一種色差感知儀的製作方法

2023-09-13 19:13:45 2

專利名稱：一種色差感知儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子儀器技術領域，尤其涉及一種色差感知儀。
背景技術：
光信號經攝像轉化為電信號已是成熟技術，現在電子攝像已經不再新鮮。電信號經過處理再轉換成光信號也在幾十年前就已經存在。但人們還是必須通過眼睛感知外界物品色差，給無法直接用眼睛察看的普通人尤其是盲人造成極大障礙。

發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種色差感知儀，旨在解決現有用戶必須通過眼睛 感知外界物品色差的問題。本發明實施例是這樣實現的，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前主導顏色的處理單元；用以比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度，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色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號，以形成電壓陣列的神經感受刺激單元。本發明實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前主導顏色，然後由比較單元比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度、以形成色差陣列，最後由神經感受刺激單元將所述色差陣列各點色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號、以形成電壓陣列刺激用戶，如刺激用戶的經皮神經、味覺神經、聽覺神經、嗅覺神經等，從而使用戶感知外界物品的色差，予以用戶極大便利。其中，用戶可以是盲人，也可以是無法用眼睛直接察看現場的普通人。


圖I是本發明實施例提供的色差感知儀的結構示意圖；圖2是本發明實施例提供的神經感受刺激單元的結構示意圖；圖3是本發明實施例提供的處理單元的功能模塊圖；圖4是本發明實施例提供的處理單元的另一功能模塊圖；圖5是本發明實施例提供的三基色空間示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明實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前主導顏色，然後由比較單元比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度、以形成色差陣列，最後由神經感受刺激單元將所述色差陣列各點色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號、以形成電壓陣列刺激用戶，如刺激用戶的經皮神經、味覺神經、聽覺神經、嗅覺神經等，從而使用戶感知外界物品的色差，予以用戶極大便利。其中，用戶可以是盲人，也可以是無法用眼睛直接察看現場的普通人。以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細描述。如圖I所示，本發明實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前主導顏色的處理單元2，用以比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度、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色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號、以形成電壓陣列的神 經感受刺激單元4。其中，所述成像單元I可以是攝像機，也可以是攝像頭；所述彩色圖像為二維數位訊號陣列。假設用戶想知道蘋果的顏色，首先將成像單元I的鏡頭靠近蘋果(即外界物品)，獲取了蘋果的彩色圖像。應當理解，同一物品具有大量相近的顏色，如紅蘋果具有大量相近的紅色，此時先由所述處理單元2確定出當前主導顏色為紅色，接著由所述比較單元3比較並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)與當前主導顏色之間的色差強度，以形成色差陣列，然後由所述神經感受刺激單元4將色差陣列各點色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號，以形成電壓陣列刺激用戶，如刺激用戶的經皮神經、味覺神經、聽覺神經、嗅覺神經等。又如綠蘋果具有大量相近的綠色，此時先由所述處理單元2確定出當前主導顏色為綠色，接著由所述比較單元3比較並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)與當前主導顏色之間的色差強度，以形成色差陣列，然後由所述神經感受刺激單元4將色差陣列各點色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號，以形成電壓陣列刺激用戶，如刺激用戶的經皮神經、味覺神經、聽覺神經、嗅覺神經等，從而使用戶感知外界物品的色差。具體地，所述神經感受刺激單元4具有與彩色圖像的像素一一對應的刺激觸點陣列，其中所述刺激觸點陣列包括多個用以輸出電信號的觸點電極41、為多個觸點電極所共用的地電極42以及將各觸點電極與地電極電隔離的絕緣層43，如圖2所示。此神經感受刺激單元4採用文獻號為CN 202270109 U中的神經感受刺激器。為便於用戶操作，所述色差感知儀還設有框選單元。先由所述神經感受刺激單元4將彩色圖像各像素灰度值轉換成刺激用戶非視覺神經的電信號，以使用戶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別顏色物品，這樣無需使成像單元I的鏡頭靠近需識別顏色物品。然後由前述處理單元2對所框選物品進行處理，以確定所述彩色圖像中需識別顏色物品當前主導顏色。通常，所述處理單元2具體包括用以計算並根據所述彩色圖像各像素紅、綠、藍三基色的色值，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、藍三基色為坐標軸的三維空間，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前主導顏色。另外，所述三維空間優選為由直角坐標系構建的三維空間。
