CN103063193A

CN103063193A - 一种利用摄像头测距的方法、装置及电视机

Info

Publication number: CN103063193A
Application number: CN2013100014692A
Authority: CN
Inventors: 张振; 骆俊谕; 髙维嵩
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本申请提供一种利用摄像头测距的方法、装置及电视机，通过将单摄像头测距技术在同一位置上一次成像技术，利用了物体上某一特征在摄像头的处理器中存储的图像信息，并结合物体某一特征可以确定的长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取了所述物体至镜头之间的距离，解决了现有技术中双摄像头和单摄像头在不同位置上测距技术的系统设计复杂，不适用于家庭电器的技术问题，达到了测距系统设计简易，操作方法的技术效果。

Description

一种利用摄像头测距的方法、装置及电视机

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别涉及一种利用摄像头测距的方法、装置及电视机。

背景技术

目前，传统测距方法有红外测距、雷达测距、激光测距等，其测距原理相似，通过发射信号波后测量回波时间，再利用信号波速乘以回波时间除以2得到距离。然而，随着摄像头技术应用的越来越广泛，利用摄像头测量距离也越来越普及，尤其普遍应用于智能家电产品（如：智能电视）上。

摄像头技术测距包括利用单摄像头和双摄像头技术，其中，单摄像头技术是通过移动摄像头，基于同一物体在不同的位置或角度上差异，获得物体到摄像头的距离，双摄像头技术是通过两个摄像头设置在不同的位置上，基于同一物体在不同摄像头上成像差异，获得物体到摄像头的距离。

但是，发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述测距技术至少存在缺点如下：

由于现有技术中，采用单摄像头测距技术和双摄像头测距技术，均是利用同一物体在不同位置或角度上的成像视差来获得距离的。

其中，单摄像头在移动摄像头位置时，设备上需要装备有移动轨道和控制摄像头移动轨迹的系统，系统设计较复杂，不适用于普通家电产品。

双摄像头测距技术则需要在设备上不同位置上装备两个摄像头，在普通家电产品同时设置两个摄像头，同样的，系统设计也较复杂。

发明内容

本申请提供一种利用摄像头测距的方法、装置及电视机，旨在解决现有技术中利用摄像头测距技术的系统设计复杂的技术问题，达到系统设计简易，及操作方便的利用摄像头测距目的。

为实现上所述发明目的，本申请实施例一方面提供了一种利用摄像头测距的方法，所述摄像头包括镜头和感光器及处理器，其中，所述镜头至所述感光器表面距离为焦距，应用于一电子设备上，利用摄像头获取物体的某一特征在所述处理器中存储的图像信息；根据所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

优选的，利用摄像头获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

优选的，所述在处理器中相应图像参数信息，具体为：在所述处理器中图像参数信息的图像像素点个数值。

优选的，所述感光器参数信息，具体为：所述感光器上像素点个数值及相邻像素点之间距离。

优选的，基于公式A/B=a/b计算获得a值，其中，A为某一特征在存储的图像信息上的像素点个数值，B为所述处理器中图像参数信息的像素点个数值，b为所述感光器参数信息中的像素点个数值，a为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数；基于公式D=F*E/( a*l )计算获得D值，其中，D为所述物体至镜头之间的距离，F为所述焦距，E为所述物体的某一特征确定长度，a 为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数， l为所述感光器上像素点之间距离。

优选的，当所述物体的某一特征确定长度E，具体为人双眼间距，E取值为65mm，其中，D为所述人至镜头之间的距离。

另一方面，本申请实施例中还提供了一种利用摄像头测距的装置，所述摄像头包括镜头和感光器及处理器，其中，所述镜头至所述感光器表面距离为焦距，所述处理器，用于通过摄像头获取物体的某一特征在所述处理器中存储的图像信息；计算模块，与所述处理器连接，用于接收所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

优选的，上述装置还包括控制模块，与所述计算模块连接，用于接收所述物体至镜头之间的距离，并依据所述距离信息输出控制信息。

优选的，所述处理器具体还用于通过摄像头获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

优选的，所述计算模块具体用于，基于公式A/B=a/b计算获得a值，其中，A为某一特征在存储的图像信息上的像素点个数值，B为所述处理器中图像参数信息的像素点个数值，b为所述感光器参数信息中的像素点个数值，a为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数；基于公式D=F*E/( a*l )计算获得D值，其中，D为所述物体至镜头之间的距离，F为所述焦距，E为所述物体的某一特征确定长度，a 为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数， l为所述感光器上像素点之间距离。

