CN102270021A - 基于人脸识别的显示器自动调节方法及支架 - Google Patents

基于人脸识别的显示器自动调节方法及支架 Download PDF

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许云婷
孙凌云
顾莹莹
柴春雷
汤永川
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Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别的显示器自动调节方法及支架,方法步骤如下:1)获取显示器前方的图像,对获取的图像进行人脸检测并确定人脸的初始坐标;2)实时获取显示器前方的连续图像,对当前帧图像进行人脸检测并确定人脸坐标,计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量;3)实时根据所述位移量驱动显示器转动;支架包括图象采集单元(1)、控制单元(2)、转动机构(3)和支架本体,述图象采集单元(1)、控制单元(2)、转动机构(3)依次相连。本发明能够自动跟踪人脸进行调整位置,具有使用方便、结构简单、成本较低的优点。

Description

基于人脸识别的显示器自动调节方法及支架
技术领域
[0001] 本发明涉及电子硬件产品领域,具体涉及一种能够自动跟踪人脸进行调整位置的显示器自动调节方法及支架。
背景技术
[0002] 随着社会的不断发展,各种笔记本电脑和台式机电脑开始得到普及。但是,由于各种笔记本电脑和台式机电脑的显示器往往都采用一个相对固定的支架固定,不能够根据人的坐姿和位置实现自动调整,不能够智能化。
[0003] 目前对于实现显示器的调整都是基于机械结构类的。例如申请号为 CN201030631792的技术方案记载了一种笔记本电脑支架,它能满足电脑使用者对笔记本电脑方向和高度的需求,但是该技术方案是手动调节机构,无法让使用者把手完全释放出来, 跟不上当下智能化的时代需求。此外,在专利公开号CN201837948U,CN201803070U等专利中都是关于笔记本电脑或者平板电脑相关的支架专利。它们多涉及支架的外观设计,或者机械结构的设计。这一点可以看出市场对诸如平板电脑的支架的需求的存在。但是这些技术方案都不能够根据人的坐姿和位置实现自动调整,不能够智能化,缺少互动,缺少趣味, 不智能化,应用性不强等劣势,不能满足市场的需求。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动跟踪人脸进行调整位置,使用方便、结构简单、成本较低的基于人脸识别的显示器自动调节方法及支架。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
[0006] 一种基于人脸识别的显示器自动调节方法,其实施步骤如下:
[0007] 1)获取显示器前方的图像,对获取的图像进行人脸检测并确定人脸的初始坐标;
[0008] 2)实时获取显示器前方的连续图像,对当前帧图像进行人脸检测并确定人脸坐标,计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量;
[0009] 3)实时根据所述位移量驱动显示器转动。
[0010] 作为本发明基于人脸识别的显示器自动调节方法的进一步改进:
[0011] 所述步骤幻实时根据所述位移量驱动显示器转动具体是指:将位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量,然后驱动显示器沿着水平方向转动水平方向位移量、驱动沿着竖直方向转动竖直方向位移量。
[0012] 所述步骤幻之前预先设定调整阈值,所述根据所述位移量驱动显示器转动之前首先判断位移量是否超过所述调整阈值,如果位移量小于调整阈值则不驱动显示器转动, 如果位移量大于调整阈值则根据所述位移量驱动显示器转动。
[0013] 本发明还提供一种基于人脸识别的显示器自动调节支架,包括图象采集单元、控制单元、转动机构和支架本体,所述图象采集单元、控制单元、转动机构依次相连,所述控制单元包括用于识别图象采集单元输出图像中人脸坐标的人脸识别模块和用于获取相邻两幅图像中的人脸坐标位移量的人脸运动计算模块和用于根据人脸坐标位移量驱动所述转动机构的运动控制模块,所述人脸识别模块、人脸运动计算模块和控制模块依次相连,所述支架本体包括底盘和用于支承固定显示器的支承座,所述支承座通过转动机构固定于底盘上。
[0014] 作为本发明基于人脸识别的显示器自动调节支架的进一步改进:
[0015] 所述运动控制模块包括用于将人脸坐标位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量的运动分解单元和用于根据水平方向位移量与竖直方向位移量驱动所述转动机构的运动驱动模块,所述运动分解单元分别与人脸运动计算模块、运动驱动模块相连,所述运动驱动模块与转动机构相连。
