智能手机camera应用的设计与实现

当前主流的智能手机平台有Symbian＋UIQ和MicrosoftWindowsMobile，除了以上两种，还有其他一些平台，本文给出了在一种开源平台：linux＋Qtopia上如何来实现camera应用。Linux＋Qtopia相对其他平台的优势有两个：一个是开源，需要时你可以对源代码进行的裁剪和修改；另一个是费用低廉，这对企业提高竞争力也有很大的帮助。

基于直方图的手机玉米冠层数字图像氮素诊断方法

【目的】便捷准确地诊断作物氮素营养状况是实现作物精准施肥和氮肥资源合理利用的关键。近年来应用数码相机等工具进行作物营养诊断的研究受到广泛关注。本研究采用智能手机相机获取玉米冠层图像,建立完善的基于手机相机的氮素营养诊断技术,并比较传统的图像均值方法和直方图方法对氮素营养诊断的可靠性,以探明夏玉米氮素营养诊断的最佳适用模型。【方法】基于田间氮肥用量试验,采用智能手机相机获取夏玉米拔节期冠层图像,提取夏玉米冠层图像的G/R、G/B、NRI[R/(R+G+B)]、NGI[G/(R+G+B)]、NBI[B/(R+G+B)]和(G-R)/(R+G+B)6种颜色指数均值及直方图敏感区间,分别建立冠层图像色彩参数均值模型与直方图模型,分析其与玉米叶片含氮量和产量的关系。利用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)对比不同指数模型模拟估算玉米叶片含氮量和产量的稳定性和准确性,建立基于手机相机获取夏玉米冠层图像的氮素营养诊断模型。【结果】施氮量显著影响玉米叶片含氮量、产量及冠层图像色调和植被覆盖度。直方图波峰b随叶片含氮量的增加而发生变化,相较于冠层图像色彩参数指数均值方法,指数直方图法适用于不同品种的氮素诊断。色彩参数(G-R)/(R+G+B)直方图可以更好地反映作物覆盖率及整体颜色信息,指数直方图与玉米叶片含氮量和产量也呈现较好的相关性。基于神经网络模型验证数据集精度评价指标,指数直方图模型中玉米叶片含氮量和产量的MAPE值和RMSE值均低于指数均值模型,R^(2)达到0.753,大于指数均值模型。指数直方图模型验证结果MAPE值达到5.80%,RMSE值为0.07,估算精度高,泛化性强。结果表明,冠层图像色彩参数指数直方图在估算叶片含氮量和产量时具有更高精度和更强鲁棒性,能够有效利用玉米叶片覆盖度、颜色等特点,具有较好的稳定性。【结论】利用智能手机相机获取玉米冠层数字图像,结合冠层图像色彩参数直方图方法建立的神经网络模型具有较好的应用效果,提高了估测精度,作为一种新方法在玉米氮素营养快速无损诊断和精准施肥中具有较好的应用潜力。

手机内置摄像头比色法监测室内甲醛

通过集成一种新型甲醛比色检测器和手机内置摄像头功能,提出了一种简单的室内空气污染监测系统。比色检测器使用由4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑、ZnO、KIO_(4)和琼脂制成的固相比色试剂,并通过暴露于甲醛气体而将颜色从白色变为紫色、红色、绿色和蓝色,根据颜色变化程度测定室内环境中甲醛的浓度水平。检测器经24 h空气暴露后的定量限为0.011 mg/m^(3),符合世界卫生组织制定的室内空气质量甲醛检测方法的要求。该探测器通过使用各种手机和改变摄影条件来研究获得的照片图像的变化,用颜色标准对测量的颜色强度进行校准,从而提高了监测结果的稳定性。

基于手机相机测量透明溶液浓度的实验探究

本文提出了一种基于手机相机和最小偏向角光学原理的测量透明溶液浓度的实验设计.激光入射到盛有不同浓度溶液的空心三棱镜产生不同的折射角,采用手机相机观察和采集出射光落在接收屏上的二维光斑图像,并实时传送给计算机,再对图像进行处理及线性拟合,得到溶液浓度与角度的变化关系,最终可实现对透明液体浓度的测量.该设计测量速度快,测量结果准确,实验现象直观且趣味性强,适合在普通物理光学实验课程中推广应用.

