para detectar una cámara estenopeica oculta en una habitación y determinar una posición precisa de la cámara estenopeica. Basado en las características de que la luz reflejada regresa desde un recorrido original a través del efecto ojo de gato de la cámara estenopeica, y el ángulo de divergencia es menor, se escanea un área sospechosa donde posiblemente existe la cámara estenopeica en la habitación utilizando dos rayos láser invisibles con un cierto intervalo transversal, y se controlan dos láseres modulados para emitir luz alternativamente y sincronizarse con una secuencia de tiempo de funcionamiento de un CCD. El CCD realiza una diferencia entre fotogramas en fotogramas adyacentes de una imagen de secuencia en el área sospechosa adquirida para obtener una imagen de diferencia entre fotogramas. Como las dos imágenes de fotogramas adyacentes obtenidas en la invención son imágenes de detección activa, la diferencia de la luz reflejada del fondo es pequeña y la diferencia de la luz reflejada de la cámara estenopeica es grande; por lo tanto, se puede obtener una imagen de alta resolución con un punto de cámara estenopeica brillante y un fondo oscuro sin mucho procesamiento de información posterior, de modo que la precisión del reconocimiento mejora considerablemente y se reduce la probabilidad de falsas alarmas. El documento WO 2015/179682 A1 describe un sistema de rastreo dinámico de la relación señal-ruido que busca permitir la detección y el rastreo de vehículos de atracción dentro del campo de visión del sistema de rastreo. El sistema de rastreo puede incluir un emisor configurado para emitir radiación electromagnética dentro de un área, un detector configurado para detectar radiación electromagnética reflejada desde dentro del área y una unidad de control configurada para evaluar señales procedentes del detector y controlar los vehículos de atracción u otros equipos como resultado de esta evaluación.

Breve descripción

A continuación se establece un resumen de ciertas realizaciones descritas en el presente documento. Se debe entender que estos aspectos se presentan simplemente para proporcionar al lector un breve resumen de estas determinadas realizaciones y que estos aspectos no pretenden limitar el alcance de esta divulgación. De hecho, esta divulgación puede abarcar una variedad de aspectos que pueden no estar establecidos más adelante. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Según una realización de la presente divulgación, se proporciona un sistema para detectar superficies especulares. El sistema incluye un sensor de imagen configurado para capturar datos de imagen de un área, un primer emisor de luz configurado para emitir una primera luz en el área desde una primera posición, un segundo emisor de luz configurado para emitir una segunda luz en el área desde una segunda posición, y circuito de control. El circuito de control está configurado para adquirir primeros datos de imagen del sensor de imagen mientras el primer emisor de luz está activo y el segundo emisor de luz está inactivo. Además, el circuito de control está configurado para adquirir segundos datos de imagen del sensor de imagen mientras el segundo emisor de luz está activo y el primer emisor de luz está inactivo. Aún más, el circuito de control está configurado para procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen como una superficie especular. El circuito de control está configurado además para identificar una ubicación de los datos de imagen que no se superponen dentro del área y activar un efecto especial en función de la ubicación.

Según una realización de la presente divulgación, se proporciona un método para detectar superficies especulares. El método incluye capturar datos de imagen de un área con un sensor de imagen, emitir una primera luz en el área desde un primer emisor de luz en una primera posición, emitir una segunda luz en el área desde un segundo emisor de luz en una segunda posición, adquirir primeros datos de imagen desde el sensor de imagen mientras el primer emisor de luz está activo y el segundo emisor de luz está inactivo, adquirir segundos datos de imagen desde el sensor de imagen mientras el segundo emisor de luz está activo y el primer emisor de luz está inactivo, y procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen, utilizando circuito de control, para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen como una superficie especular. El método también incluye identificar una ubicación de los datos de imagen que no se superponen dentro del área y activar un efecto especial en función de la ubicación.

