CN107340074A - 一种图像捕获分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像捕获分析方法，该方法包括：提供并使用多传感器图像捕获分析平台，分析平台包括：温度传感器，设置在平板电脑上且远离平板电脑的发热元件，包括PT100温度敏感电阻器，用于确定附近温度是否接近人体温度，以相应地发出接近人体温度信号或远离人体温度信号；复合型成像设备，设置在平板电脑上，包括滤光片、镜头、镜头支架、多个透镜和多个CMOS传感器，用于对平板电脑所处环境进行成像处理，多个透镜和多个CMOS传感器的数量相同，每一个CMOS传感器对应一个透镜，用于对来自对应透镜的透射光进行光电转换以获得高清透射图像。

Description

一种图像捕获分析方法

技术领域

本发明涉及图像采集领域，尤其涉及一种图像捕获分析方法。

背景技术

平板电脑也叫便携式电脑(英文：Tablet Personal Computer，简称Tablet PC、Flat Pc、Tablet、Slates)，是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。它拥有的触摸屏(也称为数位板技术)允许用户通过触控笔或数字笔来进行作业而不是传统的键盘或鼠标。用户可以通过内建的手写识别、屏幕上的软键盘、语音识别或者一个真正的键盘(如果该机型配备的话)实现输入。

平板电脑由比尔·盖茨提出，应支持来自X86(Intel、AMD)和ARM的芯片架构，平板电脑分为ARM架构(代表产品为ipad和安卓平板电脑)与X86架构(代表产品为Surface Pro)后者X86架构平板电脑一般采用intel处理器及Windows操作系统，具有完整的电脑及平板功能，支持exe程序。平板电脑的发展伴随着通信技术大发展日新月异，作为一项新兴技术，CDMA、CDMA2000正迅速风靡全球并已占据18％的无线市场。截止2012年，全球CDMA2000用户已超过2.56亿，遍布70个国家的156家运营商已经商用3G CDMA业务。从微软提出的平板电脑概念产品上看，平板电脑就是一款无须翻盖、没有键盘、小到放入女士手袋，但是却功能完整的PC。

平板电脑的小型化导致其容易被携带在用户的口袋中进行方便使用，然而这也带来一个弊端，容易导致用户漏接某些重要的电话或重要的信息，为此，需要对口袋环境进行准确鉴别，然而，口袋环境下昏暗的光线很难进行基于图像处理的环境识别。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种图像捕获分析方法，引入了多个有针对性的图像采集设备和图像处理设备以实现在昏暗光线下对用户口袋环境的准确识别，同时还引入了温度传感器，用于确定平板电脑是否接近人体温度，并在接收到接近人体温度信号时，启动成像用的复合型成像设备，并在接收到来自数据提取设备的口袋携带环境信号时，控制平板电脑以提高平板电脑的信息通知声音。

根据本发明的一方面，提供了一种图像捕获分析方法，该方法包括：

1)提供一种多传感器图像捕获分析平台，包括：

温度传感器，设置在平板电脑上且远离平板电脑的发热元件，包括PT100温度敏感电阻器，用于确定附近温度是否接近人体温度，以相应地发出接近人体温度信号或远离人体温度信号；

复合型成像设备，设置在平板电脑上，包括滤光片、镜头、镜头支架、多个透镜和多个CMOS传感器，用于对平板电脑所处环境进行成像处理，多个透镜和多个CMOS传感器的数量相同，每一个CMOS传感器对应一个透镜，用于对来自对应透镜的透射光进行光电转换以获得高清透射图像；

数据提取设备，与所述复合型成像设备连接，用于接收多个CMOS传感器输出的多个高清透射图像，确定每一个高清透射图像的中心点以及确定每一个高清透射图像的景深，并平均各个高清透射图像的景深以获得现场景深；

数据复合设备，与所述数据提取设备连接，用于以每一个高清透射图像的中心点为中心，以所述现场景深为半径获取正方形子图像，并按照多个透镜的排列顺序将对应的多个高清透射图像进行衔接以获得现场高清图像；

梯度提取设备，与数据复合设备连接，用于接收现场高清图像，对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为梯度，其中，现场高清图像的最后一行的每一个像素的梯度直接取用上一行的同列像素的梯度，现场高清图像的最后一列的每一个像素的梯度直接取用上一列的同行像素的梯度；

梯度处理设备，与所述梯度提取设备连接，用于对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其梯度与预设梯度阈值进行比较，对于梯度大于等于预设梯度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对梯度小于预设梯度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，现场高清图像中的所有像素的处理后的像素值形成现场高清图像对应的梯度处理图像；

数据提取设备，用于对梯度处理图像进行图像数据提取，以确定平板电脑的所处于的环境类型，以发出室内环境信号、室外环境信号、口袋携带环境信号或黑暗环境信号，平板电脑的所处于的环境类型包括室内环境、室外环境、口袋携带环境和黑暗环境；

ARM11处理芯片，分别与所述数据提取设备和所述温度传感器连接，用于在接收到接近人体温度信号时，启动所述复合型成像设备，并在接收到来自数据提取设备的口袋携带环境信号时，控制平板电脑以提高平板电脑的信息通知声音；以及

