CN101860704A - 自动关闭图像显示的显示装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种自动关闭图像显示的显示装置及其实现方法，所述的方法包括：a、摄取显示装置前的背景图像，识别所摄取的背景图像中是否存在观众图像，据此判断所述的显示装置前是否有用户存在；b、当判断所述的显示装置前没有用户存在时，控制所述的显示装置关闭图像显示。本发明提供的技术方案使得显示装置可以自动判断是否有用户存在，并在没有用户存在时自动关闭图像显示，在避免能源浪费的同时还简化了用户的操作。

Description

自动关闭图像显示的显示装置及其实现方法

技术领域

本发明属于显示控制技术领域，尤其涉及一种自动关闭图像的显示装置及其实现方法。

背景技术

随着技术的发展，越来越多的图像显示装置集成了摄像功能，如带摄像头的电视机，显示屏带摄像头的笔记本电脑，或者可以外接摄像头的电脑，等等，集成的或者外接的摄像头主要用于拍照、录像、视频聊天等等。

此外，随着技术的发展，计算机数字人体面貌识别技术也越来越成熟。人体面貌识别技术包含三个部分：

(1)人体面貌检测

面貌检测是指在动态的场景与复杂的背景中判断是否存在面像，并分离出这种面像。一般有下列几种方法：

①参考模板法

首先设计一个或数个标准人脸的模板，然后计算测试采集的样品与标准模板之间的匹配程度，并通过阈值来判断是否存在人脸；

②人脸规则法

由于人脸具有一定的结构分布特征，所谓人脸规则的方法即提取这些特征生成相应的规则以判断测试样品是否包含人脸；

③样品学习法

这种方法即采用模式识别中人工神经网络的方法，即通过对面像样品集和非面像样品集的学习产生分类器；

④肤色模型法

这种方法是依据面貌肤色在色彩空间中分布相对集中的规律来进行检测。

⑤特征子脸法

这种方法是将所有面像集合视为一个面像子空间，并基于检测样品与其在子空间的投影之间的距离判断是否存在面像。

值得提出的是，上述5种方法在实际检测系统中也可综合采用。

(2)人体面貌跟踪

面貌跟踪是指对被检测到的面貌进行动态目标跟踪。具体采用基于模型的方法或基于运动与模型相结合的方法。

此外，利用肤色模型跟踪也不失为一种简单而有效的手段。

(3)人体面貌比对

面貌比对是对被检测到的面像进行身份确认或在面像库中进行目标搜索。这实际上就是说，将采样到的面像与库存的面像依次进行比对，并找出最佳的匹配对象。所以，面像的描述决定了面像识别的具体方法与性能。目前主要采用特征向量与面纹模板两种描述方法：

①特征向量法

该方法是先确定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官轮廓的大小、位置、距离等属性，然后再计算出它们的几何特征量，而这些特征量形成一描述该面像的特征向量。

②面纹模板法

该方法是在库中存贮若干标准面像模板或面像器官模板，在进行比对时，将采样面像所有像素与库中所有模板采用归一化相关量度量进行匹配。

此外，还有采用模式识别的自相关网络或特征与模板相结合的方法。

人体面貌识别技术的核心实际为“局部人体特征分析”和“图形/神经识别算法”。这种算法是利用人体面部各器官及特征部位的方法。如对应几何关系多数据形成识别参数与数据库中所有的原始参数进行比较、判断与确认。一般要求判断时间低于1秒。

2、人体面貌的识别过程

一般分三步：

(1)首先建立人体面貌的面像档案。即用摄像机采集单位人员的人体面貌的面像文件或取他们的照片形成面像文件，并将这些面像文件生成面纹(Faceprint)编码贮存起来。

(2)获取当前的人体面像

即用摄像机捕捉的当前人员的面像，或取照片输入，并将当前的面像文件生成面纹编码。

(3)用当前的面纹编码与档案库存的比对

即将当前的面像的面纹编码与档案库存中的面纹编码进行检索比对。上述的“面纹编码”方式是根据人体面貌脸部的本质特征和形状来工作的。这种面纹编码可以抵抗光线、皮肤色调、面部毛发、发型、眼镜、表情和姿态的变化，具有很强的可靠性，从而使它可以从百万人中精确地辨认出某个人。人体面貌的识别过程，利用普通的图像处理设备就能自动、连续、实时地完成。