手机端多模态低头族危险感知与预警

随着智能手机产品的发展与畅销,不分场合随时玩手机的低头族大量涌现;针对低头族依赖手机导致道路交通事故频发问题,提出一种基于手机端多模态低头族危险感知与预警系统。首先,利用手机端的重力加速度基于模糊控制规则实时监测行为,包括:走路看手机、上下楼梯看手机、静止看手机、手持手机走路、手机揣兜走路;然后,使用手机后视摄像机图像基于分组快速空间金字塔池化的轻量化YOLO网络实时描述用户周围环境,包括:楼梯、斑马线、低照明环境、积水坑、正常路面。最后,面向安卓系统构建状态-环境多模态低头族危险判定模型;并根据判定结果利用声音、画面、震动信号给予低头族听觉、视觉、触觉立体式预警信号;减少低头族跌伤、碰撞等潜在危险。在线实验表明,本文提出的手机端多模态低头族危险感知模型准确性高、鲁棒性强、实时性好,能够针对低头族常见的危险状态实现有效的主动预警。

结构简洁的光学变焦距手机镜头设计

通过利用ZEMAX光学工程设计软件设计了一款适用于手机的2倍内置式光学变焦距镜头。镜头仅由4片非球面的塑料透镜和1片BK7的红外滤光片构成,能够达到285 lp/mm的空间频率,可匹配1.75μm的COMS图像传感器,全视场RMS半径均小于艾利斑半径,全视场最大畸变小于3%,MTF值在1/2奈奎斯特频率处的大部分视场大于0.5,总长度小于9.2 mm。整个变焦距系统结构紧凑,分辨率高,成本低,可满足手机镜头光学变焦的要求。

手机摄像头MIPI-PHY的FPGA实现与显示

目前高端手机摄像头均为MIPI接口,该接口信号不能直接通过FPGA或DSP采集。但随着仪器设备的小型化趋势和手机摄像头性能的不断提高,使得在某些军事、工业设备上使用手机摄像头成为重要的方案之一。为了让手机摄像头在上述领域使用,本文设计了一种可以接收并处理MIPI信号的通用MIPI-PHY。选择适合的FPGA,设计电气匹配和管脚约束来采集专用电平的信号;再根据信号协议,将混叠了各种信息的MIPI信号进行处理,分离出行、场同步信号,进行时序整合;根据整合后的信息将图像信号解码成通用的LVCMOS信号并进行成像实验。在帧频为22fps、像素分辨率3 264×2 448时成像质量高、无畸变、长时间连续成像无丢帧现象,证明了该设计的可靠性和稳定性。同时程序可移植性强、输出为并行信号,满足开发人员的使用要求,已应用到某些具体项目中。

基于多角度图像匹配的手机拍照场景识别研究

针对目前手机拍照识别过程中难以识别大角度旋转和俯仰角度变化目标的问题,设计并实现了能够容忍图像旋转和扭转变化的改进型SIFT关键点匹配算法;该算法通过模拟目标任意多角度水平旋转和垂直扭转,提前计算多组SIFT特征;在手机拍照识别景观建筑时,匹配目标图像的SIFT特征与多组特征从而识别目标多个侧面;实验结果表明,该识别系统对任意角度拍摄的手机图像的识别准确率达80%以上,计算耗时仅10s,具有一定的实用性和推广价值。

500万像素手机镜头设计

利用ZEMAX光学工程设计软件,设计了一款500万像素的手机镜头。该镜头由4片塑料非球面透镜和1片红外滤光片组成,其光圈值F为2.85,视场2ω为60°,采用Aptina公司的一款500万像素7.94mm(1/3.2)英寸CMOS作为该镜头的图像传感器,该图像传感器的像素颗粒大小为1.75μm,截止频率为285lp/mm,即为奈奎斯特频率。设计结果显示,该镜头在奈奎斯特频率处,0.7视场以内的MTF值大于0.3,在奈奎斯特频率1/2处视场的MTF值均大于0.5,波前均方差(RMS wavefront error)小于0.1,畸变小于1%。

300万像素手机镜头设计

设计一种300万像素的手机镜头。该镜头由3片塑料非球面透镜和1个红外滤光片组成,采用三星公司的一款300万像素0.635 cm(1/4 inch)CMOS作为该镜头的图像传感器,像素颗粒大小为1.75μm,其分辨率极限为285 lp/mm,即为奈奎斯特频率。镜头的光圈值F为2.85,视场2ω为62°。该镜头有较好的成像质量,在奈奎斯特频率1/2处绝大部分视场的MTF值大于0.5,波前均方差(RMS wavefront error)小于0.14λ(λ为波长),最大畸变为-0.2%。

