CN106125151A - 基于智能手机的反偷拍探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于智能手机的反偷拍探测器，包括：含有摄像头和3.5mm耳机接口的智能手机，含有激光器驱动板、锂电池的激光器和望远镜。激光器、锂电池和望远镜通过支架固定在手机上。支架可以水平调节和垂直调节位置，使得望远镜安置于手机摄像头前，并与手机摄像头光轴重合，激光器光轴与望远镜光轴平行。激光器驱动板通过3.5mm耳机接口与手机连接，获取手机场同步信息，驱动激光器输出光脉冲。本发明实现高效探测针孔摄像头、手机摄像头、夜视仪等具有“猫眼效应”的光学设备，可广泛用于酒店、宾馆等公共场所，有效保护人们的隐私，具有很大的市场效益和很好的应用前景。
Description
(一)技术领域
本发明是一种基于智能手机的反偷拍探测器，尤其是指一种基于智能手机的针孔摄像头探测器，属于光电成像技术领域，涉及反窃视、反偷拍设备，尤其涉及一种基于智能手机的自动识别针孔摄像头的探测系统。
(二)背景技术
通过针孔摄像头进行偷拍偷窥的现象日益泛滥，这严重侵犯了公民的隐私权，影响人们正常的生活。现有技术中，防范针孔摄像头偷窥的产品有很多。对于无线针孔摄像头，可以采用无线侦测技术，而且目前该类侦测技术已经相当成熟。但是对于有线传输或使用存储器的摄像头，无线侦测设备将不起作用。为此，可以利用摄像头的“猫眼”效应，采用光学方式侦测摄像头。其工作原理如下：
利用光学特性侦测摄像头原理如图1所示，图中1为反偷拍装置的激光器，虚线内为摄像头，2为摄像机镜头，3为摄像头感光元件。激光器发出的入射光线AB经过摄像机镜头2汇聚在焦平面上的E点，被焦平面反射，按光路可逆原理，沿原路返回。“猫眼效应”目标的反射率比背景的反射率高很多，根据此原理可识别出“猫眼效应”目标。
现有利用“猫眼效应”进行针孔摄像头探测的设备，例如ACECO公司的FC6003MK II摄像头探测器。该探测器分为无线信号探测器和光学探测器两部分，其中光学探测器由驱动电路、高亮度红光LED、红光滤光片组成。在使用时，驱动电路驱动LED发出频闪的红光，人眼通过滤光片进行观测。当LED照明区域内存在摄像头目标，根据“猫眼效应”，摄像头处将有明显的闪烁亮斑，由此判断是否存在隐藏的摄像头。
现有的针孔摄像头探测器都是通过人眼观察摄像头的“猫眼效应”亮斑来达到探测的目的，这些产品使用十分不便，效率低下。若通过嵌入式系统自动寻找“猫眼效应”目标，可以大大提高工作效率，但是考虑到系统的实时性和算法复杂度，嵌入式系统造价将非常高，难以广泛用于民用领域。近年来，智能手机越来越普及，而且智能手机内嵌的处理器和GPU(图形处理器)越来越强大。利用智能手机实现自动探测针孔摄像头，可以大大降低硬件成本。
(三)发明内容
1、目的：针对上述问题，本发明提供了一种基于智能手机的反偷拍探测器的设计方案，只需一个激光器、望远镜和相关的驱动电路，图像处理部分是通过手机内部处理器进行。使用时只需在手机上安装相关的图像处理软件，并把硬件部分通过一个支架固定在手机上，即可使用。该探测器硬件成本很低，且克服了现有的反偷拍产品只能通过人眼观察“猫眼效应”目标摄像头的弱点，实现自动搜寻摄像头、自动报警的功能，大大的提高了探测效率。
2、技术方案：
本发明提供一种基于智能手机的反偷拍探测器，包括：含有摄像头和3.5mm耳机接口的智能手机，含有激光器驱动板、锂电池的激光器和望远镜。激光器、锂电池和望远镜通过支架固定在手机上。支架可以水平调节和垂直调节位置，使得望远镜安置于手机摄像头前，并与手机摄像头光轴重合，激光器光轴与望远镜光轴平行。激光器驱动板通过3.5mm耳机接口与手机连接，获取手机场同步信息，驱动激光器输出光脉冲。
其中，激光脉冲照明的同步控制信号由手机摄像头图像采集帧频信号提供。通过手机软件获取智能手机摄像头的场同步信号，并由3.5mm耳机接口输出特定的音频信号，触发激光器脉冲工作。
其中，在智能手机摄像头前加装望远镜，使成像视场≤15°，与激光器照明视场相匹配。
为了降低图像处理的复杂度和提高目标的识别率，本发明采用主被动成像方式。
通过手机自带摄像头获取偷拍针孔摄像头的主被动图像，激光器输出脉冲激光，当有激光照射时采集的是主动图像，无激光照射时采集的是被动图像。若视场内存在针孔摄像头，主动图像中目标会有亮斑，而被动图像则无。只要把主动图像和被动图像相减，即可滤掉大部分背景，凸显出针孔摄像头目标，从而很容易找出针孔摄像头位置。
手机摄像头图像采集与激光器的激光脉冲同步。通过手机软件获取智能手机摄像头的场同步信息，驱动3.5mm耳机接口输出特定的音频信号，触发激光器照明脉冲，使得手机摄像头在奇数帧获得有激光照明的主动图像，偶数帧获得无激光照明的被动图像。
获取主、被动图像以后，通过手机内部处理器和GPU进行图像处理，若发现疑似目标，手机软件将在手机屏幕上标出目标位置，方便用户查看。
3、优点及功效：