[0016] 所述转动机构包括水平转动机构和竖直转动机构,所述水平转动机构和竖直转动机构分别与运动驱动模块相连。
[0017] 所述水平转动机构和竖直转动机构均为伺服马达。
[0018] 所述图象采集单元固定于所述支承座上。
[0019] 所述支承座的下端设有用于支承显示器的弯托。
[0020] 所述弯托内侧设有采用柔性材料制成的缓冲件。
[0021] 本发明基于人脸识别的显示器自动调节方法具有下述优点:本发明通过人脸识别,计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量并实时根据所述位移量驱动显示器转动,能够自动跟踪人脸进行调整位置,使显示器的方位角度根据用户的观赏需要进行自动调节,能够自动适应使用者的不同姿势,使用户的双手实现一定程度的解放,具有使用方便、智能度高、结构简单、成本较低的优点;此外,本发明通过人脸识别实现与人交互,科技感强、趣味性高,应用前景广泛的优点。
[0022] 本发明基于人脸识别的显示器自动调节支架具有与上述基于人脸识别的显示器自动调节方法对应的结构,因此也具备上述基于人脸识别的显示器自动调节方法对应的优点。而且,本发明基于人脸识别的显示器自动调节支架既可以与显示器集成到一起,又可以单独作为显示器或者笔记本电脑的配件出售,使用方式灵活多样,适用范围广。
附图说明
[0023] 图1为本发明实施例的流程示意图。
[0024] 图2为本发明实施例的结构示意图。
[0025] 图3为本发明实施例的侧向结构示意图。
[0026] 图4为本发明实施例的框架结构示意图。
[0027] 图例说明:1、图象采集单元;2、控制单元;21、人脸识别模块;22、人脸运动计算模块;23、控制模块;231、运动分解单元;232、运动驱动模块;3、转动机构;31、水平转动机构; 32、竖直转动机构;41、底盘;42、支承座;421、弯托;422、缓冲件;43、调节机构。
具体实施方式
[0028] 如图1所示,本发明实施例基于人脸识别的显示器自动调节方法的实施步骤如下
[0029] 1)获取显示器前方的图像,对获取的图像进行人脸检测并确定人脸的初始坐标;
[0030] 2)实时获取显示器前方的连续图像,对当前帧图像进行人脸检测并确定人脸坐标,计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量;
[0031] 3)实时根据位移量驱动显示器转动。
[0032] 步骤幻实时根据位移量驱动显示器转动具体是指:将位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量,然后驱动显示器沿着水平方向转动水平方向位移量、驱动沿着竖直方向转动竖直方向位移量。步骤幻之前预先设定调整阈值,根据位移量驱动显示器转动之前首先判断位移量是否超过调整阈值,如果位移量小于调整阈值则不驱动显示器转动, 如果位移量大于调整阈值则根据位移量驱动显示器转动。
[0033] 如图2、图3和图4所示,本发明实施例基于人脸识别的显示器自动调节支架包括图象采集单元1、控制单元2、转动机构3和,图象采集单元1、控制单元2、转动机构3依次相连,控制单元2包括用于识别图象采集单元1输出图像中人脸坐标的人脸识别模块21和用于获取相邻两幅图像中的人脸坐标位移量的人脸运动计算模块22和用于根据人脸坐标位移量驱动转动机构3的运动控制模块23,人脸识别模块21、人脸运动计算模块22和控制模块23依次相连,支架本体包括底盘41和用于支承固定显示器的支承座42,支承座42通过转动机构3固定于底盘41上。
[0034] 本实施例中,图象采集单元1为摄像头,控制单元2采用单片机或者ARM处理器实现,图象采集单元1固定于支承座42上,支承座42通过一个调节机构43与转动机构3相连,与现有的显示器支架结构相同,调节机构43可手动伸缩左右扭动调节,以保证每个用户能调节到适合自己的使用显示器的初始角度。支承座42的下端设有用于支承显示器的弯托421,弯托421的形式可以有效对放置其中的显示器起到固定作用,弯托421中即可用于放置显示器,此外也可以放置其他的数码产品,例如MP3、MP4、MP5、MID、平板电脑甚至笔记本电脑等等,其大小可以根据产品的大小相应改变。弯托421内侧设有采用柔性材料制成的缓冲件422,本实施例中缓冲件422采用海绵体,能够确保显示器不受弯托421的刮擦, 而且可以缓冲震动、固定效果更好。
[0035] 运动控制模块23包括用于将人脸坐标位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量的运动分解单元231和用于根据水平方向位移量与竖直方向位移量驱动转动机构3 的运动驱动模块232,运动分解单元231分别与人脸运动计算模块22、运动驱动模块232相连,运动驱动模块232与转动机构3相连。转动机构3包括水平转动机构31和竖直转动机构32,水平转动机构31和竖直转动机构32分别与运动驱动模块232相连。本市示例中,水平转动机构31和竖直转动机构32均为伺服马达。
