CN101422022A - 控制便携式电子设备的特征的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种装备了照相机的便携式电子设备(10)响应于预定事件的发生捕获图像。处理所捕获的图像以获得颜色信息。然后采用该颜色信息控制便携式电子设备(10)的一个或多个多色发光元件(18)以发射选定颜色的光。

Description

控制便携式电子设备的特征的系统和方法
背景技术
本发明一般涉及便携式电子设备，并且特别涉及根据来源于捕获图像的信息控制功能的、装备照相机的便携式电子设备。
便携式电子设备的普及已经引人注目地提高了，例如装备照相机的移动电话和个人数字助理(PDA)。这种提高的一个原因是制造商不断地将新的特征和功能添加到便携电子设备中，从而使得这些设备对于更多消费者更具吸引力。另一个原因是便携式电子设备的尺寸小和便携性。因为能够实现多个特征的紧凑便携电子设备与比其简单的相似设备相比需求更大，所以制造商每年都花费相当多的资源来开发进一步增强便携式电子设备的新途径。制造出具有引起消费者注意的特征的便携式电子设备的那些制造商可以获得更大的市场份额。
发明内容
本发明涉及一种装配有照相机的便携式电子设备。便携式电子设备中的控制器控制照相机响应于预定事件而捕获图像。该预定事件可能是例如从无线网络接收的输入信号或消息、用户输入的手动命令、预定定时器的期满，或者该便携式电子设备中出现的计划事件。与该便携式电子设备相关的图像处理器处理至少一部分捕获图像的原始图像数据以获得颜色信息。控制器使用该颜色信息控制便携式电子设备的一个或多个多色发光元件以发射选定颜色的光。
附图说明
图1是适于根据本发明一个实施例使用的装配照相机的便携式电子设备的结构图。
图2A是包括根据本发明一个实施例而被控制的特征的便携式电子设备的透视图。
图2B是图2A的便携式电子设备后部的透视图，其表示了适于根据本发明一个实施例而使用的照相机。
图3是可以用于本发明一个实施例中的图像传感器的透视图。
图4表示了根据本发明一个实施例配置的控制器使用来源于捕获图像的信息控制便携式电子设备的发光特征所借助的方法。
图5表示了根据本发明一个实施例配置的控制器使用来源于捕获图像的信息控制便携式电子设备的发光特征所借助的另一种方法。
图6是表示根据本发明一个实施例的可以用于点亮一个或多个多色发光元件的示例性光管理单元的结构图。
具体实施方式
本发明涉及一种装备照相机的便携式电子设备，其根据来源于捕获图像的颜色信息控制其特征中的一个或多个。在一个实施例中，该便携式电子设备响应于预定事件而捕获图像。该预定事件可以是例如从无线通信网络接收到拨入呼叫指示或者其它消息、从用户接收到的手动命令、计划事件或者预定时间间隔的期满。该便携式电子设备处理至少一部分捕获图像以获得颜色信息，并且使用该颜色信息控制多色发光元件发射的光的颜色。该多色发光元件通知该便携式电子设备的使用者进入预定事件，并且可以发射基本上与来源于捕获图像的颜色相匹配颜色的光。
图1和2表示了根据本发明的示例性便携电子设备。所示便携式电子设备将蜂窝电话和照相机集成到同一物理封装中，并且本文中将其称为照相机电话10。然而，应当注意本发明不限于照相机电话，而也可以具体化为包含照相机的其它便携式电子设备。这些设备包括但不限于个人数字助理(PDA)、个人通信服务(PCS)设备、卫星电话、掌上电脑等。
图1是表示示例性照相机电话10的一部分功能部件的结构图。照相机电话10包括用户接口(UI)12、通信电路14和照相机16。一般而言，UI 12允许用户与照相机电话10进行交互并且控制照相机电话10的工作。UI 12包括一个或多个多色发光元件18、诸如键区20和显示器22的用户控制、将可听声音呈现给用户的扬声器24以及将用户的语音转化为音频信号以发送到一个或多个远程方的麦克风26。键区20和/或显示器22可以包括本领域已知的背光电路。可以根据来源于捕获图像的颜色信息控制该背光电路以发射希望颜色的光。
