用于识别所检测光环境的方法和装置

摘要

本发明公开了用于识别所检测光环境的方法和装置。在一个实施例中，检测数据集包括由已曝光到光环境的多个光传感器所产生的数据。检测数据集的数据对应于不同范围的光，并且所述多个范围的光中之一的至少一部分在可见(VIS)光谱之外。将检测数据集与表示已知光环境的多个已知数据集进行比较，并且识别与检测数据集相似的至少一个已知数据集。响应于此，提供检测光环境的指示。还公开了用于实现此和相关方法的装置。在某些实施例中，光传感器是紫外、可见光和红外传感器，并且使用所检测光环境的指示来控制由图像传感器所获取的数据的颜色、或显示器背光的颜色。

权利要求

1.一种用于识别所检测光环境的装置，包括：

多个光传感器，每个分别对不同范围的光敏感，并且所述不同范围的光中之一的至少一部分在可见光谱之外，所述多个光传感器被构造成响应于曝光到光环境来产生限定所检测数据集的数据；

存储器，存储表示已知光环境的多个已知数据集；和

控制器，i)搜索所述存储器以识别与所述检测数据集相似的至少一个已知数据集，以及ii)响应于所述识别出的一个或多个已知数据集，提供指示所检测光环境的输出。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述多个光传感器包括紫外传感器、可见光传感器和红外传感器。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述红外传感器包括红外收发器的部件。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集被归一化，并且其中所述控制器还被构造来在搜索所述存储器之前将所述检测数据集归一化。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集与控制参数相关联，并且其中指示所述检测光环境的所述控制器输出包括与单个识别出的已知数据集相关联的所述控制参数。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集与控制参数相关联，并且其中当所述控制器识别出与所述检测数据集相似的至少两个已知数据集时，指示所述检测光环境的所述控制器输出是基于与识别出的多个已知数据集相关联的多个控制参数之间的插值。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集与用于由图像传感器所获取数据的色彩补偿参数相关联。

8.如权利要求1所述的装置，还包括图像传感器色彩补偿系统，其中指示所述检测光环境的所述输出被提供给所述图像传感器色彩补偿系统。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集与用于显示器背光的色彩补偿参数相关联。

10.如权利要求1所述的装置，还包括显示器背光色彩补偿系统，其中指示所述检测光环境的所述输出被提供给所述显示器背光色彩补偿系统。

11.如权利要求10所述的装置，还包括图像传感器色彩补偿系统，其中指示所述检测光环境的所述输出被提供给所述图像传感器色彩补偿系统。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述已知数据集中的至少一个对应于指示紧急状况的光环境。

13.一种用于识别所检测光环境的方法，包括：

接收包括由已曝光到光环境的多个光传感器所产生的数据的检测数据集，所述检测数据集的所述数据对应于不同范围的检测光，并且所述不同范围的光中之一的至少一部分在可见光谱之外；

将所述检测数据集与表示已知光环境的多个已知数据集进行比较；以及识别与所述检测数据集相似的至少一个已知数据集，并响应于此而提供检测光环境的指示。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述检测数据集的所述数据对应于紫外、可见光和红外范围的光。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述已知数据集被归一化，所述方法还包括在将所述检测数据集与所述已知数据集进行比较之前将所述检测数据集归一化。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述已知数据集与控制参数相关联，并且其中当所述方法识别出与所述检测数据集相似的至少两个已知数据集时，所述方法还包括：在与识别出的多个已知数据集相关联的多个控制参数之间进行插值；以及提供插值的控制参数作为所述检测光环境的所述指示。

17.如权利要求13所述的方法，还包括使用所述检测光环境的所述指示来影响用于由图像传感器所获取数据的色彩补偿。

18.如权利要求13所述的方法，还包括使用所述检测光环境的所述指示来影响显示器的背光。

19.如权利要求13所述的方法，还包括使用所述检测光环境的所述指示来提供对紧急状况的警告。

说明书

用于识别所检测光环境的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于识别所检测光环境的方法和装置。

背景技术

[0002] 例如照相机、移动电话和个人数字助理(PDA)的便携式设备可以在各种光环境下(例如日光、白炽光、荧光或卤素光)工作。通常，针对一种特定的光环境优化设备，而在其
他环境中，该设备可能并不最优地工作。例如，在某些光环境下，设备的显示器可能难以读
取，或者设备的图像传感器所获取的图像颜色(例如在照相机的情况下)可能颜色不正。

[0003] 某些设备设有环境光传感器来检测设备环境中的光强。这些设备可以随后增大或降低设备显示器的亮度或设备图像传感器的增益。但是，两种光环境可能具有相同的强度，
但对设备的工作具有非常不同的效果。例如，一种光环境可能趋向于洗白(wash-out)显示
器的颜色，而另一种光环境可能强化显示器的(或所获取图像的)蓝色色调。