2)运行所述分析平台。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：ARM11处理芯片还用于在接收到远离人体温度信号时，关闭所述复合型成像设备。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：在所述复合型成像设备中，所述滤光片、所述镜头、所述多个透镜和所述多个CMOS传感器都设置在所述镜头支架上。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：所述滤光片设置在所述镜头的前方。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：所述多个透镜设置在所述镜头的前方。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：所述多个CMOS传感器设置在所述多个透镜的前方。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：每一个CMOS传感器面朝对应的透镜被设置在所述复合型成像设备中。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：在所述梯度处理设备中，根据锐化等级确定预设梯度阈值，锐化等级越高，预设梯度阈值越小。

更具体地，在所述多传感器图像捕获分析平台中：在所述梯度处理设备中，还包括内置存储单元，用于存储锐化等级和预设梯度阈值的映射关系。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的多传感器图像捕获分析平台的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的多传感器图像捕获分析平台的温度传感器的结构方框图。

附图标记：1温度传感器；2复合型成像设备；3数据提取设备；4数据复合设备；5梯度提取设备；6梯度处理设备；21PT100温度敏感电阻器；22微控制器

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的多传感器图像捕获分析平台的实施方案进行详细说明。

2010年，苹果iPad在全世界掀起了平板电脑热潮。2010年平板电脑关键词搜索量增长率达到了1328％，平板电脑对传统PC产业，甚至是整个3C产业带来了革命性的影响。同时，随着平板电脑热度的升温，不同行业的厂商，如消费电子、PC、通讯、软件等厂商都纷纷加入到平板电脑产业中来，咨询机构也乐观预测整个平板电脑产业。一时间，从上游到终端，从操作系统到软件应用，一条平板电脑产业生态链俨然形成，平板电脑各产业生态链环节快速发展2010年，中国PC销量达到4858.3万台，相比2009年增长16.1％，其中平板电脑销量为174万台，占比约为3.58％。随着平板电脑的快速发展，平板电脑在PC产业的地位将愈发重要，其在PC产业的占比也必将提升。

从国际市场来看，2017年，预计全球平板电脑市场规模将达到490亿美元。从产业发展阶段来看，在2010年至2012年三年时间里，平板电脑将度过从诞生到成熟前的阶段，整个产业呈现快速上升的发展趋势。在这一时期，产业发展方向、市场规模、行业格局以及消费者需求都不明确，市场机会众多，产业链的每一个环节都将会有新品牌出现。其中，硬件终端设备、服务内容提供和周边配套设备三个环节将更为集中、明显。

平板电脑的便携性也导致了在用户携带下用户难以接听到来电或来消息的声音。为了克服上述不足，本发明搭建了一种图像捕获分析方法，该方法包括：1)提供一种多传感器图像捕获分析平台；和2)运行所述分析平台。

图1为根据本发明实施方案示出的多传感器图像捕获分析平台的结构方框图，所述平台包括：

温度传感器，设置在平板电脑上且远离平板电脑的发热元件，包括PT100温度敏感电阻器，用于确定附近温度是否接近人体温度，以相应地发出接近人体温度信号或远离人体温度信号；

替换地，如图2所示，温度传感器可以包括PT100温度敏感电阻器和微控制器，PT100温度敏感电阻器用于确定附近温度是否接近人体温度，微控制器与PT100温度敏感电阻器连接，用于基于PT100温度敏感电阻器的输出相应地发出接近人体温度信号或远离人体温度信号。

复合型成像设备，设置在平板电脑上，包括滤光片、镜头、镜头支架、多个透镜和多个CMOS传感器，用于对平板电脑所处环境进行成像处理，多个透镜和多个CMOS传感器的数量相同，每一个CMOS传感器对应一个透镜，用于对来自对应透镜的透射光进行光电转换以获得高清透射图像；

数据提取设备，与所述复合型成像设备连接，用于接收多个CMOS传感器输出的多个高清透射图像，确定每一个高清透射图像的中心点以及确定每一个高清透射图像的景深，并平均各个高清透射图像的景深以获得现场景深；

数据复合设备，与所述数据提取设备连接，用于以每一个高清透射图像的中心点为中心，以所述现场景深为半径获取正方形子图像，并按照多个透镜的排列顺序将对应的多个高清透射图像进行衔接以获得现场高清图像；

梯度提取设备，与数据复合设备连接，用于接收现场高清图像，对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为梯度，其中，现场高清图像的最后一行的每一个像素的梯度直接取用上一行的同列像素的梯度，现场高清图像的最后一列的每一个像素的梯度直接取用上一列的同行像素的梯度；

梯度处理设备，与所述梯度提取设备连接，用于对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其梯度与预设梯度阈值进行比较，对于梯度大于等于预设梯度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对梯度小于预设梯度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，现场高清图像中的所有像素的处理后的像素值形成现场高清图像对应的梯度处理图像；