可以将多色发光元件18设置在照相机电话10的壳体内(图2A)。该多色发光元件18可以包括例如能够发射多种颜色中的任意一种的三色发光二极管(LED)。如以下更详细地描述的，响应于控制器28生成的控制信号，通过改变提供给该多色发光元件18的电压和/或电流，可以发射希望的颜色。
通信电路14包括通过无线通信网络(未示出)与一个或多个远程方进行数据通信所必须的组件。图1表示了该通信电路，其包括与存储器30相连的控制器28、音频处理电路32和与天线36相连的收发器34。然而，本领域技术人员可以理解，照相机电话10可以根据其预计的用途包括除图1所示部件之外或取代图1所示部件的其它部件。
控制器28根据存储在存储器30中的程序和数据控制照相机电话10的工作。该控制器28可以实现为单个微处理器或者多个微处理器。适当的微处理器可以包括例如通用和专用微处理器以及数字信号处理器。收发器34是与天线38相连的全功能蜂窝无线收发器，以用于在无线通信网络(未示出)上接收和发送信号。本领域技术人员可以理解，收发器34可以根据任何已知的标准工作，包括全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、TIA/EIA-136、码分多址访问(CDMA)、cdmaOne、cdma2000以及宽带CDMA。
照相机16可以集成在照相机电话10内(图2B)，并且其通过照相机接口38与通信电路14连接。照相机16包括镜头40、镜头控制器42、图像传感器44、图像处理器46和可选的闪光灯48。镜头40可以包括一个或多个透镜(固定的或者自动对焦的)，其根据从镜头控制器42接收的控制信号，通过收集并且聚焦光到图像传感器44上来操纵图像。镜头控制器42根据从控制器28接收的控制信号控制镜头40的光学属性，例如焦距、变焦和快门速度。
图像传感器44捕获由镜头40形成的图像，并且可以包括任意的常规图像传感器，例如电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。一般而言，图像传感器44将镜头40聚焦的光转变为供图像处理器46使用的模拟电信号。当使用CCD器件时，可以将附加的数模转换器设置在CCD器件与图像处理器46之间，以将CCD器件提供的数字信号转变为可被图像处理器46使用的模拟信号。图像处理器46可以处理该原始图像数据，以便随后存储在存储器30中、输出到显示器22，和/或通过通信电路14发送到远程方。在一个实施例中，该图像处理器46还处理该原始图像数据以获得有关捕获图像的颜色信息。
在一个实施例中，控制器28响应于预定事件控制照相机16以捕获图像。一些预定事件的类型包括但不限于接收到信令消息、拨入呼叫、用户输入的手动命令，预定定时器的期满或者计划事件的指示。处理该捕获图像的至少一部分，以从捕获图像获得颜色信息。控制器28使用获得的颜色信息生成一个或多个控制信号以使该多色发光元件18发射希望颜色的光。该控制器28可以从处理该部分捕获图像的图像处理器46接收所获得的颜色信息，或者可以包括由该部分捕获图像获得颜色信息的图像处理能力。
图3表示了本发明的一个实施例如何根据一部分捕获图像确定颜色信息。如图3所示，该光传感器44可以包括CMOS器件50。CMOS器件50包括由诸如硅的半导体材料构成的光电单元或模块52的二维阵列。每个光电单元52转化为图像中的像素。该阵列中光电单元52的数量确定了图像的分辨率。因此，光电单元52的数量越多分辨率越高并且图像越清晰。每个光电单元52响应于探测冲击CMOS器件50表面的光(即光子)生成电流。该图像处理器46通过导电带54与CMOS器件50相连，并且使用所生成的电流来产生原始图像数据的像素。
CMOS器件50独立地为灰度级器件，其仅探测冲击光电单元52的光的总强度。为了获得颜色信息，CMOS器件50采用滤光来获得关于冲击CMOS器件50的光的三色(即红、绿和蓝)的信息。尽管存在许多已知的滤光方法，但是本发明的一个实施例使用滤色片阵列，例如Bayer滤色片56。
