专利名称：基于图像的自动调节视距的装置及三维摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三维显示技术领域，特别是涉及一种基于图像的自动调节视距的装置以及基于图像的自动调节视距的三维摄像机。
技术背景 随着三维(3D)显示技术的发展，如何解决三维视频源的问题显得极为重要。一般的二维信号只需要一个摄像头摄入就可以了，而三维视频源则需要两个摄像头。这两个摄像头分别模拟人的两只眼睛，然后把两个摄像头的视频图像通过电子技术合成标准的3D格式视频图像输出，所以合成视频图像视距的水平位置、垂直位置都要符合人眼特性。如果合成视频图像的视距违背了人眼特性，则合成的三维视频信号会使人看起来有眩晕的感觉，极不舒服。而对于在各种设备如手机上应用的双摄像模组来说，由于生产工艺的原因，很难保证两个摄像头的摄入图像视距在符合人眼特性的水平位置和垂直位置，需要对摄像头摄入图像视距进行调节。传统的机械手动式调节不仅费时多而且精准度不高。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于图像的自动调节视距的装置以及基于图像的自动调节视距的三维摄像机，能够实现视距的自动调节，不仅速度快而且精度高。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种基于图像的自动调节视距的装置，所述装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口 ；所述数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口依次顺序连接。其中，所述装置还包括第一像素时钟计数器，所述第一像素时钟计数器分别连接所述数据输入接口和所述计算器。其中，所述调整器包括随机存储器和第二像素时钟计数器，所述随机存储器包括随机存储器输入接口和随机存储器输出接口，所述随机存储器输入接口连接所述数据输入接口，所述随机存储器输出接口分别连接所述第二像素时钟计数器和所述数据输出接口。为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种基于图像的自动调节视距的三维摄像机，所述摄像机包括摄像头和自动视距调节装置；所述自动视距调节装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口，所述数据输入接口、计算器、比较器以及调整器依次顺序连接，所述数据输入接口和调整器分别连接所述摄像头。其中，所述自动视距调节装置还包括像素时钟计数器，所述像素时钟计数器分别连接所述数据输入接口和所述计算器。本实用新型的有益效果是区别于现有技术的情况，本实用新型基于图像的自动调节视距的装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口，数据输入接口可以输入标准图像与待调整图像的原始数据，通过计算器和比较器可以得到水平或/和垂直方向的调节距离，经过调整器的调整后，数据输出接口自动输出已经调整过的调整图像，取代人工调节，可以低成本地实现自动调节，不仅速度快而且精度高。
图I是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置一实施例的结构示意图；图2是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置另一实施例的结构示意图；图3是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置又一实施例的结构示意图；图4是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置又一实施例的结构示意图；图5是本实用新型基于图像的自动调节视距的三维摄像机一实施例的结构示意图；图6是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置实施例的方法流程图；图7是图6中的标准图像Al的示意图；图8是图6中的待调整图像BI的不意图；图9是图6中的标准图像Al和待调整图像BI的灰度累加结果P在黑线附近的分布示意图；图10是图6中的标准图像Al和待调整图像BI的灰度累加结果Q在黑线附近的分布示意图；图11是本实用新型基于图像的自动调节视距的三维摄像机一实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。参阅图1，图I是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置一实施例的结构示意图，所述装置包括数据输入接口 11、计算器12、比较器13、调整器14以及数据输出接口15;所述数据输入接口 11、计算器12、比较器13、调整器14以及数据输出接口 15依次顺序连接。数据输入接口 11主要用于输入标准图像和待调整图像的原始图像数据。计算器12主要用于根据标准图像和待调整图像中对应同一物体影像的各自位置，对数据输入接口 11输入的原始图像数据进行计算。比较器13主要用于根据计算器12的计算结果，通过与标准图像的比较，得到待调整图像与标准图像在水平位置之间的第一差值和待调整图像与标准图像在垂直位置之间的第二差值。调整器14主要用于根据比较器13得到的差值，首先判断是否需要对第一差值、第二差值进行处理，依据判断结果，根据第一差值对待调整图像的原始图像进行水平位置的调整，或/和根据第二差值，对待调整图像的原始图像进行垂直位置的调整。数据输出接口 15主要用于输出调整器14已进行水平位置的调整或/和进行垂直位置的调整后的调整的图像。本实用新型基于图像的自动调节视距的装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口，数据输入接口可以输入标准图像与待调整图像的原始数据，通过计算器和比较器可以得到水平或/和垂直方向的调节距离，经过调整器的调整后，数据输出接口自动输出已经调整过的调整图像，取代人工调节，可以低成本地实现自动调节，不仅速度快而且精度高。