專(zhuān)利名稱(chēng)：一種色差感知儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種色差感知儀。
背景技術(shù)：
光信號(hào)經(jīng)攝像轉(zhuǎn)化為電信號(hào)已是成熟技術(shù)，現(xiàn)在電子攝像已經(jīng)不再新鮮。電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)也在幾十年前就已經(jīng)存在。但人們還是必須通過(guò)眼睛感知外界物品色差，給無(wú)法直接用眼睛察看的普通人尤其是盲人造成極大障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種色差感知儀，旨在解決現(xiàn)有用戶(hù)必須通過(guò)眼睛 感知外界物品色差的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種色差感知儀，包括用以獲取外界物品彩色圖像的成像單元；用以確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色的處理單元；用以比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度，以形成色差陣列的比較單元；以及用以將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，以形成電壓陣列的神經(jīng)感受刺激單元。本發(fā)明實(shí)施例先由成像單元獲取外界物品彩色圖像，接著由處理單元確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色，然后由比較單元比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度、以形成色差陣列，最后由神經(jīng)感受刺激單元將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)、以形成電壓陣列刺激用戶(hù)，如刺激用戶(hù)的經(jīng)皮神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、嗅覺(jué)神經(jīng)等，從而使用戶(hù)感知外界物品的色差，予以用戶(hù)極大便利。其中，用戶(hù)可以是盲人，也可以是無(wú)法用眼睛直接察看現(xiàn)場(chǎng)的普通人。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的色差感知儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的神經(jīng)感受刺激單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的處理單元的功能模塊圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的處理單元的另一功能模塊圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的三基色空間示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例先由成像單元獲取外界物品彩色圖像，接著由處理單元確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色，然后由比較單元比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度、以形成色差陣列，最后由神經(jīng)感受刺激單元將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)、以形成電壓陣列刺激用戶(hù)，如刺激用戶(hù)的經(jīng)皮神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、嗅覺(jué)神經(jīng)等，從而使用戶(hù)感知外界物品的色差，予以用戶(hù)極大便利。其中，用戶(hù)可以是盲人，也可以是無(wú)法用眼睛直接察看現(xiàn)場(chǎng)的普通人。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的色差感知儀包括用以獲取外界物品彩色圖像的成像單元1，用以確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色的處理單元2，用以比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度、以形成色差陣列的比較單元3以及用以將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)、以形成電壓陣列的神 經(jīng)感受刺激單元4。其中，所述成像單元I可以是攝像機(jī)，也可以是攝像頭；所述彩色圖像為二維數(shù)字信號(hào)陣列。假設(shè)用戶(hù)想知道蘋(píng)果的顏色，首先將成像單元I的鏡頭靠近蘋(píng)果(即外界物品)，獲取了蘋(píng)果的彩色圖像。應(yīng)當(dāng)理解，同一物品具有大量相近的顏色，如紅蘋(píng)果具有大量相近的紅色，此時(shí)先由所述處理單元2確定出當(dāng)前主導(dǎo)顏色為紅色，接著由所述比較單元3比較并獲得彩色圖像各像素顏色(如彩色圖像中某些像素為粉紅色，某些像素為暗紅色)與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度，以形成色差陣列，然后由所述神經(jīng)感受刺激單元4將色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，以形成電壓陣列刺激用戶(hù)，如刺激用戶(hù)的經(jīng)皮神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、嗅覺(jué)神經(jīng)等。