现在有的电视机具有单独听的功能，当用户离开电视机时间较长，不需要欣赏电视画面，但需要听电视机播放的声音时，用户需要按下遥控键来进入单独听状态，此时，电视机的图像关闭，但声音正常播放，但这种情况下需要用户手动控制，如果用户离开电视机时没有进行相应的操作，当用户离开电视机很长一段时间，电视机还是开着，会消耗很多的能量，而且也减少电视机的使用寿命。

对于电脑也有类似的问题，虽然屏幕保护可以起到类似的作用，但它不管人在不在电脑前，只要停止操作一段时间就会进入屏幕保护状态，不够人性化，如果用户在欣赏电影，不时进入屏幕保护状态是一件非常烦人的事情。

因此，需要一种技术方案，以解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动关闭图像显示的显示装置及其实现方法，旨在解决当显示装置前没有用户存在时自动关闭图像显示的问题。

本发明是这样实现的，一种自动关闭图像显示的显示装置，所述的显示装置包括MCU、摄像单元和观众识别单元，其中：

所述的摄像单元用来获取所述显示装置前的背景图像，并用来将所获取的背景图像传输到所述的观众识别单元；

所述的观众识别单元用来识别所述背景图像中是否存在观众图像，并将识别结果传输到所述MCU；

所述MCU用来根据所述观众识别单元的识别结果判断所述的显示装置前是否有用户，并用来在所述显示装置前没有用户时控制所述显示装置关闭图像显示。

所述的显示装置还包括与所述摄像单元连接的控制单元，用来控制所述摄像单元的开启或关闭和对焦。

所述的MCU还用来计算所述显示装置前没有用户持续的时间，当所述的时间达到预设值A时，所述的MCU用来控制所述显示装置关闭图像显示；当所述的时间达到预设值B时，所述的MCU用来控制所述显示装置进入待机状态。

所述的观众识别单元为图像人脸识别单元，用来识别所述背景图像中是否存在人脸。

所述的显示装置为CRT电视机，所述的MCU用来在所述CRT电视机前没有用户时控制所述CRT电视机黑屏；或者所述的显示装置为液晶电视机，所述的MCU用来在所述液晶电视机前没有用户时控制所述液晶电视机关闭背光。

6、根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的显示装置为电脑显示器，所述的MCU用来在所述电脑显示器前没有用户时控制所述电脑显示器黑屏或者进入屏幕保护状态。

本发明还提供了一种显示装置自动关闭图像显示的方法，所述的方法包括：

a、摄取显示装置前的背景图像，识别所摄取的背景图像中是否存在观众图像，据此判断所述的显示装置前是否有用户存在；

b、当判断所述的显示装置前没有用户存在时，控制所述的显示装置关闭图像显示。

所述的识别所摄取的背景图像中是否存在观众图像是通过识别所述背景图像中是否有人脸的方式实现的。

所述识别背景图像中是否有人脸是通过下面所列的方法中一项或者多项中实现的：参考模板法、人脸规则法、样品学习法、肤色模型法和特征子脸法。

其中步骤b具体包括：

b1、计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间，当持续的时间达到预设值A时，控制所述的显示装置关闭图像显示，当持续的时间达到预设值B时，控制所述的显示装置进入待机状态。

其中步骤b还包括：

开始计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间时，控制所述的显示装置降低图像亮度。

其中步骤a之前还包括：

a0、调用显示装置自动关闭图像显示设置菜单，启动自动关闭图像功能，和/或设置所述预设值A和预设值B的值。

其中步骤b还包括：

b1、开始计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间时，控制所述的显示装置逐渐将音量调高到预先设定的值，当持续的时间达到预设值E时，控制所述的显示装置逐步调低音量。

本发明克服现有技术的不足，通过摄像单元获取显示装置前的背景图像，通过人脸识别技术判断显示装置前是否有用户存在，当显示装置前没有用户存在时，自动控制显示装置关闭图像显示。本发明提供的技术方案使得显示装置可以自动判断是否有用户存在，并在没有用户存在时自动关闭图像显示，在避免能源浪费的同时还简化了用户的操作。

附图说明

图1是本发明实施例提供的数字电视接收机的方框图；

图2是本发明实施例提供的数字电视接收电视机对人进行拍照或者摄像的示意图；

图3是本发明实施例流程图；

图4是本发明实施例提供的图像亮度控制时序图；

图5是本发明实施例提供的音量控制时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的带摄像头的数字电视接收机的方框图。该电视机包括：调谐器，QAM(正交调幅)解调器，TS流(传输流)解复用器，MPEG-2解码器，音频输出单元，DDR(Double Data Rate双倍数据速率)存储控制器，DDR存储器，图像输出单元和OSD(On Screen Display屏幕显示)发生装置，此外，本发明实施例提供的数字电视接收机还包括依次连接的摄像头控制单元，摄像头，摄像头图像读取单元，以及与DDR存储控制器连接的摄像头图像人脸识别单元。