参阅图2，图2是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置另一实施例的结构示意图，所述装置包括数据输入接口 21、计算器22、比较器23、调整器24以及数据输出接口25，所述数据输入接口 21、计算器22、比较器23、调整器24以及数据输出接口 25依次顺序连接，所述装置还包括第一像素时钟计数器26，第一像素时钟计数器26分别连接数据输入接口 21和计算器22。通过第一像素时钟计数器，可以控制图像的宽度范围，实现计算器的准确计算。参阅图3，图3是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置又一实施例的结构示意图，所述装置包括数据输入接口 31、计算器32、比较器33、调整器34以及数据输出接口 35，所述数据输入接口 31、计算器32、比较器33、调整器34以及数据输出接口 35依次顺序连接。 其中，调整器34包括随机存储器341和第二像素时钟计数器342，随机存储器341包括随机存储器输入接口 3411和随机存储器输出接口 3412，随机存储器输入接口 3411分别连接数据输入接口 31和比较器33，随机存储器输出接口 3412分别连接第二像素时钟计数器342和数据输出接口 31。通过随机存储器和第二像素时钟计数器，可以实现将图像调整为符合人眼特性的图像。参阅图4，图4是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置又一实施例的结构示意图，所述装置包括数据输入接口 41、计算器42、比较器43、调整器44以及数据输出接口 45，所述数据输入接口 41、计算器42、比较器43、调整器44以及数据输出接口 45依次顺序连接。所述装置还包括第一像素时钟计数器46，第一像素时钟计数器46分别连接数据输入接口 41和计算器42。其中，调整器44包括随机存储器441和第二像素时钟计数器442，随机存储器441包括随机存储器输入接口 4411和随机存储器输出接口 4412，随机存储器输入接口 4411分别连接数据输入接口 41和比较器43，随机存储器输出接口 4412分别连接第二像素时钟计数器442和数据输出接口 41。本实用新型基于图像的自动调节视距的装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口，数据输入接口可以输入标准图像与待调整图像的原始数据，通过计算器和比较器可以得到水平或/和垂直方向的调节距离，经过调整器的调整后，数据输出接口自动输出已经调整过的调整图像，取代人工调节，可以低成本地实现自动调节，不仅速度快而且精度高。本实用新型还提供一种基于图像的自动调节视距的三维摄像机，请参阅图5，所述摄像机包括摄像头51和自动视距调节装置52。所述自动视距调节装置52包括数据输入接口 521、计算器522、比较器523以及调整器524，所述数据输入接口 521、计算器522、比较器523以及调整器524依次顺序连接，所述数据输入接口 521和调整器524分别连接所述摄像头51。[0041]所述自动视距调节装置52还包括像素时钟计数器525，所述像素时钟计数器525分别连接所述数据输入接口 521和所述计算器522。对于三维摄像机上应用的双摄像模组来说，可以对两个摄像头的摄入图像视距进行调节，进而可以拍摄得到符合人眼特性的三维图像，使得观众看得舒服。下面举例说明本实用新型装置的工作原理与方法流程。参阅图6，图6是本实用新型基于图像的自动调节视距的装置实施例的方法流程图，包括步骤SlOl :输入标准图像和待调整图像的原始图像数据；如图7和图8所示，把两个摄像设备比如摄像头固定在一定的位置，同时对准同一个校对图像，使它们分别成像为图7的标准图像Al、图8的待调整图像BI，标准图像Al和待调整图像BI —样，背景都是白色的，图像中间有一条黑色的横线和一条黑色的竖线。如 果两个摄像头在同一个水平面，则两条黑色的横线在标准图像Al和待调整图像BI的垂直位置应该一样，否则标准图像Al和待调整图像BI在垂直位置的差值则为需要调整的垂直偏差Δ Y。输入标准图像和待调整图像的原始图像数据，其中，这一步骤具体包括输入标准图像和待调整图像基于YCbCr色域空间的原始图像数据。如图7和图8所示，为了找出黑色的横线的位置，根据图像的特殊性，需要找出黑色和白色的最大区别在哪里。图像的像素表示方法有很多种，例如RGB、YCbCr、…等，由于用YCbCr表示的像素，黑色和白色的Y值相差很大，所以选择用YCbCr色域空间来表示图像的像素。步骤S 102 :定义所述标准图像Al和待调整图像BI中对应同一物体影像的位置的中心点的坐标为第η行第m列，所述标准图像Al和待调整图像BI的横线宽度在第η减d (n-d)行至第η加d (n+d)行的范围内，竖线宽度在第m减I (m_l)列至第m加I (m+1)列的范围内，所述标准图像Al和待调整图像BI的行总宽度为Hniax，列总宽度为Zniax，其中，d、l、m以及η是自然数；步骤S103 :根据所述标准图像和待调整图像中对应同一物体影像的各自位置，对所述原始图像数据处理，以计算出所述待调整图像与标准图像在水平位置之间的第一差值和待调整图像与标准图像在垂直位置之间的第二差值；根据标准图像和待调整图像中对应同一物体影像的各自位置，以标准图像为参照，比较待调整图像与标准图像在水平位置之间的偏差和待调整图像与标准图像在垂直位置之间的偏差，计算出待调整图像与标准图像在水平位置之间的第一差值和待调整图像与标准图像在垂直位置之间的第二差值。其中，计算待调整图像与标准图像在水平位置之间的第一差值的步骤包括步骤S103a、步骤S103b以及步骤S103c，计算待调整图像与标准图像在垂直位置之间的第二差值的步骤包括步骤S103a’、步骤S103b’以及步骤S103c’。需要说明的是，计算待调整图像与标准图像在水平位置之间的第一差值的步骤与计算待调整图像与标准图像在垂直位置之间的第二差值的步骤没有先后顺序，可以并行进行。步骤S103a 以列为单位，分别将所述标准图像Al和待调整图像BI的第m_l列的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第m-ι列的累加结果Pnri (Al)和Pnri (BI)，将所述标准图像Al和待调整图像BI的第m-1+l列的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第m-1+1列的累加结果Pni-L1 (Al)和Pni-L1 (BI),…，将所述标准图像Al和待调整图像BI的第m+1列的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第m+1列的累加结果Pm+1 (Al)和Pm+1 (BI)，其
