允许用户控制编码光源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例总体上涉及光照系统和光学接收器领域，并且更具体地，涉及用于允许用户单独地控制这样的光照系统中包括的编码光源的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在当前的包括多个光源的照明系统中，光源的选择和控制通常通过诸如具有开关的墙壁面板之类的固定设备而发生。开关用来控制光源，以便接通或关断灯或者对灯调光。在用户希望改变任何灯的情况下，用户必须返回到墙壁面板。当然，用户需要知道哪个开关控制哪个光源。然而，用户经常没有这样的信息，因为开关或光源未被标记。这样的情形在多个光源和多个开关的情况下尤其是个问题，其中控制希望的光源的开关通过反复试验而找到。
[0003]近来的发展创造了这样的光源，其可以通过响应于数据信号调制其光输出的一个或多个特性而将数据嵌入到其光输出中。这样的光输出有时称为“编码光”并且简写为“CL”，并且这样的光源于是称为“CL源”。优选地，光输出在高频率下调制，使得该调制对人眼而言是不可见的。
[0004]可以应用CL的一种情境包括光源将其标识(ID)嵌入到其光输出中。该情境对于其中用户可以利用检测的CL基于源的ID选择光源并且随后调节选择的光源的设置的所谓的指向和控制应用是特别有用的。原则上，这提供了以对于用户而言比使用多个固定开关更容易的方式单独地控制多个光源的希望。
[0005]已知这样的检测系统，其中检测系统内的照相机被配置成获取场景的一幅或多幅图像，并且这些图像随后被处理以便确定特定CL源的光输出是否存在于该场景内。照相机可以在用于控制光源的遥控器中实现，或者包括在诸如开关或传感器设备之类的另一个单元中。该技术也打开了使用通常可获得的智能电话和平板计算机作为CL检测器的可能性，只要这些设备像通常情况那样配备有照相机。
[0006]尽管这样的系统允许确定特定CL源的光输出是否存在于场景中，但是如果获取的图像包含提供光输出的实际多个光源的图像，那么向用户标识哪个光源提供了检测的光输出中的哪一个光输出并不总是可能的。
[0007]并不总是能够标识哪个光源产生了检测的CL输出中的哪个输出的一个原因在于，将照相机直接指向光源倾向于使照相机传感器饱和。当这种情况发生时，不可能进行任何CL检测，因为饱和的照相机传感器不能够检测确定用来嵌入CL数据的数据调制所必要的接收的信号的差异。
[0008]在本领域中，所需的是一种用于以改进上面描述的至少一些问题的方式允许用户单独地控制CL源的技术。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的是提供一种基于照相机的控制系统和方法，其允许用户标识照射场景的各个CL源并且向用户提供用于单独地控制这样的光源的手段。本发明的另一目的是提供一种基于照相机的控制系统和方法，所述系统和方法适合于以允许标识生成检测的CL的光源的方式检测起源于这样的光源的CL，这些光源中的至少一些可能使照相机传感器饱和。
[0010]提出了一种方法和相应的控制系统。该方法可以在获得被至少包括第一光源的光照系统照射的场景的一幅或多幅图像之后执行。第一光源存在于场景中，并且因此第一光源的图像存在于该场景的所述一幅或多幅图像中。第一光源是CL源，被配置用于提供包括第一代码的第一光输出，其中第一代码嵌入到第一光输出中，作为其一个或多个特性的第一调制序列，诸如例如脉宽调制或者振幅调制。该方法包括步骤:处理所述一幅或多幅图像以便基于嵌入到第一光输出中的第一代码确定第一光输出存在于场景中，以及处理所述一幅或多幅图像以便确定第一光源的图像在所述一幅或多幅图像内的地点。该方法进一步包括步骤:提供图示出场景的用户接口，以及在用户接口内提供第一控制图标，第一控制图标基于所确定的第一光源的地点向用户指示第一控制图标可以用来控制第一光源。
[0011]本发明的实施例基于以下认识:当获取场景的一幅或多幅图像，该场景包括产生光的实际光源时，那么除了处理获取的图像以检测一个或多个特定CL源的光输出在场景中的存在性之外，也可以处理这些图像以便确定负责检测的CL的存在的光源的图像在获取的图像中的地点。正确地标识特定CL源在图像中的地点反过来允许在控制图标在图示出场景的用户接口内的地点与所确定的该特定光源的地点相应的意义上，将控制图标置于用户接口内的正确地方，从而向用户指示控制图标可以用来控制该特定光源。图示出场景的用户接口可以是例如显示获取的图像之一或者其示意性表示的接口。由于场景包括第一光源，因而场景的图像包括该光源的图像。由于第一光源的图像在这些图像内的地点被确定，因而可以将第一控制图标置于用户接口中，使得用户可以认识到该控制图标是要控制该特定光源。例如，控制图标可以在用户接口内显示于第一光源的图像之上。这样的实施例可以例如用在指向和控制应用中，其中用户将其检测/控制设备指向包括多个光源的场景，使用该设备获得场景的一幅或多幅图像，并且然后被呈现图示出场景且包括用于照射场景的各个CL源的控制图标的用户接口。