又如綠蘋(píng)果具有大量相近的綠色，此時(shí)先由所述處理單元2確定出當(dāng)前主導(dǎo)顏色為綠色，接著由所述比較單元3比較并獲得彩色圖像各像素顏色(如彩色圖像中某些像素為墨綠色，某些像素為淺綠色)與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度，以形成色差陣列，然后由所述神經(jīng)感受刺激單元4將色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，以形成電壓陣列刺激用戶(hù)，如刺激用戶(hù)的經(jīng)皮神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、嗅覺(jué)神經(jīng)等，從而使用戶(hù)感知外界物品的色差。具體地，所述神經(jīng)感受刺激單元4具有與彩色圖像的像素一一對(duì)應(yīng)的刺激觸點(diǎn)陣列，其中所述刺激觸點(diǎn)陣列包括多個(gè)用以輸出電信號(hào)的觸點(diǎn)電極41、為多個(gè)觸點(diǎn)電極所共用的地電極42以及將各觸點(diǎn)電極與地電極電隔離的絕緣層43，如圖2所示。此神經(jīng)感受刺激單元4采用文獻(xiàn)號(hào)為CN 202270109 U中的神經(jīng)感受刺激器。為便于用戶(hù)操作，所述色差感知儀還設(shè)有框選單元。先由所述神經(jīng)感受刺激單元4將彩色圖像各像素灰度值轉(zhuǎn)換成刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，以使用戶(hù)能夠分辨所述彩色圖像中各物品的位置。接著由所述框選單元框選出彩色圖像中需識(shí)別顏色物品，這樣無(wú)需使成像單元I的鏡頭靠近需識(shí)別顏色物品。然后由前述處理單元2對(duì)所框選物品進(jìn)行處理，以確定所述彩色圖像中需識(shí)別顏色物品當(dāng)前主導(dǎo)顏色。通常，所述處理單元2具體包括用以計(jì)算并根據(jù)所述彩色圖像各像素紅、綠、藍(lán)三基色的色值，將所述彩色圖像各像素映射至三基色空間的映射模塊21以及用以查找所述三基色空間中至其它像素距離之和最小的像素的查找模塊22，如圖3所示。其中，所述三基色空間系以紅、綠、藍(lán)三基色為坐標(biāo)軸的三維空間，所述三基色空間中至其它像素距離之和最小的像素顏色即為所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色。另外，所述三維空間優(yōu)選為由直角坐標(biāo)系構(gòu)建的三維空間。
例如,所述彩色圖像a像素顏色中紅色值為20、綠色值為50,藍(lán)色值10, b像素顏色中紅色值為40、綠色值為10、藍(lán)色值為30, c像素顏色中紅色值為10、綠色值為70、藍(lán)色值為20，……，由映射模塊21將所述彩色圖像A、B、C……像素顏色映射至三基色空間，如圖5所示。接著，由查找模塊22查找所述三基色空間中至其它像素距離之和最小的像素。假設(shè)所述彩色圖像具有I萬(wàn)像素，在這I萬(wàn)像素中查找一個(gè)至其它像素距離之和最小的像素，此像素顏色即為所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色。為提升處理單元2的速度，此處可由使所述三基色空間中超過(guò)預(yù)設(shè)比例(50%)的像素落入一球面所限范圍內(nèi)的限定模塊23替代上述查找模塊22，如圖4所示。例如，根據(jù)需要將球面所限范圍的半徑定為40 (色值)。此時(shí)通過(guò)移動(dòng)半徑為40的球面，若所述三基色空間中超過(guò)50%像素落入該球面所限范圍內(nèi)，則將位于所述球面所限范圍中心(即球心)的像素顏色作為所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色。應(yīng)當(dāng)理解，此處所用到的參數(shù)值(50%，40)為用戶(hù)根據(jù)自身需求所預(yù)設(shè)的，并非定量。若當(dāng)前物品彩色圖像的顏色較為雜亂，所述處理單元2無(wú)法確定主導(dǎo)顏色時(shí)，由所述播報(bào)單元3提示無(wú)法識(shí)別，或提示顏色混雜即可。 本發(fā)明實(shí)施例中所述色差強(qiáng)度正比于映射至三基色空間中各像素與當(dāng)前主導(dǎo)顏色像素之間的距離，以便計(jì)算色差強(qiáng)度。例如，映射至三基色空間中的d像素與當(dāng)前主導(dǎo)顏色像素的間距為10 (色值)，e像素與當(dāng)前主導(dǎo)顏色像素的間距為5 (色值)，f像素與當(dāng)前主導(dǎo)顏色像素的間距為2 (色值)，則d像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色的色差最大，e像素次之，f像素最小。為使用戶(hù)獲知所攝物品當(dāng)前主導(dǎo)顏色，本色差感知儀進(jìn)一步包括用以實(shí)時(shí)播報(bào)主導(dǎo)顏色給用戶(hù)的播報(bào)單元。作為優(yōu)選，所述播報(bào)單元可為蜂鳴器或揚(yáng)聲器。蜂鳴器聲音可以通過(guò)不同頻率、時(shí)長(zhǎng)、音量大小及鳴叫次數(shù)的組合形成編碼表示某種特定的顏色。