ZmgxZmax
中，Uw-O…、UUm+1、·’
Z=QZ=OZ=O以图7和图8为例进行说明，对每列的所有像素的灰度数据Y值进行累加，并标记为累加结果P，由于整幅图像只有中间几行才会有黑的竖线，所以每列的累加结果P达到一个标准值范围Si时，认为就是黑线区域。考虑到每次成像黑线的宽度(即行数)不一样，同次的标准图像Al和待调整图像BI的宽度也会不一样，并且也不一定都是水平的。但是它们有一个共同的特点，就是累加结果P在达到范围SI时的变化趋势是一致的，为了更好的体现标准图像Al和待调整图像BI的灰度累加结果P在黑线附近的分布，现将标准图像Al·和待调整图像BI的灰度累加结果P在黑线附近的分布画在一幅图中，即如图9所示，标准图像Al和待调整图像BI的灰度累加结果P在黑线附近的分布分别为41和42，图中的横轴代表列数，纵轴代表Σ Y的变化。从图9中可以明显看出，只要找到标准图像Al和待调整图像BI的第一个谷底的位置m-1+a和m-1+b，它们之间的差值也就是我们要找的Λ X =b-a，而这个谷底也就是图像灰度累加结果P出现由低变高的最小值相对应的列数。步骤S103b :根据所述标准图像Al和待调整图像BI第m-l、m-l+l、*“、m+l列的所有像素的灰度数据累加结果，查找到所述标准图像Al的第m-1+a列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+a (Al)和待调整图像BI的第m-1+b列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+b(BI)，使得所述标准图像Al的第m-1+a列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+a (Al)和待调整图像BI的第m-1+b列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+b (BI)满足第一关系式，其中a和b是自然数；步骤S103b是要找到图9中两幅图像Al和BI的第一个谷底的位置m-1+a和m-1+b,使得标准图像Al的第m-1+a列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+a(Al)和待调整图像BI的第m-1+b列的所有像素的灰度数据累加结果Pm_1+b (BI)满足第一关系式，其中，第一关系式是
Ρη! ΛΛ\) = MINiPm AAV), ,U 叫、、…/:山(即4，其中，S1 Pn]!h{B\) = MIN[Pii:i(B\), 即，、…K·，
是达到黑线区域的第一标准值。步骤S103c :根据已找到的所述标准图像Al的第m-1+a列和待调整图像BI的第m-1+b列，计算出待调整图像与所述标准图像在水平位置之间的第一差值AXjp ΛΧ =b_a0步骤S103a’ 以行为单位，分别将所述标准图像Al和待调整图像BI的第n_d行的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第n-d行的累加结果Qn_d (Al)和Qn_d (BI)，将所述标准图像Al和待调整图像BI的第η-d+l行的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第n-d+1列的累加结果Qn_d+1 (Al)和Qn_d+1 (BI),…，将所述标准图像Al和待调整图像BI的第n+d行的所有像素的灰度数据Y进行累加，得到第n+d行的累加结果Qn+d (Al)和Qn+d (BI)，其
丑max
H=O[0060]
权利要求1.一种基于图像的自动调节视距的装置，其特征在于 所述装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口 ； 所述数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口依次顺序连接。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一像素时钟计数器，所述第一像素时钟计数器分别连接所述数据输入接口和所述计算器。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述调整器包括随机存储器和第二像素时钟计数器，所述随机存储器包括随机存储器输入接口和随机存储器输出接口，所述随机存储器输入接口分别连接所述数据输入接口和比较器，所述随机存储器输出接口分别连接所述第二像素时钟计数器和所述数据输出接口。
4.一种基于图像的自动调节视距的三维摄像机，其特征在于 所述摄像机包括摄像头和自动视距调节装置； 所述自动视距调节装置包括数据输入接口、计算器、比较器以及调整器，所述数据输入接口、计算器、比较器以及调整器依次顺序连接，所述数据输入接口和调整器分别连接所述摄像头。
5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述自动视距调节装置还包括像素时钟计数器，所述像素时钟计数器分别连接所述数据输入接口和所述计算器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于图像的自动调节视距的装置及三维摄像机，所述装置包括数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口；所述数据输入接口、计算器、比较器、调整器以及数据输出接口依次顺序连接。通过上述方式，本实用新型能够实现视距的自动调节，不仅速度快而且精度高。
文档编号G03B35/08GK202750184SQ20122031859
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者刘美鸿 申请人:深圳市亿思达显示科技有限公司