Según un ejemplo de la presente divulgación, se proporciona un sistema para detectar superficies especulares y activar una figura animada. El sistema incluye un sensor de imagen configurado para capturar datos de imagen de un área, un primer emisor de luz configurado para emitir una primera luz en el área desde una primera posición, un segundo emisor de luz configurado para emitir una segunda luz en el área desde una segunda posición, y circuito de control. El circuito de control está configurado para adquirir primeros datos de imagen del sensor de imagen mientras el primer emisor de luz está activo y el segundo emisor de luz está inactivo. El circuito de control también está configurado para adquirir segundos datos de imagen del sensor de imagen mientras el segundo emisor de luz está activo y el primer emisor de luz está inactivo. Además, el circuito de control está configurado para procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen como una superficie especular. El sistema está configurado además para determinar que los datos de imagen que no se superponen entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen corresponden a una superficie especular basándose en la comparación con un umbral predeterminado, y controlar un efecto en función de una ubicación de la superficie especular.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente divulgación se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los que caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde:

la FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema de detección de superficie especular configurado para ser implementado para controlar un efecto, según una realización de la presente divulgación;

la FIG.2 es un diagrama esquemático del sistema de detección de superficie especular en funcionamiento, según una realización de la presente divulgación;

la FIG. 3 es un diagrama esquemático de un proceso de análisis de imágenes aplicado para identificar una superficie especular, según una realización de la presente divulgación; y

la FIG. 4 es un diagrama esquemático de un sistema que incluye una figura animada que realiza un gesto en la dirección de una superficie especular detectada, según una realización de la presente divulgación.

Descripción detallada

Las realizaciones de la presente divulgación funcionan para detectar superficies especulares o reflectantes (por ejemplo, objetos brillantes) en un área y para provocar un efecto especial (por ejemplo, una figura animada) para responder a la detección de las superficies especulares. En una realización, se emite luz de diferentes fuentes hacia un área objetivo y se analizan las imágenes obtenidas del área objetivo para proporcionar información de ubicación para superficies especulares. Utilizando dicha información de ubicación, se pueden activar efectos especiales de manera que sean dirigidos a la ubicación de las superficies especulares detectadas. Por ejemplo, se puede activar una figura animada de manera que gesticule en la dirección general de donde se identifica que está ubicado el objeto especular (por ejemplo, un reloj o una moneda brillante).

Cuando se presentas elementos de diversas realizaciones de la presente divulgación, los artículos "un", "una", "el", "la" y "dicho" pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Las expresiones "que comprende", "que incluye" y "que tiene" pretenden ser inclusivos y significan que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados. A continuación, se describirán una o más realizaciones específicas de las presentes realizaciones descritas en el presente documento. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, es posible que no se describan todas las características de una implementación real en la memoria. Cabe señalar que, en el desarrollo de cualquier implementación real, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, se deben tomar numerosas decisiones específicas de la implementación para lograr los objetivos específicos de los desarrolladores, tales como el cumplimiento de las restricciones relacionadas con el sistema y con el negocio, que pueden variar de una implementación a otra. Además, cabe señalar que tal esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y llevar mucho tiempo, pero, no obstante, sería una tarea rutinaria de diseño, fabricación y manufacturación para aquellos con habilidades ordinarias que se benefician de esta divulgación.

