光幕图像生成方法及系统以及识别系统与流程

1.本发明属于电梯光幕技术领域，涉及一种光幕系统，尤其涉及一种光幕图像生成方法及系统以及识别系统。


背景技术：

2.目前的测量光幕的图像基于单方向扫描的光幕设备，由于传感器数量有限,现有的光幕获得的图像分辨率较低。
3.此外,目前触摸屏和电梯光幕开始使用多方向扫描的方式,但由于各个方向的图像互成一定的角度,无法简单地将各个方向获取的图像进行合并。
4.有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的光幕图像生成方式，以便克服现有光幕图像生成方式存在的上述至少部分缺陷。


技术实现要素：

5.本发明提供一种光幕图像生成方法及系统以及识别系统，可提高获取光幕图像的图像精度。
6.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
7.一种光幕图像生成方法，所述光幕图像生成方法包括：获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据，并以此计算光幕图像；
8.所述获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据步骤包括，生成各条光线的每一帧图像，并将获取的各帧图像合并，形成完整的时间序列图像；
9.所述生成各条光线的每一帧图像步骤包括：
10.绘制工作平面，将工作平面分割成不同的单元；
11.根据光幕接收器接收的数据设定各单元的颜色，未被遮挡的区域设定为白色，盲区、被遮挡的区域设定为黑色；
12.删除被白色区域包裹的单独的黑色单元；
13.合并相邻的黑色区域，形成独立的黑色块；
14.根据设定筛选规则筛选得到符合规则的黑色块，得到对应的帧图像；
15.筛选黑色块步骤中,以黑色块为基本工作单元,对某一个黑色块的筛选规则为完全删除该一个黑色块,或者完整保留该黑色块；筛选规则包括：
16.①
如果一条被遮挡的光线仅经过一个黑色块,则保留该黑色块；
17.②
一条被遮挡的光线经过的黑色块越多,则该被遮挡的光线的权重越低；
18.③
各黑色块的权重值为其经过的被遮挡的光线的权重值之和；
19.④
各黑色块根据权重值的高低来保留或删除,权重值大于设定阈值或者权重排名为第一的黑色块予以保留；
20.⑤
对于被遮挡的光线所经过的黑色块中，至少有一个黑色块被保留；
21.所述筛选黑色块步骤包括：
22.步骤a1、首先获取所有黑色块，形成黑色块池；
23.步骤a2、判断黑色块池中是否存在只经过一个黑色块的被遮挡光线，若存在，则获取所有只经过一个黑色块的被遮挡光线，并获取对应的黑色块；保留该黑色块，并从黑色块池中删除该黑色块；转至步骤a4；
24.步骤a3、判断是否满足规则
⑤
，即对于被遮挡的光线所经过的黑色块中，至少有一个黑色块被保留；若满足规则
⑤
，则转至步骤a5；若不满足规则
⑤
，则转至步骤a4；
25.步骤a4、对黑色块池中的黑色块进行筛选，具体包括：通过
②
计算光线的权重值,通过
③
计算黑色块的权重值,然后执行
④
,根据各黑色块的权重值由大至小的顺序判断对应黑色块是否需要保留；具体地，从剩余黑色块中依次选择权重值最大的黑色块作为保留的黑色块；而后转至步骤a3；
26.步骤a5、结束筛选，将筛选出的所有黑色块作为保留的黑色块，同时删除其他黑色块。
27.根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种光幕图像生成方法，所述光幕图像生成方法包括：获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据，并以此计算光幕图像。
28.作为本发明的一种实施方式，所述获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据步骤包括，生成各条光线的每一帧图像，并将获取的各帧图像合并，形成完整的时间序列图像。
29.作为本发明的一种实施方式，所述生成各条光线的每一帧图像步骤包括：
30.绘制工作平面，将工作平面分割成不同的单元；
31.根据光幕接收器接收的数据设定各单元的颜色，未被遮挡的区域设定为第一颜色，盲区、被遮挡的区域设定为第二颜色；