例如,所述彩色圖像a像素顏色中紅色值為20、綠色值為50,藍色值10, b像素顏色中紅色值為40、綠色值為10、藍色值為30, c像素顏色中紅色值為10、綠色值為70、藍色值為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。假設所述彩色圖像具有I萬像素，在這I萬像素中查找一個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前主導顏色。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預設比例(50%)的像素落入一球面所限範圍內的限定模塊23替代上述查找模塊22，如圖4所示。例如，根據需要將球面所限範圍的半徑定為40 (色值)。此時通過移動半徑為40的球面，若所述三基色空間中超過50%像素落入該球面所限範圍內，則將位於所述球面所限範圍中心(即球心)的像素顏色作為所述彩色圖像當前主導顏色。應當理解，此處所用到的參數值(50%，40)為用戶根據自身需求所預設的，並非定量。若當前物品彩色圖像的顏色較為雜亂，所述處理單元2無法確定主導顏色時，由所述播報單元3提示無法識別，或提示顏色混雜即可。 本發明實施例中所述色差強度正比於映射至三基色空間中各像素與當前主導顏色像素之間的距離，以便計算色差強度。例如，映射至三基色空間中的d像素與當前主導顏色像素的間距為10 (色值)，e像素與當前主導顏色像素的間距為5 (色值)，f像素與當前主導顏色像素的間距為2 (色值)，則d像素顏色與當前主導顏色的色差最大，e像素次之，f像素最小。為使用戶獲知所攝物品當前主導顏色，本色差感知儀進一步包括用以實時播報主導顏色給用戶的播報單元。作為優選，所述播報單元可為蜂鳴器或揚聲器。蜂鳴器聲音可以通過不同頻率、時長、音量大小及鳴叫次數的組合形成編碼表示某種特定的顏色。例如，若當前主導顏色為深藍色時，由蜂鳴器發出頻率為1000、時長O. I秒、音量40DB，加頻率為2000、時長O. 2秒、音量50DB的蜂鳴聲或由揚聲器用語音直接播報出「深藍」;若當前主導顏色為粉紅色時，由蜂鳴器發出頻率為2000、時長O. I秒、音量40DB，加頻率為1000、時長O. I秒、音量40DB的蜂鳴聲或由揚聲器用語音直接播報出「粉紅」。蜂鳴器各種鳴叫所代表的顏色形成一個編碼表由使用者背誦即可。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種色差感知儀，其特徵在於，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前主導顏色的處理單元； 用以比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度，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色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經的電信號，以形成電壓陣列的神經感受刺激單元。
2.如權利要求I所述的色差感知儀，其特徵在於，所述神經感受刺激單元具有與彩色圖像的像素一一對應的刺激觸點陣列，其中所述刺激觸點陣列包括多個用以輸出電信號的觸點電極、為多個觸點電極所共用的地電極以及將各觸點電極與地電極電隔離的絕緣層。
3.如權利要求2所述的色差感知儀，其特徵在於，所述色差感知儀還包括框選單元，先由所述神經感受刺激單元將彩色圖像各像素灰度值轉換成刺激用戶非視覺神經的電信號，再由所述框選單元框選出彩色圖像中需識別顏色物品。
4.如權利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特徵在於，所述處理單元具體包括 用以計算並根據所述彩色圖像各像素紅、綠、藍三基色的色值，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、藍三基色為坐標軸的三維空間，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前主導顏色。
5.如權利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特徵在於，所述處理單元具體包括 用以計算並根據所述彩色圖像各像素紅、綠、藍三基色的色值，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預設比例的像素落入一球面所限範圍內的限定模塊；其中，所述三基色空間系以紅、綠、藍三基色為坐標軸的三維空間，位於所述球面所限範圍中心的像素顏色即為所述彩色圖像當前主導顏色。
6.如權利要求4所述的色差感知儀，其特徵在於，所述三維空間系由直角坐標系構建的三維空間。
7.如權利要求5所述的色差感知儀，其特徵在於，所述三維空間系由直角坐標系構建的三維空間。
8.如權利要求6或7所述的色差感知儀，其特徵在於，所述色差強度正比於映射至三基色空間中各像素與當前主導顏色像素之間的距離。
9.如權利要求1、2或3所述的色差感知儀，其特徵在於，所述色差感知儀進一步包括用以實時播報主導顏色給用戶的播報單元。
10.如權利要求9所述的色差感知儀，其特徵在於，所述播報單元為蜂鳴器或揚聲器。
全文摘要
本發明適用於電子儀器技術領域，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前主導顏色的處理單元，用以比較並獲得所述彩色圖像各像素顏色與當前主導顏色之間的色差強度、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色差強度轉換為刺激用戶非視覺神經(如經皮神經、味覺神經、聽覺神經、嗅覺神經等)的電信號、以形成電壓陣列的神經感受刺激單元。這樣盲人或無法用眼睛直接察看現場的普通人通過使用本色差感知儀感知外界物品的色差，予以用戶極大便利。
文檔編號G01J3/46GK102879101SQ20121030091
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者範迪 申請人:範迪