Según una realización, un sistema incluye una cámara, que está configurada para detectar luz infrarroja, y dos fuentes de luz infrarroja, que están configuradas para emitir destellos de luz infrarroja en un área. Las dos fuentes de destellos de luz infrarroja se pueden colocar a una distancia suficiente entre ellas de modo que un destello (luz reflejada con alta intensidad, como ocurre con la luz que rebota en superficies especulares) observado en un objeto en el recorrido de cada luz emitida ocupe diferentes lugares en la superficie del objeto. Las luces se activan (por ejemplo, para encenderse y apagarse) en sincronización con una velocidad de fotogramas de la cámara de manera que alternan en emisión de luz para un fotograma de cámara determinado (por ejemplo, una imagen capturada por la cámara). De esta forma, las imágenes capturadas próximas en el tiempo por la cámara tendrán una disposición diferente de las fuentes de iluminación. Además, estas dos fuentes de luz están situadas de manera que un objeto, en el recorrido de la luz emitida, al recibir luz infrarroja, pueda reflejar reflejos de luz. La cámara, que tiene la capacidad de capturar luz infrarroja, está configurada de manera que las imágenes del área se capturen en sincronización con cada destello de luz infrarroja que se emite desde cada fuente de luz. La cámara tiene un sensor de imagen que opera para convertir la luz capturada en cada imagen óptica en una señal eléctrica (por ejemplo, una serie de valores de color de píxel que proporcionan una imagen), y después envía datos de imagen consecutivos (por ejemplo, una serie de imágenes capturadas en el tiempo) a un procesador. El procesador identifica datos de imagen que no se superponen de las imágenes adyacentes o consecutivas mediante la sustracción de imágenes. Después de identificar los datos de imagen que no se superponen, el procesador también puede recibir instrucciones de un algoritmo que localiza una posición (por ejemplo, una ubicación bidimensional) de los datos de imagen que no se superponen dentro de un área observable por la cámara. Después de identificar la posición de los datos de imagen que no se superponen, el procesador también puede enviar la posición como datos a un controlador de efecto especial (por ejemplo, un controlador de figuras animadas). El controlador de efecto especial puede, por ejemplo, controlar la dirección hacia la que es dirigido un efecto. Por ejemplo, se puede dirigir a una figura animada para que realice un gesto hacia el área donde la cámara detectó la superficie especular. Por lo tanto, según las presentes realizaciones, un sistema de detección de superficie especular está diseñado para detectar una posición relativa de un objeto especular utilizando reflejos de luz reflejada de un objeto especular para identificar lo que puede considerarse un objeto brillante en una ubicación general o específica. Además, según las presentes realizaciones, se pueden activar efectos especiales basándose en la información de ubicación general o específica.

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema de detección de superficie especular 100 que está implementado para proporcionar un entorno para que los invitados se entretengan con efectos interactivos, tales como figuras animadas en un parque de atracciones. Como se ilustra, el sistema de detección de superficie especular 100 incluye un primer emisor de luz 104, un segundo emisor de luz 106, un controlador o sincronizador de destellos 108, una cámara 110, un controlador de cámara 112, un procesador o procesadores 114 (por ejemplo, un conjunto de procesadores de imagen), una memoria 116 y un controlador de efecto 118 operable para controlar un efecto 120 en función de una ubicación detectada de una superficie especular. En la realización ilustrada, el primer emisor de luz 104 y el segundo emisor de luz 106 (los emisores de luz 104, 106) están configurados para emitir luz infrarroja. Sin embargo, en otras realizaciones, los emisores de luz 104, 106 pueden emitir luz visible y/o luz infrarroja. Además, cabe señalar que cualquiera de los emisores de luz ilustrados 104, 106 puede ser representativo de múltiples emisores. Por ejemplo, en una realización, el emisor de luz 104 puede incluir un emisor de luz infrarroja utilizado para facilitar la provisión de reflejos infrarrojos (por ejemplo, luz reflejada intensamente desde un objeto brillante) y un emisor de luz adicional para bañar el entorno con luz (por ejemplo, luz infrarroja o luz visible) para compensar el ruido que podría ser producido por los diferentes niveles de luz. En otras realizaciones, se pueden emplear numerosos emisores de luz en diversas posiciones.

En otras realizaciones, se puede utilizar un emisor de luz separado o un tercer emisor de luz 124 para proporcionar un nivel de luz base para compensar el ruido que puede ser producido por sombras y similares. Este tercer emisor de luz 124, que puede ser un anillo de luz, puede estar unido alrededor del eje de una lente de la cámara 110 para ayudar a eliminar las sombras que pueden producir los emisores de luz 104, 106. El tercer emisor de luz 124 puede estar emitiendo constantemente luz infrarroja mientras los emisores de luz 104, 106 producen destellos alternativamente en sincronización con la velocidad de fotogramas de la cámara 110. El tercer emisor de luz 124 puede ayudar a producir una imagen iluminada más uniformemente desde la perspectiva de la cámara 110 y puede ayudar al sistema de detección de superficie especulare 100 para identificar superficies especulares proporcionando una luz de fondo más uniforme.