优选的，上述计算模块用于，当所述公式D=F*E/( a*l )中E值具体为人双眼间距，E取值为65mm，其中，D为所述人至镜头之间的距离。

再一方面，本申请实施例中还提供了一种电视机，所述电视机包括：机壳、供电模块、显示屏、机芯板及上述任一所述装置；所述装置中的控制模块与所述机芯板连接，根据所述控制模块输出控制信息控制所述机芯板的信息处理电路。

优选的，所述控制所述机芯板的信息处理电路，用于在所述显示屏上输出提示信息。

优选的，所述控制所述机芯板的信息处理电路，还用于调整所述显示屏上显示图像显示参数。

优选的，所述显示图像显示参数，具体为：图像亮度和/或对比度和/或彩色饱和度。

优选的，所述电视机为裸眼3D电视，所述显示图像显示参数包括显示3D图像的空间成像位置的参数信息。

优选的，所述电视机还包括调整装置，与所述信息处理电路连接，用于根据所述信息处理电路输出信号调整电视位置和/或方向。

通过本申请实施例中的一个或多个实施例中的技术方案，至少可以获得如下技术效果：

第一，与现有技术相比，通过将单摄像头测距技术在同一位置上一次成像技术，利用了物体上某一特征在摄像头的处理器中存储的图像信息，并结合物体某一特征可以确定的长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取了所述物体至镜头之间的距离，解决了现有技术中双摄像头和单摄像头在不同位置上测距技术的系统设计复杂，不适用于家庭电器的技术问题，达到了测距系统设计简易，操作方法的技术效果。

第二，此外，本申请中还提供一种电视机，在电视机上设置有控制装置，可根据获得的测距信息来控制所述控制装置，可实现电视机更加智能目的。

附图说明

图1本申请实施例一中的一种利用摄像头测距方法流程图；

图2本申请实施例一中的计算公式的示意图；

图3本申请实施例二中一种利用摄像头测距装置框架图；

图4本申请实施例三中一种电视的框架图；

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请提出的摄像头测距的方法、装置及电视机的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

有关本申请的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所列附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

将单摄像头测距技术在同一位置上一次成像技术，利用了物体上某一特征在摄像头上感光器上成像并存储在处理器中的图像信息，图像信号是以像素点组成，这样，图像信息总体像素点、某一特征在图像信息中像素点及像素点之间距离在处理器中可读取的，并结合物体某一特征可以确定的已知长度、已知的焦距、已知的感光器参数信息中像素参数及在所述处理器中成像参数信息，利用上述参数的比例关系可获取了所述物体至镜头之间的距离。

为了使本发明所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本发明，下面结合附图，通过具体实施例对本申请实施例中的技术方案作详细描述。

实施例一：

本实施例中提供一种利用摄像头测距的方法，所述摄像头包括镜头和感光器及处理器，其中，所述镜头至所述感光器表面距离为焦距，应用于一电子设备上，在实际中，所述电子设备可以为电视，计算机、其他家用电器等。

下面，结合图1，对本申请实施例一中的一种利用摄像头测距的方法的具体实现过程，进行详细的描述，包括如下步骤：

步骤S11：利用镜头和感光器获取物体的某一特征在所述处理器中存储的图像信息；

进一步的，可以是利用镜头和感光器获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

实际上，摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。模拟摄像头是将采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，将其储存。模拟摄像头捕捉到的视频信号需要经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可存储。数字摄像头则直接捕捉影像，进行存储。摄像头的工作原理大致为：物体通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到感光器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再将数字图像信号送入到上述处理器(DSP)中加工处理，然后，通过数据接口传输到电子设备。

其中，通过在上述处理器上数字图像信号信息可以获取物体的某一具体特征的信息，比如：长度信息，长度信息可以通过像素点个数来计数的。

此外，从上述处理器上数字图像信号信息也可以获取图像处理能力信息，比如：整个图像信息分辨率，从图像信息分辨率中可得到图像像素点个数。

步骤S12：根据所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

实际上，获取上述信息，可以通过信息数据相似三角形比例关系和成像比例原理获得上述物体至镜头的距离信息。

其中，根据成像原理可知，在摄像头的感光器上成像与获取并存储在处理器上图像数字信息的成比例的，由于物体在图像信息中所占比例与物体在感光器上成像所占比例相同，由于物体在图像信息上参数可从处理器中获取，图像信息和感光器参数已知，因此，可得到物体在感光器上信息。

根据成像三角形相似关系中比例关系，焦距作为摄像头的硬件参数为已知参数，上述已获取物体在感光器上信息，若确定物体实际上某一特征参数是固定值，可获取物体到镜头的距离。比如：物体为确定的人，可以提取人某些共同特征，普通人的双眼、鼻子、耳朵、眉毛、嘴巴等特征确定在一定范围，偏差相对较小的值。