[0036] 本实施例中,通过人脸识别模块21和人脸运动计算模块22对人脸中心的运动轨迹进行捕捉和跟踪,再通过运动控制模块23将得到的坐标数据转换成相应的旋转角度并传输给转动机构3分别在水平方向和垂直方向转动一定角度,从而使显示器能随着人脸的变化自动进行三维方向的调节。
[0037] 本实施例的工作过程如下:开机以后图象采集单元1首先获取显示器前方的图像,人脸识别模块21对获取的图像进行人脸检测并确定人脸的初始坐标,然后进入自动追踪状态。在自动追踪状态下,图象采集单元1实时获取显示器前方的连续图像,人脸识别模块对当前帧图像进行人脸检测并确定人脸坐标,人脸运动计算模块22计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量。控制模块23首先判断位移量是否超过调整阈值,如果位移量小于调整阈值则不驱动显示器转动。如果位移量大于调整阈值,运动分解单元231将位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量,然后通过运动驱动模块232根据水平方向位移量驱动水平转动机构31,根据竖直方向位移量驱动竖直转动机构 32,将支承座42转动至面对人脸的位置。
[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式,凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种基于人脸识别的显示器自动调节方法,其特征在于其实施步骤如下:1)获取显示器前方的图像,对获取的图像进行人脸检测并确定人脸的初始坐标;2)实时获取显示器前方的连续图像,对当前帧图像进行人脸检测并确定人脸坐标,计算当前帧图像的人脸坐标与上一帧图像的人脸坐标之间的位移量;3)实时根据所述位移量驱动显示器转动。
2.根据权利要求1所述基于人脸识别的显示器自动调节方法,其特征在于:所述步骤 3)实时根据所述位移量驱动显示器转动具体是指:将位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量,然后驱动显示器沿着水平方向转动水平方向位移量、驱动沿着竖直方向转动竖直方向位移量。
3.根据权利要求1或2所述基于人脸识别的显示器自动调节方法,其特征在于:所述步骤幻之前预先设定调整阈值,所述根据所述位移量驱动显示器转动之前首先判断位移量是否超过所述调整阈值,如果位移量小于调整阈值则不驱动显示器转动,如果位移量大于调整阈值则根据所述位移量驱动显示器转动。
4. 一种基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:包括图象采集单元(1)、控制单元O)、转动机构C3)和支架本体,所述图象采集单元(1)、控制单元O)、转动机构(3) 依次相连,所述控制单元(¾包括用于识别图象采集单元(1)输出图像中人脸坐标的人脸识别模块和用于获取相邻两幅图像中的人脸坐标位移量的人脸运动计算模块02)和用于根据人脸坐标位移量驱动所述转动机构(3)的运动控制模块(23),所述人脸识别模块 (21)、人脸运动计算模块0¾和控制模块依次相连,所述支架本体包括底盘Gl)和用于支承固定显示器的支承座(42),所述支承座02)通过转动机构(3)固定于底盘Gl) 上。
5.根据权利要求4所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述运动控制模块包括用于将人脸坐标位移量分解为水平方向位移量与竖直方向位移量的运动分解单元(231)和用于根据水平方向位移量与竖直方向位移量驱动所述转动机构(3)的运动驱动模块032),所述运动分解单元(231)分别与人脸运动计算模块(22)、运动驱动模块(23¾相连,所述运动驱动模块032)与转动机构(¾相连。
6.根据权利要求5所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述转动机构(3)包括水平转动机构(31)和竖直转动机构(32),所述水平转动机构(31)和竖直转动机构(3¾分别与运动驱动模块(23¾相连。
7.根据权利要求6所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述水平转动机构(31)和竖直转动机构(32)均为伺服马达。
8.根据权利要求4或5或6或7所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述图象采集单元(1)固定于所述支承座G2)上。
9.根据权利要求8所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述支承座0¾的下端设有用于支承显示器的弯托G21)。
10.根据权利要求9所述基于人脸识别的显示器自动调节支架,其特征在于:所述弯托 (421)内侧设有采用柔性材料制成的缓冲件022)。
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