[0012]在另一实施例中，所述一幅或多幅获取的图像中的每一幅包括像素矩阵，其中当在本文中使用时，“图像像素”上下文中的术语“像素”指的是图像的与场景中的特定点相应的图像数据单位。图像数据包括光照系统在场景中的不同点处的总光输出的强度或者其派生物。将图像数据排列成若干行列像素是一种在二维图像中表示三维场景的方式。在这样的实施例中，所述方法可以进一步包括步骤:标识所述一幅或多幅图像的至少一个检测区域，该检测区域包括允许标识第一代码的多个像素。上面描述的处理所述一幅或多幅图像以便确定第一光输出存在于场景中的步骤于是可以包括处理检测区域的所述多个像素以便标识第一代码，其中当在此上下文中使用时，术语“标识”不仅覆盖确定控制系统事先已知的第一代码存在于检测区域的至少部分内，而且包括确定控制系统事先未知，但是存在于检测区域的至少部分内的第一代码。此外，在这样的实施例中，所述方法进一步包括步骤:标识所述一幅或多幅图像的至少一个饱和区域，对于所述一幅或多幅图像中的每一幅图像而言，该饱和区域包括包含高于预定阈值的强度的一个或多个像素。技术人员将会认识到，包含高于预定阈值的强度的像素指示提供该像素数据的传感器的饱和。所述方法可以进一步包括步骤:确定检测区域的一个或多个特性，以及确定饱和区域的一个或多个特性。上面描述的处理所述一幅或多幅图像以便确定第一光源在所述一幅或多幅图像内的地点的步骤于是可以包括当在所确定的检测区域的特性与所确定的饱和区域的特性之间确立依照一个或多个预定义匹配准则的匹配时，将饱和区域的至少部分标识为光照系统的提供包括标识的第一代码的第一光输出的光源的地点。
[0013]区分其中CL的检测不可能的饱和区域与其中CL的检测可能的检测区域允许即使获取所述一幅或多幅图像的照相机可能指向使照相机的图像传感器的部分饱和的光源的方向也检测CL。确定所标识的饱和区域的特性并且将其与所标识的检测区域的特性比较允许在该比较确定某个预定义方面的匹配的情况下将饱和区域的至少部分标识为生成检测的CL的光源的地点。因此，从获取的图像的一个区域，即检测区域标识的嵌入的第一代码可以与第一光源关联，该第一光源的图像形成获取的图像的另一个区域，即饱和区域的至少部分，因为该光源生成从检测区域标识的第一代码。按照这种方式，即使生成包括检测的嵌入的代码的光输出的光源本身可能使照相机的图像传感器饱和，使得从与该光源在场景内的地点相应的像素进行嵌入的代码的检测不可能，确定该光源的图像在获取的图像内的地点也变得可能。
[0014]当在获取的图像内标识出超过一个检测区域和/或超过一个饱和区域时，可以对于标识的饱和和检测区域中的每一个执行特性的确定，并且可以对于每对检测区域和饱和区域执行标识的特性之间的匹配的确定。
[0015]在一个实施例中，检测区域的所述一个或多个特性可以包括检测区域的形心，饱和区域的所述一个或多个特性可以包括饱和区域的形心，并且所述一个或多个预定义匹配准则于是可以包括在检测区域的形心与饱和区域的形心之间的距离小于预定义阈值距离时确立匹配。该实施例是特别有利的，因为它不需要大的处理资源，并且因为它对于其中饱和和检测区域在图像中被定位成彼此靠近的一般情况工作良好。
[0016]在一个实施例中，检测区域的所述一个或多个特性可以包括检测区域在所述一幅或多幅图像内的地点，饱和区域的所述一个或多个特性可以包括饱和区域在所述一幅或多幅图像内的地点，所述一个或多个预定义匹配准则于是可以包括在饱和区域的地点和检测区域的地点指示饱和区域包含在检测区域内时确立匹配。该实施例对于其中饱和和检测区域可能进一步分开的更困难的情况是特别有利的，因为它允许使用场景的3D几何结构的知识，该知识也可以从获取的照相机图像中获得。
[0017]在一个实施例中，检测区域的所述一个或多个特性与饱和区域的所述一个或多个特性之间的匹配可以依照最大似然率匹配方法来确立，这有利地提供了一种基于统计模型做出关于第一光源的地点的结论的统一方法。
[0018]在一个实施例中，将饱和区域的至少部分标识为光