从调谐器输出的放大的中频信号到QAM解调器，然后经过TS流解复用器解复用，再传输到MPEG-2解码器解码，解码出来的数据分为视频和音频两部分，音频部分通过音频输出单元输出，视频部分被输出到DDR存储器，用于图像合成、处理等，经过合成或者处理过的图像经图像输出单元输出到屏幕上。在输出到屏幕之前，还可以通过OSD发生装置插入OSD菜单。

摄像头控制单元用于控制摄像头，如开启或关闭摄像头、自动对焦、等等，摄像头用来摄取电视机前的背景图像，摄像头图像读取单元用于读取摄像头采集的图像数据，摄像头图像人脸识别单元用于从采集的图像数据中识别人脸，摄像头图像手势识别单元用于识别人的手势，用于与电视机进行交互，所采集的图像数据存储在DDR存储器中，根据需要单独或者与其他图像混合后输出到屏幕上。通过遥控接收与发送预处理模块，MCU(Micro Chip Unit微控制器)接收遥控器发送来的控制信号来对电视机进行控制，此外MCU还通过IIC总线来与调谐器，QAM解调器，TS流解复用器，MPEG-2解码器，图像输出单元，OSD发生装置，摄像头控制单元，摄像头，摄像头图像读取单元，摄像头图像人脸识别单元等进行通讯，用于控制、数据的读写等等(连接关系图未示)。EEPROM存储器用于存储数据，如电视机、摄像头、摄像头图像人脸识别单元等的控制参数、用户数据等等。EEPROM存储器也可以用其他存储器代替，如FLASH存储器。

图2为本发明实施例提供的带摄像头的电视机对人进行拍照或者摄像的示意图。摄像头拍摄得到的背景图像，可以显示在电视上，也可以监控是否有用户在观看电视。对于前者，属于现有技术，这里不做说明，对于后者，下面来说明摄像头如何监控是否有用户在观看电视。

通过摄像头来监控是否有用户在观看电视，主要是通过人脸识别的方法来实现的。人脸识别的方法有多种，如参考模板法、人脸规则法、样品学习法、肤色模型法、特征子脸法等等，这些方法都是现有技术。图3是本发明实施例的流程图，在电视机处于开机状态时，首先通过摄像头拍摄背景图像，然后利用前面说到的方法来进行人脸识别，如果在拍摄的背景图像中存在人脸，则认为有用户在观看电视，电视机正常播放；如果在检测的背景图像中没有发现人脸，则认为当前没有用户在观看电视，系统开始计时，如果在设定的时间值A内，如3分钟，都没有检测到人脸，则关闭电视机的图像或者关闭图像电源，这样可以节约电视机消耗的能量，保护电视机的显示屏并延长使用寿命，此时可以保持声音输出，使用户在离开电视机的时候仍然可以听到伴音；如果在设定值B内，如30分钟，都没有检测到人脸，则关闭电视机，进入待机状态。时间设定值A、B可以由用户来设定，一般B值都比A值要大。如果在设定值A或B内检测到人脸出现，则计时器清零，电视机恢复到正常播放状态。

如果在设定值A内没有检测到用户，关闭电视机的图像的方式可以是黑屏或者关闭图像输出。黑屏是输出黑色到屏幕上，关闭图像输出是关闭有关图像输出的通道电源，比较好的方式是黑屏，因为这是一个中间状态，一旦检测到用户出现，电视机可以很快的显示图像。对于CRT电视机黑屏可以避免启动显像管的长时间等待；对于液晶电视机，比较好的方式是关闭背光，或关闭背光和液晶屏图像输出。

不同的显示器有不同的特性，输出黑屏可以是一种屏幕保护图案。对于等离子显示器，需要动态的变化图案来防止单一图像对显示屏的损害，因此屏幕保护图案应设计成动画。

对于电脑显示器，当在时间A内没有检测到用户存在的时候，电脑进入黑屏或者屏幕保护状态。当在时间B内没有检测到用户存在的时候，电脑关闭显示器。相比现在单纯通过时间来控制进入黑屏或者屏幕保护状态或者关闭显示器，显得更加人性化。