发明内容

[0004] 在一个实施例中，一种用于识别所检测光环境的方法包括接收包括由已曝光到光环境的多个光传感器所产生的数据的检测数据集。所述检测数据集的所述数据对应于不同
范围的检测光，并且所述多个范围的光中之一的至少一部分在可见(VIS)光谱之外。将所
述检测数据集与表示已知光环境的多个已知数据集进行比较，并且识别与所述检测数据集
相似的至少一个已知数据集。响应于此识别，提供所述检测光环境的指示。

[0005] 在另一实施例中，一种装置包括多个光传感器、存储器和控制器。多个光传感器中的每个分别对不同范围的光敏感，并且所述多个范围的光中之一的至少一部分在可见
(VIS)光谱之外。所述光传感器被构造成响应于曝光到光环境来产生限定检测数据集的数
据。存储器被构造成存储表示已知光环境的多个已知数据集。控制器被构造成搜索所述
存储器以识别与所述检测数据集相似的至少一个已知数据集，并响应于所述识别出的(多
个)已知数据集，提供指示所检测光环境的输出。

[0006] 还公开了其他实施例。

附图说明

[0007] 本发明的解释性的当前优选实施例在附图中示出，其中：

[0008] 图1图示了用于识别所检测光环境的示例性方法；

[0009] 图2A、2B和2C图示了示例性光环境A、B和C中所含的不同光谱；

[0010] 图2D图示了三种示例性光传感器的光灵敏度；且

[0011] 图3图示了用于识别所检测光环境的示例性装置。

具体实施方式

[0012] 图1图示了用于识别所检测光环境的示例性方法100。根据方法100，在102接收检测到的数据集。检测到的数据集包括由曝光到特定光环境下的多个光传感器所产生的数
据。作为示例，光环境可能是含日光、白炽光、荧光或卤素光的环境。由于不同传感器对不
同范围的光(即不同波长的光)敏感，所以检测到的数据集的数据对应于不同范围的检测
光。选择传感器以使得所述范围的光中之一的至少一部分在可见(VIS)光谱之外。在一个
实施例中，传感器包括紫外(UV)、VIS和红外(IR)传感器，其分别产生对应于UV、VIS和IR
范围的光的数据。

[0013] 在接收到所检测数据集之后，在104，方法100继续通过将所检测数据集与多个已知数据集进行比较。每个已知数据集表示一种已知的光环境(例如日光、白炽光等)。在
106，方法100随后识别类似于所检测数据集的至少一种已知数据集，并响应于此提供所检
测环境的指示。

[0014] 所检测和已知数据集中的数据可以采用各种形式。在一个实施例中，数据集包括多个传感器检测到的光的各个分量的幅值。例如，图2A、2B和2C图示了示例性光环境A、B
和C中所含的不同光谱。在曝光到这些光环境之一下时光传感器所接收到的光的幅值通过
以下积分来定义：

[0015] Ax＝∫λPx(λ)Sx(λ)dλ (式1)

[0016] 其中Ax表示光分量“x”的幅值(或传感器“x”所产生的信号的幅值)，Px表示传到传感器“x”的光谱，Sx表示光传感器“x”的灵敏度，并且λ表示光的幅值在其上积分的
光波长。作为示例，在图2D中示出三种示例性光传感器的光灵敏度。作为示例，图2D所示
灵敏度所对应的三种光传感器是UV、VIS和IR传感器。

[0017] 通过式1或通过将多个光传感器曝光到各种光环境下，可以对多个光环境的每一个中的多个光分量的每一个计算或测量值出Ax的数据集。如图2A-2C所示的示例性光环
境A-C所说明的，不同的光环境通常包括不同比例的光分量(例如不同比例的UV、VIS和
IR光)。当接收到所检测数据集(AUV_S，AVIS_S，AIR_S)时，随后可以将其于多个“N”已知数据集 (AUV_K0，AVIS_K0，AIR_K0；AUV_K1，AVIS_K1，AIR_K1；...AUV_KN，AVIS_KN，AIR_KN)中的每一个进行比较，以识别与类似于所检测数据集的一个或多个已知数据集。

[0018] 在方法100的一个实施例中，已知的数据集是归一化的，并且方法100还包括在108在将所检测数据集与已知数据集进行比较之前将其归一化(108)。

[0019] 在某些情况下，所检测光环境的指示可以就是所识别光环境的类型的标识符。于是该标识符可以用于各种不同应用，以例如影响图像传感器所获取数据的色彩补偿、影响
显示器的背光(颜色或强度)、或提供紧急情况(例如在日光下的时间过长或可能有火)的
警告。

[0020] 在其他情况下，已知的数据集可以与控制参数相关联。如果方法100简单地识别出“最相似”的已知数据集，则方法100可以输出与所识别数据集相关联的控制参数作为其
对所检测光环境的指示。或者，在没有“匹配”的数据集时，方法100可以被构造来1)识别
每个都在某方面与所检测数据集相似的两个或更多个已知数据集，2)在与已知数据集相关
联的控制参数之间插值，然后3)提供插值的控制参数作为该方法对所检测光环境的指示。
例如，如果控制参数指示第一光环境中背光蓝色色调的10％增加以及第二光环境中背光蓝
色色调的5％增加，则落在这两种光环境之间的光环境可能与背光蓝色色调的7.5％增加
相关联。