El sistema de detección de superficie especular 100, el sincronizador 108, el controlador de cámara 112 y el controlador de efecto 118 pueden ser cada uno de ellos dispositivos separados o aspectos funcionales de un único dispositivo, tal como el controlador de sistema 122. Además, como en la realización ilustrada, el controlador de sistema 122 puede incluir también el procesador 114 y la memoria 116. Ya sean dispositivos separados o aspectos de un solo dispositivo, estas características y sus respectivas funciones se analizarán por separado. El sincronizador 108 puede sincronizar la alternancia de los dos emisores de luz 104 y 106 con el controlador de cámara 112, de manera que en un marco de cámara determinado, la luz de uno de los dos emisores de luz 104, 106 sea reflejada y no la luz del otro de los dos emisores de luz 104, 106. Esto se puede hacer accionando alternativamente interruptores de alimentación de los emisores de luz 104, 106 o controlando de otro modo los emisores de luz 104, 106 para que estén alternativamente activos e inactivos, respectivamente. El controlador de cámara 112 puede controlar la velocidad de fotogramas de la cámara 110 y esto se puede hacer basándose en instrucciones del sincronizador 108. El controlador de cámara 112 puede estar integrado con la cámara 110 o ser parte de un dispositivo separado. El controlador de efecto 118 puede recibir información de ubicación e iniciar un efecto 120 basándose en la información de ubicación. Por ejemplo, el controlador de efecto 118 puede contener circuitos o instrucciones almacenadas en un medio legible por ordenador para controlar el efecto 120 (por ejemplo, un brazo robótico, una pantalla de visualización, un espectáculo de luces, unos fuegos artificiales) de modo que se active de una manera particular en función de la información de ubicación. El controlador de efecto 118 puede controlar una dirección en la que se activa el efecto 120, una velocidad a la que se muestra el efecto, un tipo de activación del efecto 120, o similares.

El controlador de sistema 122 puede incluir o controlar el sincronizador 108, el controlador de cámara 112, el procesador 114, la memoria 116 y el controlador de efecto 118. Sin embargo, en otras realizaciones, una o más de estas características pueden ser componentes separados. El procesador 114, que es representativo de uno o más procesadores, puede contener circuitos equipados para realizar la sustracción de imágenes y/u otras técnicas de comparación de imágenes. En una realización, el procesador 114 opera basándose en instrucciones almacenadas en la memoria 116, que es representativa de uno o más medios tangibles, no transitorios y legibles por ordenador configurados para almacenar instrucciones ejecutables mediante circuitos de procesamiento, tales como el procesador 114. Estas instrucciones pueden incluir uno o más algoritmos o circuitos configurados para realizar técnicas de sustracción de imágenes y/o comparación de imágenes para identificar superficies especulares. Específicamente, uno o más algoritmos pueden operar para sustraer imágenes superpuestas de imágenes tomadas por la cámara 110 en secuencia para identificar reflejos que no se superponen en las imágenes debido a diferentes disposiciones de iluminación para los dos emisores 104, 106. Como se explicará con más detalle a continuación, los algoritmos pueden realizar una comparación píxel por píxel y eliminar de la consideración los píxeles que estén dentro de un valor de color umbral para evitar incluir información donde hay diferencias menores en el color. Esto se debe a que se producirá alguna variación en el color (por ejemplo, nivel de luz) en ciertas ubicaciones incluso sin una superficie especular que refleje las diferentes luces de los dos emisores 104 y 106. Cabe señalar que un píxel, como se establece en la presente divulgación, incluye en gran medida información sobre aspectos visuales de un espacio dentro de una imagen y puede incluir, pero no requiere, un píxel físico de una pantalla física.

La FIG. 2 es un diagrama esquemático del sistema 100 en funcionamiento, según una realización. Específicamente, en la realización ilustrada, el primer emisor de luz 104 y el segundo emisor de luz 106 proyectan luz dentro de un espacio 200. Para facilitar la exposición, los rayos de luz que son emitidos desde los emisores de luz 104, 106 hacia el espacio 200 pueden denominarse como luz de origen 202. Esta luz de origen 202 después es redirigida (por ejemplo, es reflejada) desde objetos dentro del espacio 200. Para facilitar la exposición, los rayos de luz que son redirigidos pueden denominarse luz redirigida 204. Parte de la luz redirigida 204 es capturada como datos de imagen por la cámara 110. La luz de origen 202 se muestra como líneas continuas y la luz reflejada 204 se muestra como líneas discontinuas. Específicamente, en la FIG. 2, un primer usuario 206 sostiene una hoja 208 y un segundo usuario 210 sostiene una moneda brillante 212. La hoja 208 es un objeto no especular y la moneda brillante 212 es un objeto especular.