32.删除被第一颜色区域包裹的单独的第二颜色单元；
33.合并相邻的第二颜色区域，形成独立的第二颜色块；
34.根据设定规则筛选得到符合要求的第二颜色块，得到对应的帧图像。
35.作为本发明的一种实施方式，筛选第二颜色块步骤中,以第二颜色块为基本工作单元,对某一个第二颜色块的筛选规则为完全删除某一个第二颜色块,或者完整保留某一个第二颜色块；筛选规则包括：
36.如果一条被遮挡的光线仅经过一个第二颜色块,则保留该第二颜色块；
37.一条被遮挡的光线经过的第二颜色块越多,则该被遮挡的光线的权重越低；
38.各第二颜色块的权重值为其经过的被遮挡的光线的权重值之和；
39.各第二颜色块根据权重值的高低来保留或删除,权重值排名第一或大于设定阈值的第二颜色块予以保留；
40.对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留。
41.所述筛选第二颜色块步骤包括：
42.步骤a1、获取所有第二颜色块，形成第二颜色块池；
43.步骤a2、判断第二颜色块池中是否存在只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，若存在，则获取所有只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，并获取对应的第二颜色块；保留该第二颜色块，并从第二颜色块池中删除该第二颜色块；转至步骤a4；
44.步骤a3、判断是否满足规则
⑤
，即对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少
有一个第二颜色块被保留；若满足规则
⑤
，则转至步骤a5；若不满足规则
⑤
，则转至步骤a4；
45.步骤a4、对第二颜色块池中的第二颜色块进行筛选，具体包括：通过
②
计算光线的权重值,通过
③
计算第二颜色块的权重值,然后执行
④
,根据各第二颜色块的权重值由大至小的顺序判断对应第二颜色块是否需要保留；具体地，从剩余第二颜色块中依次选择权重值最大的第二颜色块作为保留的第二颜色块；而后转至步骤a3；
46.步骤a5、结束筛选，将筛选出的所有第二颜色块作为保留的第二颜色块，同时删除其他第二颜色块。
47.根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种光幕图像生成系统，所述光幕图像生成系统包括：
48.光幕光线遮挡数据获取模块，用以获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据；
49.光幕图像计算模块，用以根据所述光幕光线遮挡数据获取模块获取的遮挡数据计算光幕图像。
50.作为本发明的一种实施方式，所述光幕光线遮挡数据获取模块包括：
51.光线帧图像生成单元，用以生成各条光线的每一帧图像；
52.完整时间序列图像形成单元，用以将所述光线帧图像生成单元获取的各帧图像合并，形成完整的时间序列图像。
53.作为本发明的一种实施方式，所述光线帧图像生成单元包括：
54.工作平面绘制单元，用以绘制工作平面，将工作平面分割成不同的单元；
55.颜色设定单元，用以根据光幕接收器接收的数据设定各单元的颜色，未被遮挡的区域设定为第一颜色，盲区、被遮挡的区域设定为第二颜色；
56.第二颜色删除单元，用以删除被第一颜色区域包裹的单独的第二颜色单元；
57.第二颜色合并单元，用以合并相邻的第二颜色区域，形成独立的第二颜色块；
58.筛选单元，用以根据设定规则筛选得到符合要求的第二颜色块，得到对应的帧图像。
59.作为本发明的一种实施方式，所述筛选单元以第二颜色块为基本工作单元,对某一个第二颜色块的筛选规则为完全删除某一个第二颜色块,或者完整保留某一个第二颜色块；所述筛选单元筛选规则包括：
60.如果一条被遮挡的光线仅经过一个第二颜色块,则保留该第二颜色块；
61.一条被遮挡的光线经过的第二颜色块越多,则该被遮挡的光线的权重越低；
62.各第二颜色块的权重值为其经过的被遮挡的光线的权重值之和；
63.各第二颜色块根据权重值的高低来保留或删除,权重值排名第一或大于设定阈值的第二颜色块予以保留；
64.对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留。
