微小的标签可以包含大量信息，实现新用途

麻省理工学院新闻办公室 David L. Chandler

产品包装上无处不在的条形码为收银台的扫描仪提供信息，但仅此而已。现在，媒体实验室的研究人员提出了一种新型的非常小的条形码，它可以在购物者扫描货架时为他们提供各种有用的信息——甚至可以为课堂演示、商务会议、视频游戏带来新的设备或动作捕捉系统。

领导该实验室相机文化小组的媒体实验室副教授 Ramesh Raskar 解释说，名为 Bokode 的新系统基于一种新的视觉信息编码方式。

到目前为止，已经有三种方法可以通过光学方式传输数据：通过普通成像（使用二维空间）、通过闪光或运动图像等时间变化（使用时间维度）或通过光波长的变化（用于光纤系统，通过单根光纤同时提供多个信息通道）。

MIT Tech TV 一种新的基于摄像头的交互解决方案，让普通摄像头可以在相对较大的距离内检测到小的光学标签。但是新系统使用了一种全新的方法，以角度维度对数据进行编码：来自新标签的光线的亮度会根据它们出现的角度而有所不同。Raskar 说，“几乎没有人似乎使用过”这种编码信息的方法。“已经有三种光学编码信息的方法，现在我们有了一种新方法。”

新概念将于今年 8 月在新奥尔良的 SIGGRAPH 展示，这是计算机图形和交互技术领域领先的国际会议和展览。它是提交的 439 篇技术论文中的 6 篇论文之一，被选为会议的亮点。该论文的主要作者是媒体实验室博士后 Ankit Mohan。除 Raskar 外，共同作者还有研究生 Grace Woo、Shinsaku Hiura（大阪大学客座教授）和博士后 Quinn Smithwick。

这些微小的标签只有 3 毫米宽——大约是典型计算机键盘上 @ 符号的大小。然而，它们可以包含比普通条形码更多的信息：数千位。目前它们需要一个镜头和一个内置的 LED 光源，但未来的版本可以制成反射式，类似于现在经常在信用卡上看到的全息图像，这将更便宜且更不引人注目。

“我们试图让它几乎不可见，但同时使用标准相机甚至手机相机也能轻松阅读，”莫汉说。

新标签的优点之一是，与今天的条码不同，它们可以从远处“读取”——最远可达几米远。此外，与读取当今标签所需的激光扫描仪不同，这些标签可以使用任何标准数码相机读取，例如现在内置于全球约 10 亿部手机中的数码相机。

Bokode这个名字来自日本摄影术语bokeh，它指的是在光源的失焦图像中产生的圆形斑点。Bokode 系统使用失焦相机——它允许角度编码信息从产生的模糊点出现——记录来自微小标签的编码信息。但除了可以被任何普通相机读取（焦点设置为无限远）之外，它还可以通过眼睛直接读取，只需非常靠近标签 – 不到一英寸远 – 即可。

Mohan 说，作为传统条形码的替代品，Bokode 系统可能具有几个优势。它可以提供更多信息（例如食品的完整营养标签），购物者可以从远处扫描超市货架，并且可以轻松进行产品比较，因为货架上的几个相互靠近的物品都可以被扫描立刻。

除了传统的条形码应用之外，该团队还设想了新标签的一些新用途。例如，标签可以位于用户持有的类似钥匙链的小型设备中，由房间前面的摄像头扫描，以允许多人与显示的图像进行交互，例如在教室或商业演示中. 摄像头可以分辨出将设备指向屏幕的每个人的身份，以及他们每个人指向的确切位置。这可以让房间里的每个人同时回答一个测验，老师可以立即知道有多少人，哪些人做对了——从而知道小组是否理解了课程的重点。

这些设备还可用于用于创建视频游戏或计算机生成的电影场景的动作捕捉系统。通常，摄像机使用附着在人身体各个部位的彩色点或球来记录人或物体的运动。Bokode 系统将允许相机非常精确地记录每个标签的位置和角度——精度为十分之一度。这比任何现有的动作捕捉系统都要准确得多。

Bokode“可以实现全新的应用范围，”Raskar 说。未来，它们可用于博物馆展览标签等场景，其中微小的代码不会显眼，不会影响艺术或其他展览，但可以通过使用手机向观众发送大量背景信息相机。或者一家餐馆可以将其菜单提供给人行道上的路人。

Mohan 建议，它还可以在一些近场通信应用中取代 RFID 系统。例如，虽然现在在某些 ID 卡中使用的 RFID 可以提供大量信息，但这些信息可以从远处读取，即使卡在钱包中也是如此。这使得它们不适合信用卡，例如，因为信息可能被未经授权的观察者检索。但是 Bokode 可以对同样多的信息进行编码，但需要对卡有开放的视线才能读取，从而提高了安全性。

媒体实验室生产的原型设备目前每个成本约为 5 美元，其中大部分成本是由于使用了现成的凸面玻璃透镜，但 Raskar 表示，一旦批量生产，价格很容易降至 5 美分几百个单位。

这项工作得到了诺基亚、三星和 Alfred P. Sloan 基金会的资助。SIGGRAPH 论文“Bokode：远距离基于相机的交互的不可察觉的视觉标签”将于 7 月 27 日星期一开始在会议网站上在线提供。