Debido a que la hoja 208 no es especular, la luz de origen 202 incide en la hoja 208 y se dispersa fuertemente como la luz redirigida 204. Esto se ilustra por los numerosos haces de la luz redirigida 204 que se extienden desde la hoja 208. Debido a esta dispersión, las imágenes capturadas muy próximas en el tiempo por la cámara 110 no difieren sustancialmente incluso aunque sean capturadas mientras diferentes de los dos emisores de luz 104, 106 están activos. Por ejemplo, debido a que hay muy poca reflexión de la luz (por ejemplo, de manera que se produce un reflejo), hay una diferencia de color limitada en las imágenes adquiridas con iluminación diferente proporcionada por los emisores de luz 104, 106. Además, aunque es probable que algunas diferencias sean capturadas por la cámara 110, los valores de píxeles (por ejemplo, valores de color o brillo) en las imágenes no varían más allá de un umbral debido a esta diferencia limitada en la iluminación redirigida. Sin embargo, debido a que la moneda brillante 212 es un objeto especular, crea diferentes resplandores en imágenes capturadas próximas en el tiempo dependiendo de cuál de los dos emisores de luz 104, 106 esté activo (por ejemplo, proporcionando toda o sustancialmente toda la luz de origen 202). Por ejemplo, la luz redirigida 204 de cada uno de los emisores de luz 104, 106 está más concentrada por la moneda 212, como se ilustra por los haces de la luz redirigida 204 ilustrados siendo dirigidos a la cámara 110 en la FIG. 2. Esto se debe a la naturaleza especular de la moneda brillante 212. Esta luz concentrada (o resplandor) crea diferencias de iluminación sustanciales y diferentes valores de píxeles entre imágenes de la moneda brillante 212 capturadas muy próximas en el tiempo y con diferente iluminación. Estas diferencias de iluminación, que se capturan como datos de imagen, facilitan la detección de la moneda brillante 212 como una superficie especular.

En la realización ilustrada, el sistema 100 funciona de manera que los emisores de luz 104, 106 no emiten luz de la misma manera y al mismo tiempo. La luz desde solo uno de los emisores de luz 104, 106 está presente al menos predominantemente en un fotograma determinado (un fotograma de captura de imágenes). Esto se puede denominar activación asíncrona de los emisores de luz 104, 106, en donde uno de los emisores de luz 104, 106 está activo (por ejemplo, encendido) y el otro está inactivo (por ejemplo, apagado). Esto se consigue, según una realización, controlando los emisores de luz 104, 106 de manera que solo uno esté activo (por ejemplo, emitiendo una cantidad sustancial de luz) durante un período de tiempo en el que la cámara 110 está capturando una imagen. El control puede ser realizado por el controlador de cámara 112, el controlador de sistema 122 o similares. En funcionamiento, esto puede incluir que uno de los emisores de luz 104, 106 esté apagado mientras el otro está encendido. Sin embargo, también puede incluir que uno de los emisores de luz 104, 106 esté limitado (por ejemplo, proporcionando una cantidad insustancial de luz) mientras que el otro esté activo (por ejemplo, proporcionando una cantidad sustancial de luz).

La cámara 110 captura imágenes a una velocidad determinada por su velocidad de fotogramas y envía las imágenes al procesador de imágenes 114 mediante una señal eléctrica. El procesador de imágenes 114 realiza la sustracción de imágenes sobre las imágenes consecutivas que recibe. La sustracción de imágenes es un proceso mediante el cual el valor digital de un píxel o una colección de píxeles en una imagen se resta del valor digital de un píxel o una colección de píxeles en otra imagen. En las presentes realizaciones, la sustracción de imágenes se puede emplear para rastrear el movimiento de objetos, ver datos importantes en una imagen con mayor claridad o similares. En particular, según la presente divulgación, la sustracción de imágenes se utiliza para identificar superficies especulares y, en algunos casos, rastrearlas. Como se mencionó anteriormente, las instrucciones para realizar la sustracción de imágenes se pueden almacenar en la memoria 116, que es representativa de uno o más medios tangibles, no transitorios y legibles por ordenador configurados para almacenar instrucciones ejecutables mediante circuitos de procesamiento, tales como el procesador 114, de un dispositivo electrónico.