65.所述筛选单元的筛选过程包括：
66.步骤a1、获取所有第二颜色块，形成第二颜色块池；
67.步骤a2、判断第二颜色块池中是否存在只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，若存在，则获取所有只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，并获取对应的第二颜色块；保留该第二颜色块，并从第二颜色块池中删除该第二颜色块；转至步骤a4；
68.步骤a3、判断是否满足规则
⑤
，即对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少
有一个第二颜色块被保留；若满足规则
⑤
，则转至步骤a5；若不满足规则
⑤
，则转至步骤a4；
69.步骤a4、对第二颜色块池中的第二颜色块进行筛选，具体包括：通过
②
计算光线的权重值,通过
③
计算第二颜色块的权重值,然后执行
④
,根据各第二颜色块的权重值由大至小的顺序判断对应第二颜色块是否需要保留；具体地，从剩余第二颜色块中依次选择权重值最大的第二颜色块作为保留的第二颜色块；而后转至步骤a3；
70.步骤a5、结束筛选，将筛选出的所有第二颜色块作为保留的第二颜色块，同时删除其他第二颜色块。
71.根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种识别系统，所述识别系统包括上述的光幕图像生成系统。
72.本发明的有益效果在于：本发明提出的光幕图像生成方法及系统以及识别系统，有效考虑了多个方向的光线遮挡情况，可提高获取光幕图像的图像精度。
附图说明
73.图1为本发明一实施例中光幕图像生成方法的流程图。
74.图2为本发明一实施例中光幕图像生成方法步骤s1的流程图。
75.图3为本发明一实施例中光幕图像生成方法步骤s11的流程图。
76.图4为本发明一实施例中光幕图像生成系统的组成示意图。
77.图5为本发明一实施例中光线帧图像生成单元的组成示意图。
78.图6为本发明一实施例中光线帧图像生成单元的组成示意图。
79.图7为本发明一实施例中光幕装置的工作示意图。
80.图8为本发明一实施例中生成的光幕图像的示意图。
81.图9为本发明一实施例中光幕光线的示意图。
82.图10为本发明一实施例中设定未被遮挡区域为白色的示意图。
83.图11为本发明一实施例中保留一个黑色块的示意图。
84.图12为本发明一实施例中经筛选后的所有黑色块的示意图。
具体实施方式
85.下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
86.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
87.该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
88.说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本技术的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。
89.本发明揭示了一种光幕图像生成方法，图1为本发明一实施例中光幕图像生成方法的流程图；请参阅图1，所述光幕图像生成方法包括：
90.【步骤s1】获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据；
91.【步骤s2】以步骤s1中获取的遮挡数据计算光幕图像。
92.图7为本发明一实施例中光幕装置的工作示意图；请参阅图7，在本发明的一实施例中，光幕装置包括若干发射灯及若干接收灯；所述光幕装置可以为多角度光幕，光线分别从光幕的一侧(发射侧)射向光幕的另一侧(接收侧)。发射侧的光幕上垂直向下排列有发射灯,接收侧的光幕上垂直向下排列有接收灯,一颗发射灯能发射的光被接收多颗接收灯感知到,在单位的时间内,遍历发射接收灯,会得到编号为<发射灯号,接收灯号>的一些列数据,数据的实际值为接收灯的读数,这些数据的有序的集合,就是这个单位时间采集到的一帧。
93.图2为本发明一实施例中光幕图像生成方法步骤s1的流程图；请参阅图2，在本发明的一实施例中，所述步骤s1包括：
