CN101765020B - 一种可感应立体图像的电视机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可感应立体图像的电视机，包括摄像组件、驱动单元及图像处理引擎，所述摄像组件包括：探测信号发射单元，用于向电视机显示屏前方发射探测信号；镜头组件，用于接收投向电视机显示屏方向的可见光及探测信号的反射返回信号；图像感应单元，用于根据所述镜头组件接收的可见光生成二维图像；深度感应单元，用于根据所述镜头组件接收的探测信号的反射返回信号生成图像深度数据；所述图像处理引擎根据所述二维图像及图像深度数据生成立体图像。本发明通过向显示屏前方发射探测信号，并根据接收的可见光及反射的探测信号，获取二维图像及深度数据，从而合成立体图像。
Description
技术领域
本发明涉及电视机领域，尤其涉及一种可感应显示屏前方的立体图像的电视机。
背景技术
电视机是现代家庭中必不可少的客厅娱乐电器，也是家庭中最经常使用的电器。人们不仅可通过电视机观看电视节目，也可通过外接DVD、游戏机、移动存储装置等实现视频文件播放、游戏画面播放和图片播放等。
然而现有的电视机的输入数据仅限于数字信号或模拟信号，对于电视机前的实物，例如电视机前的家具、观看电视的人却无法作为“信号”输入电视机，控制电视机的操作。因此电视机的播放画面、播放进程等无法与观看电视的人实现互动。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述电视机无法实现与使用者互动的问题，提出一种可感应立体图像的电视机。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，构造一种可感应立体图像的电视机，包括壳体、位于所述壳体前面板的显示屏、位于所述壳体内的主处理单元，其特征在于，还包括摄像组件、驱动单元及图像处理引擎，其中所述主处理单元通过驱动单元驱动摄像组件摄取图像，所述摄像组件包括：
探测信号发射单元，用于向电视机显示屏前方发射探测信号；
镜头组件，用于接收投向电视机显示屏方向的可见光及探测信号的反射返回信号；
图像感应单元，用于根据所述镜头组件接收的可见光生成二维图像；
深度感应单元，用于根据所述镜头组件接收的探测信号的反射返回信号生成图像深度数据；
所述图像处理引擎根据所述二维图像及图像深度数据生成立体图像;
所述电视机还包括：
运动识别单元，用于根据二维图像的象素变化及对应的图像深度数据，识别图像所反映的物体的动作；
指令创建单元，用于根据所述运动识别单元识别的动作生成操作指令。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，所述探测信号发射单元为由红外激光发射管组成的环形阵列，所述环形阵列环绕所述镜头组件。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，所述摄像组件还包括光束分离器，用于分离镜头组件接收的红外线及可见光，并将分离后的红外线发送到深度感应单元，将分离后的可见光发送到图像感应单元。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，还包括图像深度数据摄取单元，用于通过识别所述探测信号发射单元发射探测信号的时间及深度感应单元感应探测信号的反射返回信号的时间，获取指定距离内的图像深度数据。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，还包括有图像合成单元及背景图像存储单元，所述图像合成单元用于将图像深度数据摄取单元获取的指定距离内的图像深度数据、图像感应单元生成的二维图像以及背景图像存储单元中存储的背景图像合成为新的立体图像。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，所述摄像组件位于壳体外部，并通过USB接口与驱动单元及图像处理引擎电连接。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，所述摄像组件位于壳体内且镜头组件及探测信号发射单元露出壳体的前面板，或所述摄像组件位于壳体内且镜头组件及探测信号发射单元处的壳体前面板采用透光材料。
在本发明所述的一种可感应立体图像的电视机中，所述摄像组件设于壳体的顶部。
本发明的一种可感应立体图像的电视机，通过向显示屏前方发射探测信号，并根据接收的可见光及反射的探测信号，获取二维图像及其深度数据，从而合成立体图像。本发明还可根据获取的立体图像分析物体的运动并根据物体运动特征进行相应的电视机的操作与控制。本发明还可从合成的立体图像中攫取某一深度范围的物体的图像，并用在其他应用中合成新的图像，以满足更换背景或前景的应用场合。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种可感应立体图像的电视机实施例的正面的外形示意图；
图2是图1中摄像组件的结构示意图；
图3是图2中探测信号发射单元的结构示意图；
图4是本发明一种可感应立体图像的电视机实施例的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明一种可感应立体图像的电视机实施例的正面外形示意图。该电视机的外部除了包括壳体11、位于壳体11前面板的显示屏12等现有电视机的组件外，还包括摄像组件13。在本实施例中，摄像组件13位于壳体11内且至少部分结构露出壳体11的前面板，或者该摄像组件13位于壳体11内且在壳体11的前面板对应安装摄像组件13的位置采用透光材料。特别地，摄像组件13可装设于壳体11内的顶部，即显示屏12的上方。
此外，在本发明的其他实施例中，摄像组件13位于壳体11外部，并通过USB接口等与连接到壳体11内的电视机内部电路。
如图4所示，在电视机的壳体11内，除了包括主处理单元41等现有电视的内部组件或电路外，还包括有分别电连接到主处理单元41的图像处理引擎42及驱动单元43，图像处理引擎42及驱动单元43还分别电连接到摄像组件13。主处理单元41通过驱动单元43驱动摄像组件13摄取图像，图像处理引擎42根据摄像组件13摄取图像生成立体图像。
如图2所示，上述的摄像组件13包括探测信号发射单元132、镜头组件131、图像感应单元135及深度感应单元136。