La FIG. 3 es un diagrama esquemático de un proceso de sustracción de imágenes según una realización de la presente divulgación. Específicamente, la FIG. 3 incluye una ecuación pictórica 300 que representa esquemáticamente un proceso para identificar superficies especulares realizando la sustracción de imágenes para obtener un delta entre una imagen 302 y una imagen 304 con el sistema 100, según las presentes realizaciones. La ecuación pictórica 300 muestra la imagen 302 de un reloj 306 que incluye una esfera 308, en donde la esfera 308 es una superficie especular. La esfera 308 del reloj 306 se puede dividir en cuadrantes: un primer cuadrante 310, un segundo cuadrante 312, un tercer cuadrante 314 y un cuarto cuadrante 316. En la imagen 302, un reflejo 318 está situado en el tercer cuadrante 314 de la esfera del reloj 308. La imagen 302 fue capturada mientras el primer emisor de luz 104 estaba encendido y el segundo emisor de luz 106 estaba apagado. La ecuación pictórica 300 también muestra la imagen 304, que incluye el mismo reloj 306 con un reflejo 320 situado en el segundo cuadrante 312 de la esfera del reloj 308. La imagen 304 fue capturada mientras el emisor de luz 106 estaba encendido y el emisor de luz 104 estaba apagado. El valor numérico de cada píxel en la imagen 304 se resta del valor numérico del píxel correspondiente en la imagen 302 para producir la imagen 330. En otras realizaciones, el valor numérico de cada píxel en la imagen 302 se puede restar del valor numérico del píxel correspondiente en la imagen 304 para producir la imagen 330. Esto puede incluir determinar la diferencia absoluta entre los píxeles correspondientes en la imagen 302 y 304 para producir la imagen 330. De hecho, las presentes realizaciones incluyen diversas técnicas para obtener un delta entre valores de color de dos o más de tales imágenes (por ejemplo, las imágenes 302 y 304). Por ejemplo, esto también puede incluir la obtención deltas entre grupos correspondientes de píxeles que son tratados juntos (por ejemplo, como un promedio). Como se señaló anteriormente, un píxel puede incluir datos de imagen asignados a una parte particular de una imagen general capturada por la cámara 110 y no requiere un píxel físico. En consecuencia, obtener el delta entre píxeles es esencialmente identificar una diferencia en valores entre datos asignados a espacios correlacionados de una imagen.

Como se señaló anteriormente, la imagen 330 se obtiene determinando un delta entre las imágenes 302 y 304. La imagen 302 incluye el reflejo 318, que está situado de manera diferente que el reflejo 320 de la imagen 304. Estos son esencialmente puntos brillantes que están situados de manera diferente, de modo que un delta entre la imagen 302 y la imagen 304 enfatiza los reflejos 318, 320 en la imagen 330. En otras palabras, excepto los puntos brillantes, las partes restantes de las dos imágenes 302 y 304 se anulan esencialmente en la imagen 330. Por ejemplo, las partes correspondientes de las imágenes 302, 304 distintas de los reflejos 318, 320 están dentro del umbral de color o valores de brillo entre sí de manera que, aunque pueda haber diferencias menores en los valores de los píxeles, los píxeles correspondientes se anulan mediante el algoritmo representado por la ecuación pictórica 300. Por lo tanto, la imagen 330 contiene dos puntos brillantes 332 (por ejemplo, grupos de píxeles con valores de brillo altos) y estos dos puntos brillantes 332 son las áreas donde se observan los datos de imagen que no se superponen. Estos dos puntos brillantes 332 también son donde se observó originalmente que estaban los reflejos 318 y 320 en las imágenes 302 y 304, respectivamente. El sistema 100 se puede programar o diseñar de otro modo para correlacionar la presencia de una colección de píxeles con valores numéricos altos (por ejemplo, un valor de brillo alto) en la imagen resultante 330 con un objeto que tiene una superficie brillante. En consecuencia, la imagen 330 y los dos puntos brillantes 332 (que se pueden superponer en ciertas realizaciones) indican al sistema 100 que un objeto en el espacio 200 tiene una superficie especular. En algunas realizaciones, el sistema 100 puede leer una distancia entre múltiples puntos brillantes, tales como los dos puntos brillantes 332, como múltiples superficies especulares diferentes. En una realización, el sistema 100 puede emplear un algoritmo con distancias umbral para determinar que dichos puntos brillantes se correlacionan con múltiples superficies especulares diferentes.