如图3所示，该Bayer滤色片56包括放置在CMOS器件50表面上的棋盘形图案的红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色片。该图案使绿红滤色片行58与蓝绿滤色片行60交替，然而也可以采用其它图案。每个光电单元52与特定的基色R、G或B相关，因此将生成表示不同强度的红、绿或蓝光的电流。该图像处理器46将该生成的电流表示为原始图像数据中的像素。
为了获得颜色信息，该图像处理器46内插该原始图像数据。在一个实施例中，该图像处理器46采用去马赛克(demosaicing)算法来获得颜色信息。去马赛克算法通过计算给定像素周围最近的每个像素的平均值来确定该给定像素中每个基色的真正色值。这为每个像素中的每种基色R、G和B产生了真色值的嵌镶，他们在一起接近地表示了正在处理的捕获图像的该部分的真正颜色。根据这些真色值，图像处理器46可以为该嵌镶中的每个像素的每种基色R、G、B计算平均值。
在一个实施例中，该嵌镶中的每个像素针对每种基色R、G和B具有0-255之间的真色值。该图像处理器46可以将嵌镶中的全部红色真色值相加，以获得R的和值。同样，该图像处理器46可以分别将嵌镶中的全部绿色和蓝色真色值相加，以获得G和B的和值。然后，图像处理器46将每个和值除以嵌镶中的像素数，以生成0-255之间的三个平均值——一个平均值是R的、一个平均值是G的以及一个平均值是B的。将这三个平均值发送到控制器28，该控制器使用这些平均值控制由多色发光元件18发射的光的颜色。
例如，图4表示了一种自动的方法70，其通过控制多色发光元件18发射基本上与来源于至少一部分捕获图像的颜色相匹配的颜色的光来通知用户拨入呼叫。在方法70中，控制器28接收预定事件的指示，例如从无线网络的拨入呼叫(框72)。作为响应，控制器28生成控制信号以使照相机16捕获图像(框74)。如上所述，该图像处理器46处理原始图像数据以生成每种基色R、G和B的真色值(框76)，并且平均该真色值以获得每种基色R、G和B的平均色值(框78)。然后，将每个平均色值发送到控制器28，其使用这些色值生成使多色发光元件18发射某种颜色的光的控制信号(框80)。
例如，如果捕获图像经处理部分为红色或者基本上为红色，则从图像处理器46发送的平均值将红色表示为基色。因此，控制器28将生成控制信号以使多色发光元件18发射红色光。同样，如果从图像处理器46发送的平均值表示该捕获图像的被处理部分为橙色或蓝色(或基本上如此)，则控制器28将生成控制信号以使该多色发光元件18分别发射橙色或蓝色光。
图5表示了根据来源于一部分捕获图像的颜色信息控制多色发光元件18发射颜色光的另一种方法90。如图5所示，用户可以使用键区22上的控制键手动捕获图像。图像处理器46处理表示至少一部分捕获图像的原始图像数据，以确定每个像素的真色值(框94)。然后，图像处理器如前所述计算R、G和B的平均色值(框96)。然后，控制器28将这些平均值保存到存储器30(框98)。当接收到拨入呼叫或者其它预定事件(框100)时，控制器28从存储器检索该平均值(框102)，并且根据这些值生成一个或多个控制信号，以控制多色发光元件18发射与该平均值相当的颜色的光(框104)。
图6表示了使用控制器28生成的一个或多个控制信号控制多色发光元件18的一种示例性控制设置。在图6中，该多色发光元件18包括多个三色LED 18a-18n，它们通过光管理单元62与控制器28相连。该光管理单元62可以包括例如简单的基于晶体管的驱动电路，其允许由控制器28直接控制多色发光元件18a-18n中单独的元件。在一个实施例中，控制器28具有位I/O线，其能够专用于发光控制以提供简单的开/关控制，或者更完善的调制/脉冲控制和颜色选择。可选的是，该光管理单元62可以包括提供分立控制线的一个或多个LED控制电路，或者串行或并行接口(总线或非总线的)，控制器28通过它们实现希望的发光控制。
在一个实施例中，光管理单元62根据从控制器28接收的控制信号向LED18a-18n提供预定电压和/或电流水平的驱动信号。在其他实施例中，该光管理单元62根据从控制器28发送的控制信号控制施加到LED 18a-18n的电流方向。在任一情况下，LED 18a-18n根据电压和/或电流值，和/或电流方向发射特定颜色的光。