探测信号发射单元132用于向电视机显示屏12的前方发射探测信号。上述探测信号在空气中传播时具有固定的传播速度，并且在遇到障碍物时将在障碍物表面形成反射。探测信号发射单元132周期性地发射探测信号，例如间隔10-5秒发送。
在具体实现时，上述探测信号可以为红外光，相应地，探测信号发射单元132为红外激光发射管阵列。特别地，上述红外激光发射管阵列为环形阵列，该环形阵列环绕镜头组件131（如图3所示）。在其他实现中，探测信号也可采用其他方式，例如超声波等。
镜头组件131用于接收投向电视机显示屏12方向的可见光及探测信号的反射返回信号，即电视机前方物体反射的可见光和探测信号。
图像感应单元135用于根据镜头组件131接收的可见光生成二维图像，即平面图像。该图像感应单元135类似于现有摄像头的CMOS传感器。
深度感应单元136用于根据镜头组件131接收的探测信号的反射返回信号生成图像深度数据。该深度感应单元136可通过如下方式实现：其与固定的时间间隔（小于探测信号发射单元132发射探测信号的时间间隔）生成多个感应信号图像（按生成的时间顺序排列），然后通过对比图像感应单元135生成的平面图像，获取平面图像中的某一象素所在的一个具体时间点的深度数据感应信号图像，最后确定该象素点距离摄像组件的深度数据即距离。当然，上述仅为深度感应单元136的一个例子，还可用任意其他现有的方式获取图像的深度数据。
图4中的图像处理引擎42根据图像感应单元135生成的平面图像及深度感应单元136生成的图像深度数据生成物体的立体图像。上述图像处理引擎42生成的立体图像可作为电视机的播放信号，由主处理单元41在显示屏12上显示。
当探测信号为红外线时，上述摄像组件12中的镜头组件131、深度感应单元136及图像感应单元135并非位于同一直线上，因此摄像组件12还包括一个光束分离器，用于将镜头组件131接收的红外线及可见光分离，并将分离后的红外线发送到深度感应单元136、将分离后的可见光发送到图像感应单元135。
此外，上述的电视机中，还可包括图像深度数据摄取单元（图中未示出）。该图像深度数据摄取单元用于通过识别探测信号发射单元132发射探测信号的时间及深度感应单元感应探测信号的反射返回信号的时间，获取指定距离内的图像深度数据。例如，只处理设定时间内反射回的探测信号，超过设定时间反射回的探测信号不处理。
此外，上述电视机还可包括图像合成单元及背景图像存储单元，其中背景图像存储单元中存储有各种背景图像，例如风景名胜、著名建筑等。图像合成单元用于将图像深度数据摄取单元获取的指定距离内的图像深度数据与图像感应单元生成的二维图像合成为中间立体图像，该中间立体图像为具有某一深度范围的物体的图像（其他深度的图像不显示）。上述图像合成单元还将背景图像存储单元中存储的背景图像与中间立体图像合成为新的立体图像，从而满足更换背景或前景的应用需求。
在上述电视机中，还可包括运动识别单元，用于根据二维图像的象素变化及对应的图像深度数据，识别图像所反映的物体的动作。并通过一个指令创建单元，根据识别的动作生成操作指令。从而使用者可与该电视机进行互动，例如控制电视节目的播放、画面调整等。特别地，可通过上述方式进行游戏操作，例如体育类游戏等。
此外，可用图像处理引擎进行物体识别，并进一步根据识别的物体对电视机进行相应操作，例如根据识别的观看者播放限定类型的节目等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种可感应立体图像的电视机，包括壳体、位于所述壳体前面板的显示屏、位于所述壳体内的主处理单元，其特征在于，还包括摄像组件、驱动单元及图像处理引擎，其中所述主处理单元通过驱动单元驱动摄像组件摄取图像，所述摄像组件包括：
探测信号发射单元，用于向电视机显示屏前方发射探测信号；
镜头组件，用于接收投向电视机显示屏方向的可见光及探测信号的反射返回信号；
图像感应单元，用于根据所述镜头组件接收的可见光生成二维图像；
深度感应单元，用于根据所述镜头组件接收的探测信号的反射返回信号生成图像深度数据；
所述图像处理引擎根据所述二维图像及图像深度数据生成立体图像;
所述电视机还包括：
运动识别单元，用于根据二维图像的象素变化及对应的图像深度数据，识别图像所反映的物体的动作；
指令创建单元，用于根据所述运动识别单元识别的动作生成操作指令。
2.根据权利要求1所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，所述探测信号发射单元为由红外激光发射管组成的环形阵列，所述环形阵列环绕所述镜头组件。
3.根据权利要求2所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，所述摄像组件还包括光束分离器，用于分离镜头组件接收的红外线及可见光，并将分离后的红外线发送到深度感应单元，将分离后的可见光发送到图像感应单元。
4.根据权利要求1所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，还包括图像深度数据摄取单元，用于通过识别所述探测信号发射单元发射探测信号的时间及深度感应单元感应探测信号的反射返回信号时间，获取指定距离内的图像深度数据。
5.根据权利要求4所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，还包括有图像合成单元及背景图像存储单元，所述图像合成单元用于将图像深度数据摄取单元获取的指定距离内的图像深度数据、图像感应单元生成的二维图像以及背景图像存储单元中存储的背景图像合成为新的立体图像。
6.根据权利要求1所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，所述摄像组件位于壳体外部，并通过USB接口与驱动单元及图像处理引擎电连接。
7.根据权利要求1所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，所述摄像组件位于壳体内且镜头组件及探测信号发射单元露出壳体的前面板，或所述摄像组件位于壳体内且镜头组件及探测信号发射单元处的壳体前面板采用透光材料。
8.根据权利要求7所述的一种可感应立体图像的电视机，其特征在于，所述摄像组件设于壳体的顶部。
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