专利名称：便携式电子助视器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子助视器，是一种借光学、电子学相结合的作用改善低视力患者和老年人阅读、活动能力的电子放大设备。
背景技术：
低视力人群，尤其是弱视和老花眼等患者在阅读书籍、报纸等普通印刷品的时候存在着各种程度的障碍，而传统的放大镜、老花镜等产品存在放大倍数不够、清晰程度差、边缘变形等问题，严重的影响了低视力人群的阅读活动和日常生活。但现有技术往往都是基于光学性能形式，或者是简单的放大设备，不能实现与用户的实时阅读相协调，并且速度、清晰度和效果往往都不尽人意。而且对于另外一个人群——色盲，传统的光学设备也无法为其提供有效的帮助。
因此，有必要发明一种基于光学和电子相结合的放大系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式电子助视器。
便携式电子助视器中的控制单元分别与图像输入单元、图像处理单元、文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接，图像输入单元与存储单元相连接，存储单元与智能判断单元相连接，图像处理单元与文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接。
所述的图像输入单元的内部模块连接关系为镜头模块与数字取像模块、A/D转换模块相连接。
图像处理单元内部模块连接关系为自动曝光控制模块与自动增益控制模块、自动白平衡控制模块和自动亮度控制模块相连接，自动亮度控制模块与颜色饱和度控制模块相连接，颜色饱和度控制模块与色调控制模块、锐度控制模块、伽马校正控制模块相连接，伽马校正控制模块与图像质量显示单元相连接。
智能判断单元内部模块连接关系为标准词库模块与文义智能判断查找模块、统计判别模块、判断结果输出模块相连接。
本发明通过光学和电子嵌入式系统，将传统的阅读资料通过智能转换成清晰合理的方便低视力患者阅读的尺寸和排版格式，无论在清晰度和放大倍数上都是传统助视器所远远不能达到的。并且通过光学字符转换，将文字和图片的排版转换为便于自动阅读的格式，为低视力患者提供阅读便利。
图1便携式电子助视器电路框图；图2本发明的图像输入单元电路框图；图3本发明的图像处理单元电路框图；图4本发明的智能判断单元电路框图；具体实施方式
如图1所示，便携式电子助视器中的控制单元分别与图像输入单元、图像处理单元、文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接，图像输入单元与存储单元相连接，存储单元与智能判断单元相连接，图像处理单元与文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接。
控制单元由控制器模块和系统控制模块组成，控制器模块和系统控制模块内部模块连接关系为按键与控制器芯片，系统流程自动控制模块、图像输出控制模块相接。其中控制器模块，其主要功能是接受使用者的指令，并将这一指令通过电路板传送到系统控制模块中去。在本实施例中，按键共有8个，控制8个命令，每一个命令对应一个按键，分别是电源键、复位键、照明键、定格键、增加键、减小键、设置键和模式键，使用者在阅读过程中的任何控制命令都由按键，经过系统控制模块的编码，系统流程自动控制模块负责控制整个系统的运行，并发送当前系统运行状态给语音提示控制模块。图像控制模块6与控制单元相连接，其主要功能是控制单元合成当前系统运行状态的图像，从而提示用户当前系统运行到哪一个状态。图像提示对于视障人士使用者是非常重要的。在本实施例中，系统流程自动控制模块和图像提示控制模块均基于ZORAN公司出品的ZR36系列的ZR36441BGCF实现。
如图2所示，图像输入单元的内部模块连接关系为镜头模块与数字取像模块、A/D转换模块相连接。在工作时镜头模块收集光线进入感应光强度的感应区数字取像模块，再由A/D转换模块将图像和声音等模拟信号转换成数字信号进入下一环节。本实施例中，镜头模块是由光学成像镜头模块依序为防杂散光的防炫环、光学镜头、IR滤光镜、影像传感器的盖玻片、CMOS影像传感器和CMOS图像传感器器件组成。数字取像模块和A/D转换模块采用OmniVision Technologies公司出品的OV96XX系列的OV9655。
如图3所示，图像处理单元内部模块连接关系为自动曝光控制模块与自动增益控制模块、自动白平衡控制模块和自动亮度控制模块相连接，自动亮度控制模块与颜色饱和度控制模块相连接，颜色饱和度控制模块与色调控制模块、锐度控制模块、伽马校正控制模块相连接，伽马校正控制模块与图像质量显不模块相连接。
自动曝光控制模块的主要功能是自动化程度最高，并且设置是自动决定，不能人为修改，使用这种设置在大多数情况下能得到一张正常的图像，这种设置是为了最大程度地减少操作失误而设计的，如测光模式、ISO设置等等都是由自己决定的。自动增益控制模块的主要功能是从存储单元中读取扫描输入模块存储的图像数据，并且去除图像中的噪声点，以提高文字识别的准确度。自动白平衡控制单的主要功能是使大屏幕拼接墙技术要求有良好的色彩一致性，在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色，然后会自动修正光线的改变。自动亮度控制单的主要功能是将去除噪声后的图像增强对比度，并根据图像本身的特性自适应的调整亮度，同样是为了增加识别率。颜色饱和度控制模块的主要功能是，当光谱色掺入的白光成分愈多，就愈不饱和时，或者当物体对光谱某一较窄波段的反射率高，而对其它波长的反射率很低或没有反射，这一颜色的饱和度就高时，会自动调节颜色的纯洁性。锐度控制模块的功能是当锐度高的时候，显示文本、图片时会让你觉得边缘特别清晰锐利，但难免让人觉得有些刺眼，当锐度低的时候，显示文本、图片时会让你觉得边缘很不清晰，在图像采集后，它都会自动调节到最佳状态。色调控制模块的功能是调整明亮度。将事物客观存在的明度、色相的光源色经过调节真实的反应出来。