根据上面的描述，电视机或者电脑内可以设置菜单选项：是否开启摄像头监控；时间A设置；到达时间A是黑屏、关闭背光、或者进入屏幕保护；时间B设置。对时间B的设置可以将其设为无限长，这样电视机或者电脑就可以进入单独听的状态。

前面提到，当到达时间A是黑屏、关闭背光或者进入屏幕保护，这里还提供一种方式，根据没有检测到用户存在的时间的长短来改变电视机图像显示的亮度，如图4所示，在A点的时候，电视机或显示器是黑屏、关闭图像通道电源、关闭背光或者进入屏幕保护，在B点的时候系统整个进入待机状态，在C点也就是刚开始检测到电视机前没有用户的时候，电视机保持图像和声音输出，但由于没有用户，电视机开始降低图像亮度，到达D点的时候，降低亮度的速度变慢。这只是一种实施方式，系统也可以等比例降低亮度，或者分阶段降低亮度，本发明不限定。

图5显示了电视机没有检测到用户存在持续的时间和音量变化的关系。前面描述了在没有人的时候图像会逐渐变暗，直至黑屏，在这个过程中音量会逐步升高，C点是正常音量，D点音量升高了，图像的亮度降低，在A点的时候图像黑屏，当没有检测到用户存在持续的时间到达E点时，系统会认定确实没有用户存在，音量会逐渐降低，直至B点关机。从A点到E点声音基本保持一致。

上述分别描述了根据电视机检测到没有用户存在持续的时间与图像亮度和音量大小的对应关系，具体应用时，这两者可以单独应用，也可以结合应用。

本发明实施例中，显示装置以电视机或者电脑为例进行说明，具体应用本发明提供的技术方案时，并不局限于电脑或者电视机，其他的显示装置也可以应用；摄像单元以摄像头为例进行说明，其他的摄像装置业可以作为摄像单元应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种自动关闭图像显示的显示装置，其特征在于，所述的显示装置包括MCU、摄像单元和观众识别单元，其中：

所述的摄像单元用来获取所述显示装置前的背景图像，并用来将所获取的背景图像传输到所述的观众识别单元；

所述的观众识别单元用来识别所述背景图像中是否存在观众图像，并将识别结果传输到所述MCU；

所述MCU用来根据所述观众识别单元的识别结果判断所述的显示装置前是否有用户，并用来在所述显示装置前没有用户时控制所述显示装置关闭图像显示。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的显示装置还包括与所述摄像单元连接的控制单元，用来控制所述摄像单元的开启或关闭和对焦。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的MCU还用来计算所述显示装置前没有用户持续的时间，当所述的时间达到预设值A时，所述的MCU用来控制所述显示装置关闭图像显示；当所述的时间达到预设值B时，所述的MCU用来控制所述显示装置进入待机状态。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的观众识别单元为图像人脸识别单元，用来识别所述背景图像中是否存在人脸。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的显示装置为CRT电视机，所述的MCU用来在所述CRT电视机前没有用户时控制所述CRT电视机黑屏；或者所述的显示装置为液晶电视机，所述的MCU用来在所述液晶电视机前没有用户时控制所述液晶电视机关闭背光。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述的显示装置为电脑显示器，所述的MCU用来在所述电脑显示器前没有用户时控制所述电脑显示器黑屏或者进入屏幕保护状态。

7.一种显示装置自动关闭图像显示的方法，所述的方法包括：

a、摄取显示装置前的背景图像，识别所摄取的背景图像中是否存在观众图像，据此判断所述的显示装置前是否有用户存在；

b、当判断所述的显示装置前没有用户存在时，控制所述的显示装置关闭图像显示。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的识别所摄取的背景图像中是否存在观众图像是通过识别所述背景图像中是否有人脸的方式实现的。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述识别背景图像中是否有人脸是通过下面所列的方法中一项或者多项中实现的：参考模板法、人脸规则法、样品学习法、肤色模型法和特征子脸法。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中步骤b具体包括：

b1、计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间，当持续的时间达到预设值A时，控制所述的显示装置关闭图像显示，当持续的时间达到预设值B时，控制所述的显示装置进入待机状态。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中步骤b还包括：

开始计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间时，控制所述的显示装置降低图像亮度。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中步骤a之前还包括：

a0、调用显示装置自动关闭图像显示设置菜单，启动自动关闭图像功能，和/或设置所述预设值A和预设值B的值。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中步骤b还包括：

b1、开始计算所述的显示装置前没有用户存在持续的时间时，控制所述的显示装置逐渐将音量调高到预先设定的值，当持续的时间达到预设值E时，控制所述的显示装置逐步调低音量。

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