图像拍摄组件的增益值的制作方法
【专利摘要】一种装置用于检测装置附近的对象，识别该对象的亮度级并根据该亮度级修改图像拍摄组件的增益值，确定该对象是否包括人脸，以及如果检测到人脸则拍摄该人脸的图像。
【专利说明】图像拍摄组件的增益值
【背景技术】
[0001]当登录装置时，用户可访问输入组件输入装置的用户名和/或密码以对用户进行验证。可替代地，装置可包括图像拍摄组件，用来扫描用户的指纹的图像或用来拍摄用户的人脸的图像来对用户进行验证。图像拍摄组件可检测装置的背景中的光的量，并修改图像拍摄组件的亮度设置。基于图像拍摄组件根据使用装置的背景中光的量来修改亮度设置，所拍摄的用户图像可能过饱和或者欠饱和，因此会导致不适当或质量不佳的图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0002]所公开实施例的各种特征和优点从下面结合附图进行的详细描述中将是清楚的，附图一起以示例方式例示出所公开实施例的特征。
[0003]图1例示根据一示例的联接至图像拍摄组件的装置。
[0004]图2例示根据一示例的图像拍摄组件检测对象。
[0005]图3A例示根据一示例的识别对象的亮度级的界面应用的框图。
[0006]图3B例示根据一示例实施方式的使用图像拍摄组件的修改的增益值的界面应用的框图。
[0007]图4例示根据一示例的检测用户的方法的流程图。
[0008]图5例示根据另一示例的检测用户的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]装置可包括图像拍摄组件，用于通过拍摄装置周围的环境的视图来检测装置附近的对象。环境包括装置所处的位置。对象可以是环境中出现的人或物。如果检测到对象，则装置可识别对象的亮度级。装置可检测从对象的表面反射的光，以识别该对象的亮度级。装置可根据对象的亮度级来修改图像拍摄组件的增益值。修改增益值可包括将对象的亮度级用作图像拍摄组件的动态范围的中点。
[0010]通过将对象的亮度值而不是装置的默认亮度值或背景亮度值用作动态范围的中点，装置可修改图像拍摄组件的增益值，从而使所拍摄的对象的视图或者图像不过饱和或欠饱和。由此，图像拍摄组件可清晰拍摄到对象的细节以确定该对象是否为人。如果装置在对象上检测到人脸，则对象可以是人。如果检测到人脸，则图像拍摄组件就可拍摄人脸的图像以使装置验证此人。
[0011]图1例示根据一示例的联接至图像拍摄组件130的装置100。装置100可以是便携式电脑、笔记本电脑、平板电脑、上网本、一体化系统和/或台式电脑。在另一实施例中，装置100可以是蜂窝设备、roA(个人数字助理)、E(电子)阅读器和/或任何可联接至图像拍摄组件130的另外的装置。
[0012]装置100包括控制器120、带有图像传感器135的图像拍摄组件130、使装置100的各组件之间彼此通信的通信信道150。在一个实施例中，装置100还包括界面应用，该界面应用可单独使用和/或与控制器120 —起使用以管理装置100。界面应用可以是固件，或者来自装置100可访问的非暂时性计算机可读存储器的、可由控制器120运行的应用。
[0013]在管理装置100时，控制器120和/或界面应用可利用图像拍摄组件130检测装置100附近的对象160。为了此应用的目的，图像拍摄组件130为装置100的固件，其被配置为拍摄装置100的环境的视图以检测对象160。图像拍摄组件130可包括摄像机、网络摄像头和/或带有用于拍摄装置100的环境的视图的图像传感器135的任何另外的硬件组件。环境包括装置100所处的位置。图像传感器135可以是CXD (电荷耦合器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器和/或可拍摄可见视图的任何另外的传感器。
[0014]对象160可以是出现在装置100的环境中的人或物。在检测装置100附近的对象160时，图像拍摄组件130可检测环境中的运动。图像拍摄组件130可通过运动检测技术检测环境中移动的物或人。任何在此环境中移动的物或人都被控制器120和/或界面应用识别为对象160。
[0015]响应于检测环境中的对象160，控制器120和/或界面应用使用图像拍摄组件130来识别对象160的距离，从而确定对象160是否在装置100附近。在一个实施例中，图像拍摄组件130可发射一个或者多个信号并使用从对象160传播的响应的时间来识别对象160的距离。控制器120和/或界面应用可将对象160的距离与预定距离相比较，并确定对象160是否在装置100附近。