色调的范围是0～255，共为256种色调。伽马校正控制模块的功能是使得整屏显示均匀，色彩、白平衡平滑过渡，最大限度的减少马赛克现象。增强画面层次感、均匀度，有效提高画面质量。即同样的驱动电流，其发光强度不同；驱动IC之间、同一片驱动IC的不同管脚之间也存在参数的离散，这样使得LCD显示屏的亮度也呈现离散化现象，为解决这种离散现象产生的亮度不均匀，除了对LCD进行进一步的细化分选外，还需要对显示模组进行的控制参数进行初始化，这样保证了模组间的亮度一致性。图像的处理是系统的核心部分。首先，根据取景框大小在原始摄像头数据上取部分数据，根据快速双线性插值算法，映射到LCD或VGA大小的中间层buffer里，在这个过程中，同时对插值结果进行亮度、对比度调整。处理黑白图像时，还需要在临时buffer里进行二值化操作。结合文字识别单元输出模块整合整幅图像中的识别结果信息，并传送给智能判断单元。
如图4所示，智能判断单元内部模块连接关系为标准词库模块与文义智能判断查找模块、统计判别模块、判断结果输出模块相连接。标准词库模块中含有大量的汉语和英语的词库，是为文义智能判断查找模块提供智能判断的标准。文义智能判断查找模块对每一个由文字识别单元识别得出的识别结果文字在标准词库模块中查找所有的词，并且与识别结果中该字符的实际上下文进行比较，如果识别结果的实际上下文中都没有能够在标准词库模块中查找到相应的词语，那么就认为这个字不能成词，并将这一结果传给统计判别模块。统计判别模块统计识别结果全文中所有字符的成词率。经过大量的实践证明，如果一段文字中所有字符的加总成词数量除以文章的总字符数小于一定的数值，那么可以认为这段文字是无意义的乱码。在阅读过程中，如果使用者不慎将纸制文字资料放置方向弄错，那么虽然可以得出识别结论，但却是没有意义的乱码。经过统计识别模块的判断，可以得出该次扫描识别的结果是否有效的结论。通过系统自动流程控制模块将图像进行旋转操作，并重新进行识别流程，直到图像旋转到该文档的正确位置，也就是最能够被识别的位置，该结果将输出至图像单元。
在本实施例中，图像处理单元、文字识别单元、智能判断单元均基于ZORAN公司的ZR36系列芯片实现。本实施例中，采用ZORAN公司出品的ZR36系列的ZR36441BGCF。存储单元7由SAMSUNG存储器K3F2808UOA-YCB0和HYNIX存储器HY57V281620HCT-H实现。
图像输出单元是由OmniVision Technologies公司生产的OV528和OV9655完成的。OV528通过SCCB接口对OV9655进行PC控制，包括对比度、亮度、饱和度、白平衡及自动曝光、同步信号位置及极性输出、帧速率和数据输出格式控制等。PWDN是功耗模式选择，低电平时为正常模式，高电平时为低功耗模式。PCLK，HREF，VSYNC分别为点频和行场同步输出信号线。EZPROM选用24C64。OV528通过摄像头接口从传感器OV9655中获取输入视频数据，并能保证数据传输的实时性，使用者在上位机(PC，PDA，移动电话等)上发出拍摄指令后，系统捕获一帧静态图像送人OV528进行数据处理，完成颜色校正、JPEG压缩和解码等，然后把数据送到SRAM储存或直接通过接口传输到上位机处理完后，把临时buffer里的准备好的数据按tft lcd支持的格式刷到lcd/vga buffer里。目标可能是LCD(320×240)和VGA(640×480)，两个显示目标使用的是同一路信号，均为LCD控制器的输出，当切换到VGA模式时，LCD控制器按VGA的参数进行设置，其输出信号被DA转换电路转换为VGA信号。
尽管结合数量有限的实施例说明了本发明，本领域的熟练人员显然知道据此有许多修改和变体。后附的权利要求旨在包括这些符合本发明的真正精神和范围的修改和变体。
权利要求
1.一种便携式电子助视器，其特征在于控制单元分别与图像输入单元、图像处理单元、文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接，图像输入单元与存储单元相连接，存储单元与智能判断单元相连接，图像处理单元与文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式电子助视器，其特征在于所述的图像输入单元的内部模块连接关系为镜头模块与数字取像模块、A/D转换模块相连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式电子助视器，其特征在于所述的图像处理单元内部模块连接关系为自动曝光控制模块与自动增益控制模块、自动白平衡控制模块和自动亮度控制模块相连接，自动亮度控制模块与颜色饱和度控制模块相连接，颜色饱和度控制模块与色调控制模块、锐度控制模块、伽马校正控制模块相连接，伽马校正控制模块与图像质量显示单元相连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式电子助视器，其特征在于所述的智能判断单元内部模块连接关系为标准词库模块与文义智能判断查找模块、统计判别模块、判断结果输出模块相连接。
全文摘要
本发明公开了一种便携式电子助视器。控制单元分别与图像输入单元、图像处理单元、文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接，图像输入单元与存储单元相连接，存储单元与智能判断单元相连接，图像处理单元与文字识别单元、智能判断单元、图像输出单元相连接。本发明通过光学和电子嵌入式系统，将传统的阅读资料通过智能转换成清晰合理的方便低视力患者阅读的尺寸和排版格式，无论在清晰度和放大倍数上都是传统助视器所远远不能达到的。并且通过光学字符转换，将文字和图片的排版转换为便于自动阅读的格式，为低视力患者提供阅读便利。
文档编号G06K9/00GK101084851SQ20071007004
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者李响 申请人:李响