进一步的，所述在处理器中相应图像参数信息，具体包括在所述处理器中图像参数信息的图像像素点个数值。

进一步的，所述感光器参数信息，具体包括所述感光器上像素点个数值及相邻像素点之间距离。

实际上，在成像过程中，图像是由像素点累积而成的，因此，计量图像中长度值通常取像素点个数乘以像素点之间距离。

更进一步的，所述步骤根据所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离，具体包括：

基于公式A/B=a/b获得a值，其中，A为某一特征在存储的图像信息上的像素点个数值，B为在所述处理器中图像参数信息的图像像素点个数值，b为所述感光器上像素点个数值，a为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数，由于物体在感光器上的成像与处理器中存储的图像信息的比例关系相同，可以获得物体在某一特征在上述感光器上像素点个数。

结合图2，基于成像原理的相似三角关系可得知，基于相似三角形关系公式D=F*E/( a*l )获取值，其中，D为所述物体至镜头之间的距离，F为所述焦距，E为所述物体的某一特征确定长度，a 为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数， l为所述感光器上相邻像素点之间距离。

其中，上述焦距F可以从摄像头设备参数中获取，并预置于存储器中，上述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数a已基于公式A/B=a/b获得，上述感光器上相邻像素点之间距离l则为摄像头的感光器设备参数值，并预置于存储器中，当上述物体的某一特征确定长度E取一固定值预置于存储器中，则可以基于公式D=F*E/( a*l )获取上述物体至镜头之间的距离D。

较佳的，当该方法具体应用与测量人物时，则可以确定人双眼间距，E取值为65mm，还可以确定人眼到嘴的距离等。

实施例二：

本实施例中提供一种利用摄像头测距的装置，如图3示，所述摄像头10包括镜头11和感光器12及处理器13，其中，所述镜头11至所述感光器12表面距离为焦距，所述装置包括：

所述处理器13，用于通过镜头11和感光器12获取物体的某一特征并存储的图像信息；

计算模块20，与所述处理器13连接，用于接收所述某一特征在所述处理器13中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

进一步的，上述的一种显示图像的装置的所述处理器13具体还用于：

通过镜头11和感光器12获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

进一步的，上述的一种显示图像的装置的所述计算模块20具体用于：

基于公式A/B=a/b计算获得a值，其中，A为某一特征在存储的图像信息上的像素点个数值，B为所述处理器13中图像参数信息的像素点个数值，b为所述感光器12参数信息中的像素点个数值，a为所述物体的某一特征在所述感光器12上像素点个数；

基于公式D=F*E/( a*l )计算获得D值，其中，D为所述物体至镜头11之间的距离，F为所述焦距，E为所述物体的某一特征确定长度，a 为所述物体的某一特征在所述感光器12上像素点个数，l为所述感光器12上像素点之间距离。

更进一步的，当上述装置具体应用与测量人物时，所述公式D=F*E/( a*l )中 E值则具体为人双眼间距，E取值为65mm。

进一步的，再参照图3，上述任一种所述装置，还可包括：

控制模块21，与所述计算模块20连接，用于接收所述物体至镜头之间的距离，并依据所述距离信息输出控制信息。

实际上，上述装置较多地应用于智能家电产品中，具体利用采集到的距离信息，反馈控制达到一种智能控制的目的。

实施例三：

本实施例中提供一种电视机，如图4示，所述电视机30包括：机壳31、供电模块33、显示屏32、机芯板34及实施例二中的任一测距装置40；其中，供电模块33为所述显示屏32及所述机芯板34提供电源。

所述任一测距装置40与实施例二中测距装置相同，在此不再赘述。其中，如图3示，所述测距装置40包括控制模块21，所述控制模块21与所述计算模块20连接，用于接收所述物体至镜头之间的距离，并依据所述距离信息输出控制信息。

进一步的，所述装置中的控制模块21与所述机芯板34连接，根据所述控制模块21输出控制信息控制所述机芯板34的信息处理电路。其中，信息处理电路根据控制信息在上述显示屏32上输出提示信息。比如：当物体到镜头距离小于某一预设的门限值，在显示屏32上提示“请注意保持观看距离”等，可以较好提醒用户合适观看距离，符合一种新型智能电视的发展趋势的需要。

实施例四：

所述任一测距装置40与实施例二中测距装置相同，在此不再赘述。其中，如图3示，所述测距装置40包括控制模块21，所述控制模块21与所述计算模块20连接，用于调整所述显示屏上显示图像显示参数。