[0016]预定距离可基于一距离，装置100的用户可能通常在该距离内，以使得图像拍摄组件130拍摄到用户的人脸的图像。如果所识别的距离大于预定距离，则将确定对象160不在附近，并且控制器120和/或界面应用可使用图像拍摄组件130继续检测装置100附近的对象160。如果所识别的对象160的距离小于预定距离，则控制器120和/或界面应用可确定对象160在装置100附近。
[0017]响应于检测装置100附近的对象160，控制器120和/或界面应用可识别对象160的亮度级140。为此应用目的，对象160的亮度级140与对象160反射的光有多亮或反射了多少光相对应。识别对象160的亮度级140可包括图像拍摄组件130检测从对象160的表面反射的光的量。在一个实施例中，图像拍摄组件130可检测从对象160的表面反射的周围光的量。在另一实施例中，图像拍摄组件130可以波长的形式发射一个或者多个信号并检测从对象160的表面所反射的光的量。
[0018]从对象160的表面反射的光的量可由控制器120和/或界面应用识别为对象160的亮度级140。控制器120和/或界面应用可使用该亮度级140来修改图像拍摄组件130的增益值145。增益值145与供给图像传感器135的电量相对应，并且基于图像传感器135的动态范围的中点。该动态范围包括图像拍摄组件130的图像传感器130可检测的亮度级的范围。
[0019]在一个实施例中，修改增益值145包括控制器120和/或界面应用将所识别的对象160的亮度级140用作亮度级的动态范围的中点。图像传感器135可包括具有默认中点的默认亮度级动态范围。该默认中点与亮度级动态范围的中值亮度级相对应。
[0020]如果所识别的对象160的亮度级140高于默认中点，则控制器120和/或界面应用可改写该动态范围的默认中点，并相应地降低图像传感器135的增益值145。由此，供给图像传感器135的电量减少，使得图像拍摄组件130降低所拍摄的视图的亮度。通过降低所拍摄视图的亮度，对象不会显得过度饱和，并且对象的细节不会丢失或者褪色。[0021]在另一实施例中，如果所识别的对象160的亮度级140低于默认中点，则控制器120和/或界面应用改写该默认中点，并相应地增加图像传感器135的增益值145。由此，更多的功率被供给图像传感器135，以使得图像拍摄组件130提高所拍摄视图的亮度。通过提高所拍摄视图的亮度，对象不会显得欠饱和，并且对象的细节变得更清晰可见。
[0022]在图像拍摄组件130正在利用修改的增益值145拍摄对象160的视图时，控制器120和/或界面应用可通过检测对象160上的人脸来确定对象160是否是人。控制器120和/或界面应用可使用人脸检测技术和/或眼睛检测技术来确定对象160是否包括人脸。如果在对象160上检测到人脸或者眼睛，则控制器120和/或界面应用指示图像拍摄组件130拍摄人脸的图像。
[0023]控制器120和/或界面应用可将人脸的图像与装置100的一个或多个经验证的用户的图像相比较，以便验证用户。如果所拍摄的人脸与装置100的经验证的用户的图像相匹配，则此人将被验证为经验证的用户，并且控制器120和/或界面应用将使该经验证的用户登录装置100。在另一实施例中，如果所拍摄的人脸与装置100的经验证的用户的图像不匹配或者如果确定对象160不包括人脸，则图像拍摄组件130尝试检测环境中的另一对象以确定该对象是否是人。
[0024]图2例示根据一示例的图像拍摄组件230检测对象260。如上所述，图像拍摄组件230是包括图像传感器的硬件组件，图像传感器，例如CCD传感器或CMOS传感器，用于能够拍摄装置200的环境的视图。在一个实施例中，图像拍摄组件230是摄像机、网络摄像头和/或包括用于拍摄环境的视图的图像传感器的另外的组件。环境包括装置200所处的位置。
[0025]图像拍摄组件230拍摄图像和/或视频，来拍摄环境的视图。此外，图像拍摄组件230可利用运动检测技术来检测环境中的移动。如果检测到环境中有任何移动，则将检测到对象260。然后，图像拍摄组件230可进而检测对象260的距离，以便控制器和/或界面应用来确定对象260是否在装置附近。在一个实施例中，图像拍摄组件230可向该对象发射一个或多个信号，并检测响应。可利用信号传回来所用的时间来识别对象260的距离。在另一实施例中，控制器、界面应用和/或图像拍摄组件可利用其它方法来检测以识别对象260的距离。
[0026]控制器和/或界面应用可将所识别的对象260的距离与预定距离相比较来确定对象260是否在装置200附近。在一个实施例中，该预定距离可基于一距离，用户通常可距图像拍摄组件230该距离以使得图像拍摄组件230拍摄用户的人脸的适宜的图像。该预定距离由控制器、界面应用和/或装置200的用户所定义。如果所识别的对象260的距离小于或等于预定距离，则控制器和/或界面应用确定对象260在装置200附近。