以上的实施例将控制器28描述为使用来源于捕获图像或一部分捕获图像的颜色信息使多色发光元件18发射与获得的颜色相当的颜色的光。然而，此外，该控制器28还可以生成一个或多个控制信号以按照类似方式控制键区20和/或显示器22的背光。在这些实施例中，键区20和/或显示器22可以包括能够发射不同强度的各种颜色光的多色发光元件阵列。
而且，本发明不限于仅响应于接收到拨入呼叫。而是控制器28可以响应于其它预定事件生成控制信号以捕获图像并控制各个多色发光元件，这些事件包括但不限于计划事件、输入页面或者其它信令消息、SMS消息、email消息等。
此外，本发明不限于简单地控制各个多色发光元件发射特定颜色。例如，在一个实施例中，图像处理器46使用类似的方法计算代表原始图像数据中像素的平均强度的值。图像处理器46将该平均强度值连同三个R、G、B平均色值发送到控制器28。根据该平均色值以及平均强度值，控制器28可以生成一个或多个控制信号以控制由各个多色发光元件18发射的光的颜色以及强度。
本领域技术人员可以理解，控制器28能够生成一个或多个控制信号以使多色发光元件18发射任意强度的任意一个或多个颜色，并且其仅受到特定发光元件能力的限制。一些多色发光元件18当前具有发射包括但不限于各种级别的红色(例如红外、高效红、超红等)的颜色的能力，以及发射其它颜色的类似级别的能力，例如橙色、黄色、绿色、白色、紫色、粉色和蓝色。然而，正在进行的对于多色发光元件物理特性的研究可以制造出能够发射以上未具体列出的其它强度的其它颜色的多色发光元件18。本领域技术人员将容易地理解控制器28还可以采用这些多色发光元件并使它们根据来源于捕获图像或捕获图像的选定部分的颜色和/或强度信息以它们能够发射的强度来发射一个或多个颜色。
而且，前述的本发明实施例依据的是图像处理器46为与控制器28独立的部件。然而，这些部件之间的区别仅是为了清楚。在一些实施例中，控制器28可以包括图像处理器46的全部或部分图像处理电路，并且因此控制器28可以执行由图像处理器46执行的全部或部分功能。
还应当注意，一些照相机电话10可以包括执行物体识别的处理功能。在这种照相机电话10中，图像处理器46和/或控制器28可以配置为选择并识别捕获图像中的特定物体。一旦识别了，该图像处理器46和/或控制器28可以选择并且处理该捕获图像中包括该物体的部分以获得关于该物体的颜色信息。然后，可以控制多色发光元件18和/或背光电路以发射与获得的物体颜色和强度信息相当的强度的颜色光。
当然，可以在不背离本发明本质特性的情况下，以不同于本文中提出的其它方式实现本发明。所示实施例应视为说明性的而非限定性的，并且意在包含所附权利要求的文字和等价范围内进行的所有变化。

Claims (29)

1、一种便携式电子设备(10)，包括：
照相机(16)，其用于响应于预定事件来捕获具有颜色的物体的图像；
发光元件(18)；以及
控制器(28)，其与照相机(16)和发光元件(18)通信连接，并且配置为生成控制信号以使该发光元件根据来源于捕获图像的颜色信息发射选定颜色的光。
2.根据权利要求1所述的设备还包括：图像处理器(46)，其配置为处理部分捕获图像以获得多个平均颜色值，每个平均颜色值表示捕获图像中的不同基色。
3.根据权利要求2所述的设备，其中该控制器(28)配置为生成控制信号以控制该发光元件(18)根据所获得的平均颜色值发射选定颜色的光。
4.根据权利要求2所述的设备，其中该图像处理器(46)还配置为获得表示平均颜色值的强度的平均强度值。
5.根据权利要求4所述的设备，其中该控制器(28)配置为生成控制信号以根据平均强度值控制发光元件(18)的强度。
6.根据权利要求1所述的设备，还包括：光管理单元(62)，以从控制器(28)接收控制信号并且控制该发光元件(18)根据控制信号发射选定颜色的光。
7.根据权利要求1所述的设备，其中该选定颜色的光表示捕获图像中的物体颜色。
8.根据权利要求7所述的设备，其中该发光元件(18)包括与便携式电子设备(10)的壳体相连的一个或多个多色发光二极管(LED)。