La segunda ecuación pictórica 400 en la FIG. 3 muestra un ejemplo de un proceso de sustracción de imágenes aplicado a una imagen de un objeto que no tiene una superficie especular. Específicamente, la FIG. 3 incluye una ecuación pictórica 400 que representa esquemáticamente un proceso para intentar identificar una superficie especular en un objeto no especular (es decir, una hoja 401) realizando una sustracción de imágenes para obtener un delta entre una imagen 402 y una imagen 404 con el sistema 100, según las presentes realizaciones. La imagen 402 es capturada mientras el primer emisor de luz 104 está encendido y el segundo emisor de luz 106 está apagado. La imagen 404 es capturada mientras el segundo emisor de luz 106 está encendido y el primer emisor de luz 104 está apagado. Al igual que con la ecuación pictórica 300, mediante la sustracción de imágenes se obtiene un delta en función de las diferencias entre el valor numérico de cada píxel en la imagen 402 y los valores numéricos de cada píxel en la imagen 404. Una imagen resultante 430 muestra una imagen negra o en blanco que indica que poca o ninguna luz infrarroja se reflejó en la hoja 401 de una manera tal que provocaría un reflejo, lo que produciría un delta basado en diferentes fuentes de luz.

Pueden existir diferencias menores entre las imágenes 402 y 404 con respecto a los valores de píxeles correspondientes incluso aunque la hoja 401 no tenga una superficie especular. Por ejemplo, después de realizar algún nivel base de sustracción de imágenes en las imágenes 402 y 404 de la misma hoja 401 capturadas por la cámara 110 en diferentes momentos con diferente iluminación, puede haber ligeras diferencias en los valores de píxeles. Sin embargo, estas diferencias menores no proporcionan una indicación de una superficie especular porque el sistema incluye un algoritmo para determinar qué diferencias de valores de píxeles corresponden a una superficie especular. Para controlar si el sistema de superficie especular 100 identifica una superficie como especular mediante la sustracción de imágenes u otra técnica de comparación de imágenes, se puede emplear un mecanismo para imponer un valor umbral de color o brillo. Por ejemplo, un brillo umbral para determinar una superficie especular puede incluir un sistema para determinar si las diferencias entre los píxeles correspondientes son números suficientemente altos para que el sistema observe la superficie como especular. Las instrucciones para determinar si un píxel o una colección de píxeles exceden un brillo umbral para un solo píxel o para una colección de píxeles se pueden almacenar en la memoria 116. Además, la memoria 116 puede almacenar instrucciones o tablas para asignar valores de píxeles basándose en los datos del sensor de la cámara 110. Se puede conectar una interfaz gráfica de usuario (GUI) al sistema 100 o ser parte del mismo. La GUI se puede configurar para mostrar datos de imagen que se almacenan en la memoria 116. Esta interfaz gráfica de usuario se puede conectar al controlador de sistema 122, a otro componente del sistema 100, o puede ser un dispositivo separado.

Cuando una superficie especular es identificada por el sistema de detección de superficie especular 100, el controlador de efecto 118 puede recibir, desde el procesador 114, una ubicación de una superficie especular identificada. La ubicación se puede proporcionar como datos de ubicación que estén dentro de un marco de referencia (por ejemplo, una posición bidimensional en una imagen del espacio 200) para el sistema 100. El controlador de efecto 118 puede ordenar que sea ejecutado un efecto 120 en función de la ubicación. Por ejemplo, el efecto 120 puede ser un androide que dirige un gesto en una dirección específica correspondiente a la posición de la superficie especular, según se determina utilizando el procesador 114. Por ejemplo, la FIG. 4 es una ilustración de un tipo de efecto que podría producir el sistema 100 en una dirección basada en la ubicación de la posición identificada de una superficie especular. Específicamente, la FIG. 4 muestra una figura animada 502 que gira hacia un usuario 504 que sostiene un objeto brillante 506 y después realiza un gesto amable (por ejemplo, señalar) en la dirección general donde se identificó una superficie especular del objeto brillante 506.