[0027]如果对象260在装置200附近，则控制器和/或界面应用可进而使用图像拍摄组件230识别对象260的亮度级。如上所述，对象260的亮度级与对象260表面所反射的光的量相对应。在一个实施例中，图像拍摄组件230可检测对象260表面所反射的周围光的量以识别对象260的亮度级。在另一实施例中，图像拍摄组件230可以波长的形式输出一个或者多个信号，并检测从对象260的表面所反射的光的量，从而识别对象260的亮度级。
[0028]在图像拍摄组件230正在识别对象260的亮度级时，图像拍摄组件230检测重新定位的对象260。如果对象260从一处重新定位到另一处，则图像拍摄组件230可追踪该对象260并重新检测该对象260的亮度级。由此，在对象260从一处移动到另一处时，对象260的亮度级可持续被更新。
[0029]在另一实施例中，如果在装置200附近检测不到对象260，则装置200的显示组件270可显示指示对象260太远的一个或者多个消息。如图2所示，显示组件270为输出装置，例如LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)显示器、CRT(阴极射线管)显示器、等离子显示器、投影仪和/或配置为显示一个或者多个消息的任何另外的装置。在另一实施例中，装置200可包括用于输出一个或者多个消息的音频扬声器。
[0030]图3A例示根据一示例的识别对象的亮度级的界面应用310的框图。如上所述并如图3A所示，界面应用310可以是该装置的固件，或者是存储于装置可访问的计算机可读存储器上的应用程序。计算机可读存储器可以是任何有形设备，例如硬盘、压缩磁盘、闪存、网络驱动器，或者是任何其它形式的供装置用户使用的包含、存储、连接或传输界面应用310的计算机可读介质。
[0031]如图3A所示，图像拍摄组件330已检测到在装置附近的对象。此外，图像拍摄组件330已检测到从对象表面反射的光的量。在一个实施例中，图像拍摄组件330的图像传感器335可包括与从对象的表面检测的光的量相对应的值。控制器320和/或界面应用310可从图像传感器350获取该值以识别对象的亮度级。
[0032]响应于识别对象的亮度级，控制器320和/或界面应用310进而基于对象的亮度级来修改图像拍摄组件330的增益值。如上所述，增益值与供给图像拍摄组件330的图像传感器335的电量相对应。通过修改增益值，图像传感器335可控制供给图像传感器135的电量，从而修改图像拍摄组件330所拍摄的视图的亮度。该装置可包括电源，例如电池(未示出)，以提高或降低供给图像传感器335的电量。
[0033]在一个实施例中，修改增益值包括改写图像拍摄组件330的默认增益值。在另一实施例中，修改增益值包括控制器320和/或界面应用310对基于在环境中探测到的另一对象的亮度级或环境的背景亮度级增大或减小增益值的指令不予理会。
[0034]如上所述，用于图像传感器335的增益值基于图像传感器335亮度级的动态范围的中点。此外，修改增益值包括将该对象的亮度级用作该动态范围的中点。在一个实施例中，如果所识别的亮度级高于默认动态范围的默认中点，则控制器320和/或界面应用310可用识别的对象的亮度级来改写默认中点。通过用较高的亮度级来改写默认中点，控制器320和/或界面应用310可降低图像传感器335的增益值，以降低图像拍摄组件330所拍摄视图的亮度。因此，该对象不至于显得过度饱和并且其细节清晰可见。
[0035]在另一实施例中，如果所识别的亮度级低于默认中点，则控制器320和/或界面应用310可用识别的对象的亮度级来改写默认中点。通过用较低的亮度级来改写默认中点，控制器320和/或界面应用310可提高图像传感器的增益值，以提高图像拍摄组件330所拍摄的视图的亮度。通过提高增益值，对象的较低亮度级通过提高所拍摄的对象的视图的亮度而得到调整。
[0036]用识别的亮度级来改写默认中点也包括通过提升和/或扩大动态范围来修改该动态范围。动态范围被提升和/或扩大直到该亮度级成为修改的动态范围的中点。在另一实施例中，控制器320和/或界面应用310可通过移动动态范围直至该亮度级成为所修改的动态范围的中点来修改动态范围。
[0037]图3B例示根据一示例实施方式的为图像拍摄组件330使用修改的增益值的界面应用310的框图。通过将对象的亮度级用作亮度级的动态范围的中点，控制器320和/或界面应用310可确定是否需要提高或降低所拍摄视图的亮度并进而相应修改图像拍摄组件330的增益值。因此，图像拍摄组件330得以适当呈现该对象细节以拍摄到对象的清晰视图。