94.【步骤s11】生成各条光线的每一帧图像；
95.【步骤s12】将获取的各帧图像合并，形成完整的时间序列图像。
96.图3为本发明一实施例中光幕图像生成方法步骤s11的流程图；请参阅图3，在一实施例中，所述步骤s11包括：
97.【步骤s111】绘制工作平面，将工作平面分割成不同的单元；
98.【步骤s112】根据光幕接收器接收的数据设定各单元的颜色，未被遮挡的区域设定为第一颜色(如可以是白色，当然也可以是其他颜色)，盲区、被遮挡的区域设定为第二颜色(如可以是黑色，当然也可以是其他颜色)；如图10所示。
99.【步骤s113】删除被第一颜色区域包裹的单独的第二颜色单元；
100.【步骤s114】合并相邻的第二颜色区域，形成独立的第二颜色块；
101.【步骤s115】根据设定筛选规则筛选得到符合规则的第二颜色块，得到对应的帧图像。如可以筛选出部分第二颜色块，或者去除部分第二颜色块，得到对应的帧图像。
102.在本发明的一实施例中，步骤s115中,以第二颜色块为基本工作单元,对某一个第二颜色块的筛选规则为完全删除某一个第二颜色块,或者完整保留某一个第二颜色块(如图11、图12所示)；筛选规则包括：
103.①
如果一条被遮挡的光线仅经过一个第二颜色块,则保留该第二颜色块；
104.②
一条被遮挡的光线经过的第二颜色块越多,则该被遮挡的光线的权重越低；
105.③
各第二颜色块的权重值为其经过的被遮挡的光线的权重值之和；
106.④
各第二颜色块根据权重值的高低来保留或删除,权重值排名第一或大于设定阈值的第二颜色块予以保留；
107.⑤
对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留。
108.在本发明的一种使用场景中，所述筛选第二颜色块步骤包括：
109.步骤a1、获取所有第二颜色块，形成第二颜色块池；
110.步骤a2、判断第二颜色块池中是否存在只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，若存在，则获取所有只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，并获取对应的第二颜色块；保留该第二颜色块，并从第二颜色块池中删除该第二颜色块；转至步骤a4；
111.步骤a3、判断是否满足规则
⑤
，即对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留；若满足规则
⑤
，则转至步骤a5；若不满足规则
⑤
，则转至步骤a4；
112.步骤a4、对第二颜色块池中的第二颜色块进行筛选，具体包括：通过
②
计算光线的
权重值,通过
③
计算第二颜色块的权重值,然后执行
④
,根据各第二颜色块的权重值由大至小的顺序判断对应第二颜色块是否需要保留；具体地，从剩余第二颜色块中依次选择权重值最大的第二颜色块作为保留的第二颜色块；而后转至步骤a3；
113.步骤a5、结束筛选，将筛选出的所有第二颜色块作为保留的第二颜色块，同时删除其他第二颜色块。
114.本发明还揭示一种光幕图像生成系统，图4为本发明一实施例中光幕图像生成系统的组成示意图；请参阅图4，所述光幕图像生成系统包括：光幕光线遮挡数据获取模块1及光幕图像计算模块2。光幕光线遮挡数据获取模块1用以获取多光线多角度光幕中各光线的遮挡数据；光幕图像计算模块2用以根据所述光幕光线遮挡数据获取模块获取的遮挡数据计算光幕图像。
115.图5为本发明一实施例中光线帧图像生成单元的组成示意图；请参阅图5，在本发明的一实施例中，所述光幕光线遮挡数据获取模块1包括：光线帧图像生成单元11及完整时间序列图像形成单元12。光线帧图像生成单元11用以生成各条光线的每一帧图像；完整时间序列图像形成单元12用以将所述光线帧图像生成单元11获取的各帧图像合并，形成完整的时间序列图像。
116.图8为本发明一实施例中生成的光幕图像的示意图；请参阅图8，在本发明的一实施例中，生成的光幕图像的横轴为时间(每个像素为一帧),纵轴为<发射灯
‑
接收灯>的编号(可统一转为自然数序号),纵轴像素个数即是光线数目；序号的生成方式有多种。