本发明根据“猫眼效应”原理，提供一种基于智能手机的反偷拍探测器，实现高效探测针孔摄像头、手机摄像头、夜视仪等具有“猫眼效应”的光学设备，可广泛用于酒店、宾馆等公共场所，有效保护人们的隐私，具有很大的市场效益和很好的应用前景。(1)图像采集和图像处理都通过智能手机进行，成本很低。(2)可在白天黑夜不同的光照条件下工作，具有很强的实用性。(3)主，被动图像差分后，可去除大部分背景的干扰，可以提高算法的运算速度。
(四)附图说明
图1为“猫眼效应”原理图。
图2本发明的基于智能手机的反偷拍探测器的组成及结构图。
1、针孔摄像头探测器的激光器 2、针孔摄像头镜头 3、针孔摄像头感光元件
4、激光器驱动板 5、3.5mm耳机接口 6、手机摄像头
7、智能手机 8、连接线 9、激光器
10、望远镜物镜 11、望远镜目镜 12、望远镜
13、支架 14、锂电池
(五)具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰。以下结合附图对本发明所涉及的一种基于智能手机的反偷拍探测器的具体实施做详细的阐述，但本发明不仅限于该实施方案。
如图2所示，本发明一种基于智能手机的反偷拍探测器，由智能手机7，激光器9，激光器驱动板4、锂电池14和望远镜12组成，其中望远镜目镜11一侧靠近手机摄像头6，望远镜物镜10朝外。智能手机操作系统可以为android、ios或windows mobile，硬件上带有手机摄像头6和3.5mm耳机接口5。激光器9、锂电池14和望远镜12通过支架13固定在智能手机7上，激光器光轴和望远镜光轴平行。支架13带有夹持装置，可以固定在宽度为5cm至10cm的手机上。望远镜12可以水平调节和垂直调节位置，使得望远镜光轴与手机摄像头光轴重合。
激光器输出光功率为20mW，波长为650nm。激光器由外置的锂电池供电，锂电池容量为1000mAh，可以使系统连续工作10小时以上。激光器带有扩束镜，发散角为10°，可有效探测5m内的针孔摄像头目标。激光器8带有激光器驱动板4，控制激光器发出脉冲激光，二者通过连接线8连接。激光器驱动板4通过3.5mm耳机接口5与智能手机7连接，获取手机场同步信息，使激光器闪烁频率与摄像头帧频率相同。
一般智能手机摄像头视场大于40°，本发明带有望远镜，把望远镜固定在手机撮像头前，使摄像头视场降至15°以内，略大于照明视场。
本发明针对不同操作系统的智能手机开发相应的软件，软件功能包括：
1、获取手机摄像头场同步信号。
2、场同步信号控制手机3.5mm耳机接口输出特定的音频信号，触发激光器驱动板。
3、捕获主、被动图像，并对主被动图像进行目标识别，识别算法包括以下几个步骤：
步骤一：对相邻的两帧图像进行配准。当对目标进行扫描时，相邻两帧图像就有一定的位移差，故需对其进行配准算法。
步骤二：相邻两帧图像差分运算。相邻两帧图像一帧为主动图像，一帧为被动图像，主被动图像进行差分运算后，可滤除大部分背景的干扰。
步骤三：对差分后的图像进行滤波运算，去除背景图像中的噪点干扰。
步骤四：对滤波后图像设定一个阈值，进行二值化运算。
步骤五：对二值化图像进行膨胀运算。
步骤六：连通域标记运算，计算连通域外界矩形的长宽比，以此判断是否为目标。
Claims (5)
1.一种基于智能手机的反偷拍探测器，其特征在于，它包括：含有摄像头、3.5mm耳机接口的智能手机，含有激光器驱动板、锂电池的激光器及望远镜；激光器、锂电池和望远镜通过支架固定在手机上，支架可以水平调节和垂直调节位置，使得望远镜安置于手机摄像头前，并与手机摄像头光轴重合，激光器光轴与望远镜光轴平行；激光器驱动板通过3.5mm耳机接口与手机连接，获取手机场同步信息，驱动激光器输出光脉冲。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机的反偷拍探测器，其特征在于：在智能手机摄像头前加装望远镜，使成像视场≤15°，与激光器照明视场相匹配。
3.根据权利要求1所述的基于智能手机的反偷拍探测器，其特征在于：通过手机自带的摄像头获取偷拍针孔摄像头的主被动图像，手机内部处理器和GPU进行图像采集、针孔摄像头目标识别，完成反偷拍报警。
4.根据权利要求3所述的基于智能手机的反偷拍探测器，其特征在于：通过手机自带摄像头获取偷拍针孔摄像头的主被动图像，具体为激光器输出脉冲激光，当有激光照射时采集的是主动图像，无激光照射时采集的是被动图像；若视场内存在针孔摄像头，主动图像中目标会有亮斑，而被动图像则无；只要把主动图像和被动图像相减，即可滤掉大部分背景，突显出针孔摄像头目标。
5.根据权利要求4所述的基于智能手机的反偷拍探测器，其特征在于：手机摄像头图像采集与激光器的激光脉冲同步；通过手机软件获取智能手机摄像头的场同步信息，驱动3.5mm耳机接口输出特定的音频信号，触发激光器照明脉冲，使得手机摄像头在奇数帧获得有激光照明的主动图像，偶数帧获得无激光照明的被动图像。
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