[0038]使用所拍摄的对象的视图，控制器320和/或界面应用310可确定该对象是否是人。如上所述，控制器320和/或界面应用310可通过人脸识别技术和/或眼睛识别技术来检测对象上的人脸或者眼睛。如果控制器320和/或界面应用310在对象上检测人脸或者眼睛，则对象将被识别为人。然后，控制器320和/或界面应用310可进而拍摄人脸的图像，以便控制器320和/或界面应用310对用户进行验证。
[0039]对用户进行验证包括确定此人是否为装置的经验证的用户。如本实施例所示，控制器320和/或界面应用310可访问存储组件380以获取该装置的一个或者多个经验证的用户的图像。存储组件380可本地存储于该装置上，或者控制器320和/或界面应用310可从远程位置访问存储组件380。控制器320和/或界面应用310可将所拍摄人脸图像与一个或者多个经验证的用户的图像相比较。
[0040]如果所拍摄的人脸的图像与装置的经验证的用户相对应的任何图像相匹配，则控制器320和/或界面应用310将此人识别为装置的经验证的用户。因此，此人已通过验证，并且控制器320和/或界面应用310进而使用户登录装置。在一个实施例中，使经验证的用户登录装置包括准许经验证的用户使用该装置的数据、内容和/或资源。
[0041]图4是例示根据一示例的检测用户的方法的流程图。在检测用户时，控制器和/或界面应用可独自使用和/或相互合作使用来管理该装置。在500处，控制器和/或界面应用最初使用图像拍摄组件来检测装置附近的对象。该图像拍摄组件可拍摄装置周围的环境的视图来检测环境中的任何运动。如果检测到任何运动，则已检测到对象。
[0042]然后图像拍摄组件可识别对象的距离，供控制器和/或界面应用与预定的距离进行比较。如果所识别的对象的距离小于或等于预定距离，则控制器和/或界面应用确定对象位于装置附近。响应于检测装置附近的对象，在410处，控制器和/或界面应用进而识别对象的亮度级以修改图像拍摄组件的增益值。
[0043]图像拍摄组件可检测从对象的表面反射的光的量。控制器和/或界面应用可将所反射的光的量识别为对象的亮度级。控制器和/或界面应用可进而为图像拍摄组件的图像传感器获得亮度级的默认动态范围。将所识别的对象亮度级与亮度级的范围的默认中点相比较。
[0044]如果所识别的对象的亮度级高于默认中点，则控制器和/或界面应用可改写该默认中点并进而相应降低图像拍摄组件的增益值。如上所述，降低增益值包括减少供给图像拍摄组件的图像传感器的电量，来降低所拍摄的对象的视图的亮度，使得对象的细节不会显得过度饱和。在另一实施例中，如果所识别的对象的亮度级低于默认中点，则控制器和/或界面应用可改写该默认中点并相应提高图像拍摄组件的增益值。提高增益值包括增加供给图像拍摄组件的图像传感器的电量，来提高对象的视图的亮度，使得对象的细节可见。
[0045]在420处，图像拍摄组件可使用修改的增益值拍摄对象的视图以检测该对象上的人脸。控制器和/或界面应用可使用眼睛检测技术和/或人脸检测技术来检测人脸。如果检测到人脸，则控制器和/或界面应用将确定该对象是人并且尝试验证该用户为装置的经验证的用户。在420处，图像拍摄组件可拍摄此人的人脸，供控制器和/或界面应用进行验证。该方法随之完成。在其他实施例中，图4的方法还包括其他步骤以补充和/或替代图4所描绘的步骤。
[0046]图5是例示根据另一示例的检测用户的方法的流程图。在500处，图像拍摄组件最初拍摄环境的视图以检测环境中的运动。如果检测到任何运动，则将已检测到对象，并且控制器和/或界面应用进而在510处确定对象是否在装置附近。图像拍摄组件检测对象的距离，供控制器和/或界面应用与预定距离相比较，该预定距离对应于一典型距离，用户可处于该距离内供图像拍摄组件拍摄用户的人脸的适宜的图像。
[0047]如果所识别的距离小于或等于预定距离，则确定该对象在附近，控制器和/或界面应用进而在520处检测从对象的表面反射的光的量，供控制器和/或界面应用来识别对象的亮度级。在另一实施例中，如果所识别的距离大于预定距离，则该对象不在附近，图像拍摄组件继续检测装置附近的对象。
[0048]在控制器和/或界面应用正在识别对象亮度时，在530处，图像拍摄组件可检测对象移动。如果检测到该对象在移动，则图像拍摄组件可继续在520处检测从对象的表面反射的光的量并可更新对象的亮度级。如果对象没有移动，则控制器和/或界面应用可在540处使用对象的亮度级作为图像传感器的亮度级的动态范围的中点。