数据提取设备，用于对梯度处理图像进行图像数据提取，以确定平板电脑的所处于的环境类型，以发出室内环境信号、室外环境信号、口袋携带环境信号或黑暗环境信号，平板电脑的所处于的环境类型包括室内环境、室外环境、口袋携带环境和黑暗环境；

ARM11处理芯片，分别与所述数据提取设备和所述温度传感器连接，用于在接收到接近人体温度信号时，启动所述复合型成像设备，并在接收到来自数据提取设备的口袋携带环境信号时，控制平板电脑以提高平板电脑的信息通知声音。

接着，继续对本发明的多传感器图像捕获分析平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述平台中：

ARM11处理芯片还用于在接收到远离人体温度信号时，关闭所述复合型成像设备。

在所述平台中：

在所述复合型成像设备中，所述滤光片、所述镜头、所述多个透镜和所述多个CMOS传感器都设置在所述镜头支架上。

在所述平台中：

所述滤光片设置在所述镜头的前方。

在所述平台中：

所述多个透镜设置在所述镜头的前方。

在所述平台中：

所述多个CMOS传感器设置在所述多个透镜的前方。

在所述平台中：

每一个CMOS传感器面朝对应的透镜被设置在所述复合型成像设备中。

在所述平台中：

在所述梯度处理设备中，根据锐化等级确定预设梯度阈值，锐化等级越高，预设梯度阈值越小。

以及在所述平台中：

在所述梯度处理设备中，还包括内置存储单元，用于存储锐化等级和预设梯度阈值的映射关系。

另外，CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的多传感器图像捕获分析平台，针对现有技术中平板电脑无法实现口袋环境检测的技术问题，通过引入温度传感器、复合型成像设备、数据提取设备、数据复合设备、梯度提取设备、梯度处理设备等有针对性的图像采集设备或图像处理设备获取适合环境检测的图像数据，从而为平板电脑口袋环境检测以及平板电脑音量控制提供了更有价值的参考数据。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种图像捕获分析方法，该方法包括：

1)提供一种多传感器图像捕获分析平台，包括：

温度传感器，设置在平板电脑上且远离平板电脑的发热元件，包括PT100温度敏感电阻器，用于确定附近温度是否接近人体温度，以相应地发出接近人体温度信号或远离人体温度信号；

复合型成像设备，设置在平板电脑上，包括滤光片、镜头、镜头支架、多个透镜和多个CMOS传感器，用于对平板电脑所处环境进行成像处理，多个透镜和多个CMOS传感器的数量相同，每一个CMOS传感器对应一个透镜，用于对来自对应透镜的透射光进行光电转换以获得高清透射图像；

数据提取设备，与所述复合型成像设备连接，用于接收多个CMOS传感器输出的多个高清透射图像，确定每一个高清透射图像的中心点以及确定每一个高清透射图像的景深，并平均各个高清透射图像的景深以获得现场景深；

数据复合设备，与所述数据提取设备连接，用于以每一个高清透射图像的中心点为中心，以所述现场景深为半径获取正方形子图像，并按照多个透镜的排列顺序将对应的多个高清透射图像进行衔接以获得现场高清图像；

梯度提取设备，与数据复合设备连接，用于接收现场高清图像，对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为梯度，其中，现场高清图像的最后一行的每一个像素的梯度直接取用上一行的同列像素的梯度，现场高清图像的最后一列的每一个像素的梯度直接取用上一列的同行像素的梯度；

梯度处理设备，与所述梯度提取设备连接，用于对于现场高清图像中的每一个像素的像素值，将其梯度与预设梯度阈值进行比较，对于梯度大于等于预设梯度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对梯度小于预设梯度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，现场高清图像中的所有像素的处理后的像素值形成现场高清图像对应的梯度处理图像；

数据提取设备，用于对梯度处理图像进行图像数据提取，以确定平板电脑的所处于的环境类型，以发出室内环境信号、室外环境信号、口袋携带环境信号或黑暗环境信号，平板电脑的所处于的环境类型包括室内环境、室外环境、口袋携带环境和黑暗环境；

ARM11处理芯片，分别与所述数据提取设备和所述温度传感器连接，用于在接收到接近人体温度信号时，启动所述复合型成像设备，并在接收到来自数据提取设备的口袋携带环境信号时，控制平板电脑以提高平板电脑的信息通知声音；以及

2)运行所述分析平台。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

ARM11处理芯片还用于在接收到远离人体温度信号时，关闭所述复合型成像设备。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

在所述复合型成像设备中，所述滤光片、所述镜头、所述多个透镜和所述多个CMOS传感器都设置在所述镜头支架上。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述滤光片设置在所述镜头的前方。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述多个透镜设置在所述镜头的前方。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述多个CMOS传感器设置在所述多个透镜的前方。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

每一个CMOS传感器面朝对应的透镜被设置在所述复合型成像设备中。

8.如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于：

在所述梯度处理设备中，根据锐化等级确定预设梯度阈值，锐化等级越高，预设梯度阈值越小。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

在所述梯度处理设备中，还包括内置存储单元，用于存储锐化等级和预设梯度阈值的映射关系。