Si bien en el presente documento solo se han ilustrado y descrito ciertas características de la divulgación, a los expertos en la técnica se les ocurrirán muchas modificaciones y cambios. La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para detectar superficies especulares, comprendiendo el sistema:

un sensor de imagen configurado para capturar datos de imagen de un área;

un primer emisor de luz (104) configurado para emitir una primera luz en el área desde una primera posición; un segundo emisor de luz (106) configurado para emitir una segunda luz en el área desde una segunda posición; circuito de control configurado para:

adquirir primeros datos de imagen del sensor de imagen mientras el primer emisor de luz (104) está activo y el segundo emisor de luz (106) está inactivo;

adquirir segundos datos de imagen del sensor de imagen mientras el segundo emisor de luz (106) está activo y el primer emisor de luz (104) está inactivo;

procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen como una superficie especular;

identificar una ubicación de los datos de imagen que no se superponen dentro del área; y,

activar un efecto especial en función de la ubicación.

2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende un tercer emisor de luz (124) configurado para proporcionar un nivel base de luz en el área.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde el sensor de imagen comprende una cámara (110) configurada para capturar luz infrarroja, y en donde la primera luz y la segunda luz son luces infrarrojas.

4. El sistema de la reivindicación 3, en donde el circuito de control está configurado para accionar alternativamente el primer emisor de luz (104) y el segundo emisor de luz (106), en sincronización con una velocidad de fotogramas de la cámara (110).

5. El sistema de la reivindicación 1, en donde el circuito de control está configurado para procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen restando valores de color entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen para identificar los datos de imagen que no se superponen.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde restar valores de color comprende invalidar valores dentro de un rango umbral entre sí píxel por píxel.

7. El sistema de la reivindicación 1, en donde el circuito de control comprende un procesador y una memoria que almacena instrucciones que, cuando son procesadas por el procesador, facilitan el control o la comunicación con el sensor de imagen.

8. El sistema de la reivindicación 1, en donde el efecto especial comprende una figura animada que hace un gesto hacia la ubicación.

9. El sistema de la reivindicación 8, en donde el circuito de control comprende un primer circuito de control integrado con el sensor de imagen y un segundo circuito de control integrado con una figura animada (502).

10. El sistema de la reivindicación 1, en donde el circuito de control está configurado además para:

determinar que los datos de imagen que no se superponen corresponden a la superficie especular basándose en una comparación con un umbral predeterminado; y,

controlar el efecto especial según la ubicación de la superficie especular.

11. El sistema de la reivindicación 10, en donde el efecto es una figura animada configurada para realizar un gesto hacia la ubicación.

12. El sistema de la reivindicación 11, en donde el circuito de control está configurado para almacenar los datos de imagen en una memoria y en donde los datos de imagen se pueden visualizar opcionalmente en una interfaz gráfica de usuario.

13. Un método para detectar superficies especulares, comprendiendo el método:

capturar datos de imagen de un área con un sensor de imagen;

emitir una primera luz en el área desde un primer emisor de luz (104) en una primera posición; emitir una segunda luz en el área desde un segundo emisor de luz (106) en una segunda posición; adquirir primeros datos de imagen del sensor de imagen mientras el primer emisor de luz (104) está activo y el segundo emisor de luz (106) está inactivo;

procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen, utilizando circuitos de control, para identificar datos de imagen que no se superpongan entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen como una superficie especular;

activar un efecto especial en función de la ubicación.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende emitir una tercera luz desde un tercer emisor de luz (124) para proporcionar un nivel base de luz en el área.

15. El método de la reivindicación 13, en donde procesar los primeros datos de imagen con los segundos datos de imagen para identificar los datos de imagen que no se superponen comprende restar valores de color entre los primeros datos de imagen y los segundos datos de imagen para identificar los datos de imagen que no se superponen.