基于Photoshop软件测量植物叶面积的白纸背景法

运用叶面积和背景白纸面积的比等于叶面积和背景白纸所占的像素比的原理，将待测叶片平铺在白纸背景上，利用手机相机拍摄图像，在PhotoshopCS5软件上处理后分别得出叶片和白纸的总像素，最后计算出叶片面积。通过和winRHIZO系统测量得出的叶面积相比较，测量误差为-0．889％～0．632％，变异系数在0．51％以内。与其他测量叶面积的方法、或相同原理不同参照物的测量叶面积方法比较，白纸背景法具有使用器材便携易得、操作简单、可大批量测量、精确度高等优点，在林业、农业、园艺等领域具有很强的应用性和实用性。

基于ZEMAX的手机摄像镜头设计

在光学工程软件ZEMAX的辅助下,配套采用像元大小为1.75μm的CMOS图像传感器,设计了一款500万像素的手机镜头,镜头视场角60°,F/#2.8,半像高2.87 mm,镜头总长为6 mm,镜头为3P1G结构,第1、3、4片镜片采用非球面塑料,第2片镜片采用球面透镜。各个视场的横向像差均小于20μm,均方根半径(RMS Radius)都在艾利斑之内,在1/2奈奎斯特频率处绝大部分视场MTF值都大于0.6,可以获得优质的成像效果。

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。

使用Android手机摄像头的脉搏测量软件设计

为充分利用智能手机已有的硬件资源,为人们生活带来便利,设计了基于Android手机摄像头的脉搏测量软件。首先,分析了利用手机摄像头测量脉搏的原理;然后,分别设计了软件的数据采集模块、数据处理模块和显示控制模块;最后,完成了软件的综合集成。实测结果表明,手机摄像头测量脉搏方案可行,测量结果满足一般监控要求。

基于手机摄像头的可见光寻书导航系统

针对在大型图书馆内寻书难的问题设计了一种基于手机摄像头的可见光寻书导航系统,该系统将LED可见光通信技术应用于图书馆内寻书导航中,并创新性的采用手机摄像头为LED可见光通信技术的接收端。配合使用自主设计的手机寻书软件,可实现图书馆内精确定位和实时导航,有效解决了寻书难的问题。

基于智能手机的单摆实验创新设计

利用智能手机视频录制功能与视频分析软件相结合,对单摆运动实验进行了创新设计,对单摆运动的y-t图像分别进行傅里叶分析和数值拟合,计算单摆运动的周期。该方法简单易行,精确度高。将其应用于实际教学,效果好,学生实验兴趣高。

手机拍摄的快速响应码区域的一种定位算法

文章提出了一种从手机拍摄的图像中定位快速响应码区域的算法。该算法充分利用手机提供的软硬件平台,在频域内利用离散余弦变换特性对图像中快速响应码区域进行增强,从而区分条码/非条码区域,并利用数学形态学平滑条码区。实验表明,该算法具有较好的性能,对于不同倾角的条码图像也可取得较好的定位效果。

媒介融合背景下的摄影手机与手机摄影

本文从手机的数据功能出发,分析研讨了摄影手机在手机发展及摄影大众化历程中的诸多话题,并对手机摄影作为一种新的摄影形态进行了相关论证。

基于鉴相器的手机瞬时心率监测软件设计

目前用手机摄像头监测心率的手机软件无法检测瞬时心率,因为手机上资源有限,而占用资源较少的主要检测方法差分阈值法需要根据一段时间的结果来设定阈值才能准确检测出心率,不适于瞬时心率的检测.针对以上问题提出了一种基于鉴相器的瞬时心率检测算法,通过手机摄像头检测出的脉搏波信号先与正弦参考信号相乘,再经过低通滤波器提取心率成分,根据相位的变化逐拍检测心率的变化.在Android智能手机上的实验结果表明,与ECG方法相比,计算精度能满足要求.与差分阈值法和滤波器组法相比,本文提出的方法能较快地检测出瞬时心率.

手机附加鱼眼镜头的光学设计

为增加手机摄像头的应用范围,设计了一种视场角达到180°的鱼眼镜头。用附加镜头的方法可使手机摄像头获得鱼眼拍照效果。使用Zemax光学设计软件,采用"负-负-正"三片式反摄远型镜头结构,设计出了一款无焦的鱼眼附加镜头。镜头参数根据主流手机摄像头而定。根据该设计加工出的镜头体积小,携带方便,安装简易,操作方便,可以增加手机摄像头的娱乐效果和应用范围,达到了预期效果。