[0049]如上所述，图像拍摄组件可包括基于图像传感器的亮度级的动态范围的默认中点的默认增益值。随着动态范围的中点被修改，图像拍摄组件的增益值也相应修改。在一个实施例中，如果对象的亮度级高于中点，则可降低增益值。由此，减少供给图像传感器的电量，以使拍摄的视图的亮度降低。在另一实施例中，如果对象的亮度级低于中点，则可提高增益值。由此，供给图像传感器的电量增加，以使所拍摄的视图的亮度增大。
[0050]在图像拍摄组件拍摄具有修改的视图的对象的视图时，在550处，控制器和/或界面应用可使用人脸检测技术和/或眼睛检测技术。在560处，控制器和/或界面应用可确定是否检测到人脸。如果检测到对象包括人脸或者眼睛，则将该对象识别为人，在570处，图像拍摄组件可利用修改的增益拍摄人脸的图像。在580处，控制器和/或界面应用可确定所拍摄的人脸的图像是否与装置的经验证的用户的图像相匹配。
[0051]如果人脸的图像与经验证的用户的图像相匹配，则控制器和/或界面应用将在590处使用户登录装置。在另一实施例中，如果没有检测到人脸或者该人脸与经验证的用户的图像都不匹配，则图像拍摄组件可移动到环境中的另一对象上或者在500处继续检测装置附近的对象。在其他实施例中，图5的方法还包括其他步骤以补充和/或替代图5所述步骤。
【权利要求】
1.一种检测用户的方法，包括: 利用图像拍摄组件来检测装置附近的对象； 识别所述对象的亮度级以修改所述图像拍摄组件的增益值； 拍摄所述对象的视图以确定所述对象是否包括人脸；以及 如果检测到人脸，则拍摄所述人脸的图像。
2.根据权利要求1所述的检测用户的方法，其中检测对象包括:所述装置的图像拍摄组件检测所述装置周围的环境中的运动。
3.根据权利要求1所述的检测用户的方法，其中识别亮度级包括:检测从所述对象的表面反射的光的量。
4.根据权利要求1所述的检测用户的方法，其中修改所述图像拍摄组件的增益值包括:将所述对象的所述亮度级用作所述图像拍摄装置的动态范围的中点。
5.根据权利要求1所述的检测用户的方法，进一步包括:使用人脸检测技术和眼睛检测技术中至少一种来确定所述对象是否包括人脸。
6.根据权利要求1所述的检测用户的方法，进一步包括:利用所述人脸的图像对所述用户进行验证，并且如果所述用户通过验证，则使所述用户登录所述装置。
7.一种装置，包括: 图像拍摄组件，用于拍摄环境的视图，以检测所述装置附近的对象；以及 控制器，用于识别所述对象的亮度级并基于所述亮度级修改所述图像拍摄组件的增益值； 其中所述控制器确定所述对象是否包括人脸，并且如果检测到人脸，则拍摄所述人脸的图像。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，如果所述对象由一处重新定位至另一处，则所述图像拍摄组件追踪所述对象。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，如果检测到所述对象重新定位，则所述控制器更新所述对象的亮度级并修改所述增益值。
10.根据权利要求7所述的装置，其中修改视图的增益包括:所述控制器将所述亮度级用作所述图像拍摄组件的动态范围的中点。
11.根据权利要求10所述的装置，其中修改所述增益包括提高所述视图的亮度。
12.—种计算机可读介质，包括指令，如果所述指令被运行则促使控制器: 利用图像拍摄组件拍摄环境的视图以检测装置附近的对象； 识别所述对象的亮度级以修改所述图像拍摄组件的增益值；以及 确定所述对象是否包括人脸，并且如果检测到人脸，则拍摄所述人脸的图像。
13.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中如果修改所述视图的增益，则所述控制器改写所述图像拍摄装置的默认增益。
14.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述控制器对降低所述图像拍摄组件的增益的指令不予理会。
15.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述图像拍摄组件使用运动检测技术来确定在所述装置周围的环境中是否检测到对象。
【文档编号】G06T7/00GK103890813SQ201180074490
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2011年10月27日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】罗伯特·坎贝尔 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业