9.根据权利要求7所述的设备，其中该发光元件(18)包括用于便携式电子设备(10)的显示器(22)中的多色发光元件阵列。
10.根据权利要求7所述的设备，其中该发光元件(18)包括与便携式电子设备(10)的用户接口(12)相关的一个或多个多色发光元件。
11.根据权利要求1所述的设备，其中该便携式电子设备(10)还包括收发器(34)以与无线通信网络通信，并且其中该控制器配置为控制照相机(16)响应于从该网络接收的指示而捕获图像。
12.根据权利要求1所述的设备，还包括：图像传感器(44)，用于探测表示被该照相机(16)正在拍摄的物体的光。
13.根据权利要求12所述的设备，其中该图像传感器(44)包括互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。
14.根据权利要求12所述的设备，其中该图像传感器(44)包括电荷耦合器件(CCD)。
15.根据权利要求1所述的设备，还包括：存储器(30)，用于存储从该捕获图像获得的颜色信息。
16.根据权利要求15所述的设备，其中该控制器(28)还配置为响应于预定事件从存储器(30)检索所获得的颜色信息，并且根据所检索的颜色信息生成控制信号使该发光元件(18)发射选定颜色的光。
17.一种控制便携式电子设备(10)的特征的方法，该方法包括：
响应于预定事件来捕获具有颜色的物体的图像；
处理该捕获图像以获得颜色信息；以及
控制便携式电子设备(10)的多色发光元件(18)以根据所获得的颜色信息发射选定颜色的光。
18.根据权利要求17所述的方法，其中响应于预定事件来捕获具有颜色的物体的图像包括控制便携式电子设备(10)的照相机(16)以响应于探测到预定事件来捕获图像。
19.根据权利要求18所述的方法，其中该预定事件包括从无线通信网络接收的接收信号。
20.根据权利要求18所述的方法，其中该预定事件包括用户通过便携式电子设备(10)的用户接口(12)手动输入的命令。
21.根据权利要求17所述的方法，其中处理捕获图像以获得颜色信息包括处理至少一部分捕获图像的原始图像数据以计算红绿蓝基色中每一种的平均颜色值。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所处理的原始图像数据包括一个或多个像素，并且其中生成红绿蓝基色中每一种的平均颜色值包括：
将表示所处理的每个像素中的红基色的第一值相加以计算第一和值；
将表示所处理的每个像素中的绿基色的第二值相加以计算第二和值；
将表示所处理的每个像素中的蓝基色的第三值相加以计算第三和值；并且
将第一、第二和第三和值中的每一个除以被处理的像素数量以生成平均颜色值。
23.根据权利要求21所述的方法，其中控制该多色发光元件(18)以发射选定颜色的光包括根据平均颜色值生成控制信号。
24.根据权利要求22所述的方法，还包括处理捕获图像以获得平均颜色值的平均强度值，并且控制该多色发光元件(18)以发射处于基于该平均强度值的强度的选定颜色的光。
25.根据权利要求17所述的方法，还包括响应于探测到预定事件从存储器(30)检索颜色信息，并且根据所检索的颜色信息生成控制信号以控制该多个发光元件(18)。
26.根据权利要求17所述的方法，其中该多色发光元件(18)发射的选定颜色的光表示捕获图像中物体的颜色。
27.根据权利要求17所述的方法，其中控制多色发光元件(18)包括控制与便携式电子设备(10)的外壳相连的一个或多个多色发光二极管(LED)(18a-18n)以发射选定颜色的光。
28.根据权利要求17所述的方法，其中控制多色发光元件(18)包括控制便携式电子设备(10)的显示器中使用的多色发光元件(18)的阵列以发射选定颜色的光。
29.根据权利要求17所述的方法，其中控制多色发光元件(18)包括控制便携式电子设备(10)的用户接口(12)中使用的多色发光元件(18)的阵列以发射选定颜色的光。
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