[0021] 方法100所执行操作中的任一个(优选地所有)都可以由存储在程序存储设备上的机器可执行指令执行。如这里所限定的，程序存储设备可以采用任何存储介质的形式，包
括可拆卸或固定的存储设备、或编程的通用或专用计算机。

[0022] 虽然方法100具有各种应用，但其尤其适合于控制例如照相机、移动电话和个人数字助理(PDA)的便携式设备的一个或多个特征(或经由其提供警告)。但是，方法100还
可以用来控制例如台式计算机的固定设备的一个或多个特征(或经由其提供警告)。考虑
到便携式设备通常将用于不同的光环境，便携式设备通常设有用于调节其显示强度的环境
光传感器(一般为可见(VIS)光传感器)以及用于与其他设备通信的IR收发器。

[0023] 某些便携式设备还包括用于检测设备环境的UV辐射的UV传感器(没有的那些设备可以以相对较低的成本设置这样一种传感器)。如果设备已经设有这些传感器，则设备仅
需要设置附加的电路、固件和/或软件来为了实现方法100而引出这些传感器的输出。

[0024] 图3图示了用于识别所检测光环境的示例性装置300。作为示例，装置300被示为便携式设备302的一个部件。如前所述，设备302可以设有例如UV光传感器304、VIS光传
感器306和IR光传感器308的多个光传感器304、306、308。在一个实施例中，IR光传感器
308是IR收发器310的一部分。如图所示，光传感器304-308中的一些或全部可以是多用
传感器，并且除了提供识别所检测光环境所需的数据之外，还可以执行其他功能(例如IR
传感器308还可以用来接收IR数据通信)。

[0025] 当设备302的光传感器304-308曝光到特定光环境时(例如因为设备302正在该特定光环境下使用)，入射到传感器304-308上的光使得传感器304-308中的每一个产生电
流或电压信号，该信号大小表示给定光范围中光的幅值。如图3所示，UV光传感器304可
以产生信号AUV，VIS光传感器306可以产生信号AVIS，而IR光传感器308可以产生信号AIR。
通常，这些信号可以被放大、滤波和数字化。但是，这些类型的预处理步骤是本领域已知的，并且没有出现在本说明书中。如这里所使用的，术语“数据”可以表示从传感器304-308得
到的已处理或者未处理信号。由多个光传感器304-308产生的数据在这里一起被称为检测
数据集(AUV，AVIS，AIR)。

[0026] 设备302还包括存储器312，用于存储其中每个都表示一种已知光环境(例如日光、白炽光等)的多个已知数据集。在一个实施例中，每个数据集可以采用与特定光环境
中可预料到的紫外光、可见光和红外光的幅值相对应的一组幅值的形式。这些幅值可以对
所有设备302类似地编程，或者可以通过在多个不同光环境的每一个中放置一个特定设备
302而动态获取。在某些情况下，数据集可以这样来归一化，例如通过将每个数据集中的AVIS的值固定为1.0并将其他分量乘以将AVIS固定为1.0所需的乘数，以创建包括用于已知光
环境的UV、VIS和IR光比例的数据集。

[0027] 设备302还包括控制器314。如果存储在存储器312中的已知数据集被归一化了，则控制器314还可以归一化所检测数据集的值。控制器314还被构造来1)搜索存储器312
以识别与所检测数据集相似的至少一种已知数据集，以及2)响应于识别出的(多个)数据
集，提供表示所检测光环境的输出。

[0028] 在某些情况下，控制器的输出可以就是所识别光环境的类型的标识符。该标识符随后可以供应到各个硬连线、固件或软件系统，例如图像传感器色彩补偿系统316、显示器
背光色彩补偿系统318或紧急响应系统320。

[0029] 在其他情况下，存储在存储器312中的已知数据集可以与控制参数相关联。如果控制器314简单地识别出“最相似”的已知数据集，则控制器314可以输出与其识别出的数
据集相关联的控制参数作为其对所检测光环境的指示。或者，在没有“匹配”的数据集时，
控制器314可以被构造来1)识别每个都在某方面与所检测数据集相似的两个或更多个已
知数据集，2)在与已知数据集相关联的控制参数之间插值，然后3)提供插值的控制参数作
为控制器的输出。

[0030] 如果已知的数据集与控制参数相关联，则控制参数可以各种各样地包括：用于由图像传感器所获取数据的色彩补偿参数；用于显示器背光的色彩补偿参数；紧急警告通
知；和/或其他控制参数。

[0031] 虽然已经在包括三种光传感器的系统的上下文中描述了本文所公开的方法和装置的示例性实施例，但是可以使用其他数量的传感器来实现这些方法和装置。至少，这些方
法和装置需要两个传感器，例如UV和VIS传感器、或者VIS和IR传感器。但是，仅仅使用
两个传感器可能使得更难以区分不同的光环境，或者可能限制可以区分的光环境的类型。