117.图6为本发明一实施例中光线帧图像生成单元的组成示意图；请参阅图6，在一实施例中，所述光线帧图像生成单元11包括：工作平面绘制单元111、颜色设定单元112、第二颜色删除单元113、第二颜色合并单元114及筛选单元115。
118.工作平面绘制单元111用以绘制工作平面，将工作平面分割成不同的单元。颜色设定单元112用以根据光幕接收器接收的数据设定各单元的颜色，未被遮挡的区域设定为第一颜色，盲区、被遮挡的区域设定为第二颜色。第二颜色删除单元113用以删除被第一颜色区域包裹的单独的第二颜色单元。第二颜色合并单元114用以合并相邻的第二颜色区域，形成独立的第二颜色块。筛选单元115用以根据设定规则筛选得到符合要求的第二颜色块，得到对应的帧图像。
119.在本发明的一实施例中，所述筛选单元115以第二颜色块为基本工作单元,对某一个第二颜色块的筛选规则为完全删除某一个第二颜色块,或者完整保留某一个第二颜色块；所述筛选单元115的筛选规则包括：
120.①
如果一条被遮挡的光线仅经过一个第二颜色块,则保留该第二颜色块；
121.②
一条被遮挡的光线经过的第二颜色块越多,则该被遮挡的光线的权重越低；
122.③
各第二颜色块的权重值为其经过的被遮挡的光线的权重值之和；
123.④
各第二颜色块根据权重值的高低来保留或删除,权重值排名第一或大于设定阈值的第二颜色块予以保留；
124.⑤
对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留。
125.在一实施例中，第一颜色可以为白色，第二颜色可以为黑色。当然，第一颜色、第二颜色的选择是可以根据需要设定的；优选地，第一颜色与第二颜色具有一定色差，以便后续进行识别。
126.在本发明的一种使用场景中，所述筛选单元的筛选过程包括：
127.步骤a1、获取所有第二颜色块，形成第二颜色块池；
128.步骤a2、判断第二颜色块池中是否存在只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，若存在，则获取所有只经过一个第二颜色块的被遮挡光线，并获取对应的第二颜色块；保留该第二颜色块，并从第二颜色块池中删除该第二颜色块；转至步骤a4；
129.步骤a3、判断是否满足规则
⑤
，即对于被遮挡的光线所经过的第二颜色块中，至少有一个第二颜色块被保留；若满足规则
⑤
，则转至步骤a5；若不满足规则
⑤
，则转至步骤a4；
130.步骤a4、对第二颜色块池中的第二颜色块进行筛选，具体包括：通过
②
计算光线的权重值,通过
③
计算第二颜色块的权重值,然后执行
④
,根据各第二颜色块的权重值由大至小的顺序判断对应第二颜色块是否需要保留；具体地，从剩余第二颜色块中依次选择权重值最大的第二颜色块作为保留的第二颜色块；而后转至步骤a3；
131.步骤a5、结束筛选，将筛选出的所有第二颜色块作为保留的第二颜色块，同时删除其他第二颜色块。
132.本发明进一步揭示一种识别系统，所述识别系统包括上述的光幕图像生成系统。所述识别系统根据所述光幕图像生成系统获取的光幕图像，识别出经过光幕(包括相对设置的第一光幕单元及第二光幕单元，第一光幕单元设置至少一接收器或/和至少一发射器，第二光幕单元设置至少一接收器或/和至少一发射器)的物品或/和人(也可以是其他动物)。识别方式可以通过图像比对，即将获取的图像与设定图像库进行比对。
133.综上所述，本发明提出的光幕图像生成方法及系统以及识别系统，有效考虑了多个方向的光线遮挡情况，可提高获取光幕图像的图像精度。
134.需要注意的是，本技术可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本技术的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本技术的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本技术的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
135.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
136.这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。