例如，若當(dāng)前主導(dǎo)顏色為深藍(lán)色時(shí)，由蜂鳴器發(fā)出頻率為1000、時(shí)長(zhǎng)O. I秒、音量40DB，加頻率為2000、時(shí)長(zhǎng)O. 2秒、音量50DB的蜂鳴聲或由揚(yáng)聲器用語(yǔ)音直接播報(bào)出“深藍(lán)”;若當(dāng)前主導(dǎo)顏色為粉紅色時(shí)，由蜂鳴器發(fā)出頻率為2000、時(shí)長(zhǎng)O. I秒、音量40DB，加頻率為1000、時(shí)長(zhǎng)O. I秒、音量40DB的蜂鳴聲或由揚(yáng)聲器用語(yǔ)音直接播報(bào)出“粉紅”。蜂鳴器各種鳴叫所代表的顏色形成一個(gè)編碼表由使用者背誦即可。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色差感知儀，其特征在于，所述色差感知儀包括 用以獲取外界物品彩色圖像的成像單元； 用以確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色的處理單元； 用以比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度，以形成色差陣列的比較單元；以及 用以將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，以形成電壓陣列的神經(jīng)感受刺激單元。
2.如權(quán)利要求I所述的色差感知儀，其特征在于，所述神經(jīng)感受刺激單元具有與彩色圖像的像素一一對(duì)應(yīng)的刺激觸點(diǎn)陣列，其中所述刺激觸點(diǎn)陣列包括多個(gè)用以輸出電信號(hào)的觸點(diǎn)電極、為多個(gè)觸點(diǎn)電極所共用的地電極以及將各觸點(diǎn)電極與地電極電隔離的絕緣層。
3.如權(quán)利要求2所述的色差感知儀，其特征在于，所述色差感知儀還包括框選單元，先由所述神經(jīng)感受刺激單元將彩色圖像各像素灰度值轉(zhuǎn)換成刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)的電信號(hào)，再由所述框選單元框選出彩色圖像中需識(shí)別顏色物品。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特征在于，所述處理單元具體包括 用以計(jì)算并根據(jù)所述彩色圖像各像素紅、綠、藍(lán)三基色的色值，將所述彩色圖像各像素映射至三基色空間的映射模塊；以及 用以查找所述三基色空間中至其它像素距離之和最小的像素的查找模塊； 其中，所述三基色空間系以紅、綠、藍(lán)三基色為坐標(biāo)軸的三維空間，所述三基色空間中至其它像素距離之和最小的像素顏色即為所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特征在于，所述處理單元具體包括 用以計(jì)算并根據(jù)所述彩色圖像各像素紅、綠、藍(lán)三基色的色值，將所述彩色圖像各像素映射至三基色空間的映射模塊；以及 用以使所述三基色空間中超過(guò)預(yù)設(shè)比例的像素落入一球面所限范圍內(nèi)的限定模塊；其中，所述三基色空間系以紅、綠、藍(lán)三基色為坐標(biāo)軸的三維空間，位于所述球面所限范圍中心的像素顏色即為所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色。
6.如權(quán)利要求4所述的色差感知儀，其特征在于，所述三維空間系由直角坐標(biāo)系構(gòu)建的三維空間。
7.如權(quán)利要求5所述的色差感知儀，其特征在于，所述三維空間系由直角坐標(biāo)系構(gòu)建的三維空間。
8.如權(quán)利要求6或7所述的色差感知儀，其特征在于，所述色差強(qiáng)度正比于映射至三基色空間中各像素與當(dāng)前主導(dǎo)顏色像素之間的距離。
9.如權(quán)利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特征在于，所述色差感知儀進(jìn)一步包括用以實(shí)時(shí)播報(bào)主導(dǎo)顏色給用戶(hù)的播報(bào)單元。
10.如權(quán)利要求9所述的色差感知儀，其特征在于，所述播報(bào)單元為蜂鳴器或揚(yáng)聲器。
全文摘要
本發(fā)明適用于電子儀器技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種色差感知儀，所述色差感知儀包括用以獲取外界物品彩色圖像的成像單元，用以確定所述彩色圖像當(dāng)前主導(dǎo)顏色的處理單元，用以比較并獲得所述彩色圖像各像素顏色與當(dāng)前主導(dǎo)顏色之間的色差強(qiáng)度、以形成色差陣列的比較單元以及用以將所述色差陣列各點(diǎn)色差強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為刺激用戶(hù)非視覺(jué)神經(jīng)(如經(jīng)皮神經(jīng)、味覺(jué)神經(jīng)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)、嗅覺(jué)神經(jīng)等)的電信號(hào)、以形成電壓陣列的神經(jīng)感受刺激單元。這樣盲人或無(wú)法用眼睛直接察看現(xiàn)場(chǎng)的普通人通過(guò)使用本色差感知儀感知外界物品的色差，予以用戶(hù)極大便利。
文檔編號(hào)G01J3/46GK102879101SQ20121030091
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者范迪 申請(qǐng)人:范迪