其中，根据测距信息输出控制信息，通过机芯板33上的信息处理电路调整输出图像亮度、对比度或彩色饱和度，及三者任意组合数据。比如：可预设顶一门限值，当观看者的距离低于门限值时，自动调整图像状态，将亮度、对比度、彩色饱和度调整某一预设的数值，可更好保护观看的眼睛。

实施例五：

所述任一测距装置40与实施例二中测距装置相同，在此不再赘述。其中，如图3示，所述测距装置40包括控制模块21，所述控制模块21与所述计算模块20连接。

其中，所述电视机30为一种裸眼3D电视，根据测距信息输出控制信息，通过机芯板33上的信息处理电路调整所述显示裸眼3D图像显示参数，所述参数可以是显示3D图像的空间成像位置的参数信息。

实际上，裸眼3D电视是通过控制左右眼看到不同的图像，然后利用人眼的视觉成像原理，形成的3D纵深效果，裸眼3D受视角影响非常明显，这样，在不同距离和角度下观看3D效果完全不同，因此，需要适时判断观看者的方位，根据方位调整显示3D信号，达到观看者观看到一种最佳的3D视觉效果目的。

实施例六：

其中，所述电视机30还包括调整装置，与所述信息处理电路连接，根据测距信息输出控制信息，通过机芯板33上的信息处理电路调整电视位置和/或方向。

实际上，现在智能电视发展，在电视出现了配备有角度和距离可调电视技术，但是，如果在可以根据本发明的技术，自动检测观看者的距离，然后，根据距离适时调整电视角度和距离，使观看者可以得到较佳观看效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种利用摄像头测距的方法，所述摄像头包括镜头和感光器及处理器，其中，所述镜头至所述感光器表面距离为焦距，应用于一电子设备上，其特征在于，

利用镜头和感光器获取物体的某一特征在所述处理器中存储的图像信息；

根据所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤利用镜头和感光器获取物体的某一特征在所述处理器中存储的图像信息，具体为：

利用镜头和感光器获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在处理器中相应图像参数信息，具体包括在所述处理器中图像参数信息的图像像素点个数值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述感光器参数信息，具体包括所述感光器上像素点个数值及相邻像素点之间距离。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤根据所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离，具体包括：

基于公式A/B=a/b计算获得a值，其中，A为某一特征在存储的图像信息上的像素点个数值，B为所述处理器中图像参数信息的像素点个数值，b为所述感光器参数信息中的像素点个数值，a为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数；

基于公式D=F*E/( a*l )计算获得D值，其中，D为所述物体至镜头之间的距离，F为所述焦距，E为所述物体的某一特征确定长度，a 为所述物体的某一特征在所述感光器上像素点个数， l为所述感光器上像素点之间距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述物体的某一特征确定长度E，具体为人双眼间距，E取值为65mm，其中，D为所述人至镜头之间的距离。

7.一种利用摄像头测距的装置，所述摄像头包括镜头和感光器及处理器，其中，所述镜头至所述感光器表面距离为焦距，其特征在于，

所述处理器，用于通过镜头和感光器获取物体的某一特征存储的图像信息；

计算模块，与所述处理器连接，用于接收所述某一特征在所述处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征确定长度、所述焦距、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，获取所述物体至镜头之间的距离。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器具体还用于：

通过镜头和感光器获取物体的某一特征在存储的图像信息中像素点个数值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述公式D=F*E/( a*l )中E值具体为人双眼间距，E取值为65mm，其中，D为所述人至镜头之间的距离。

11.根据权利要求7-10任一所述的装置，其特征在于，还包括：

控制模块，与所述计算模块连接，用于接收所述物体至镜头之间的距离，并依据所述距离信息输出控制信息。

12.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括：机壳、供电模块、显示屏、机芯板及权利要求11中任一所述装置；

所述装置中的控制模块与所述机芯板连接，根据所述控制模块输出控制信息控制所述机芯板的信息处理电路。

13.根据权利要求12所述的电视机，其特征在于，所述控制所述机芯板的信息处理电路，用于在所述显示屏上输出提示信息。

14.根据权利要求12所述的电视机，其特征在于，所述控制所述机芯板的信息处理电路，用于调整所述显示屏上显示图像显示参数。

15.根据权利要求14所述的电视机，其特征在于，所述显示图像显示参数，具体为：图像亮度和/或对比度和/或彩色饱和度。

16.根据权利要求14所述的电视机，其特征在于，所述电视机为裸眼3D电视，所述显示图像显示参数包括显示3D图像的空间成像位置的参数信息。

17.根据权利要求12所述的电视机，其特征在于，所述电视机还包括调整装置，与所述信息处理电路连接，用于根据所述信息处理电路输出信号调整电视位置和/或方向。