CN103281064A - 一种实现家电节能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家电领域，其公开了一种实现家电节能的方法及装置，解决传统技术中人们在使用家电时容易造成不必要的资源浪费、减少家电使用寿命的问题。该装置包括：摄像头，用于实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；人脸检测及人眼定位分析模块，用于根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；省电执行单元，用于结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式。此外，本发明还公开了相应的实现家电节能的方法，适用于普通家庭的家电节能。

Description

一种实现家电节能的方法及装置

技术领域

本发明涉及智能家电领域，具体的说，是涉及一种应用于智能家电上的实现家电节能的方法及装置。

背景技术

随着网络技术和通信技术的成熟和广泛应用，信息化水平的不断提高，智能控制技术的飞速发展，用户对高水平家电的需求，使得智能家电的迅猛发展成为一种必然趋势。同传统的家电产品相比，智能家电具有如下特点：网络化，各种不同的家电设备可以通过网络互联，实现信息的共享；人性化，让用户更方便简单的实现对家电的各种控制操作，满足用户的更多方面的生活需求；节能化，智能家电可以根据周围环境自动调整工作时间、工作状态，不需要人为干预，从而实现节能。

当前世界正面临结构性能源短缺与能源市场供应的不确定性问题，随着世界经济的快速发展和人口规模的持续扩展，全球能源消费增加迅猛，尤其以亚太地区为代表的发展中国家能源消费迅速上升，资源的耗竭和环境的污染，让节能变得尤为重要。家电是现代生活中不可或缺的一部分，但是，人们往往在使用家电时造成不必要的资源浪费；例如：观看电视机过程中的入睡、短暂离开，或者误操作导致开机，使用空调过程中离家忘记关机等，这不仅浪费了电力资源，也会使家电本身的使用寿命减少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种实现家电节能的方法及装置，解决传统技术中人们在使用家电时容易造成不必要的资源浪费、减少家电使用寿命的问题。

本发明解决上述技术问题采用的方案是：一种实现家电节能的装置，包括：

摄像头，用于实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；

人脸检测及人眼定位分析模块，用于根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；

省电执行单元，用于结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式。

进一步，所述省电模式为调低音量和/或调低显示屏亮度的省电操作模式或为待机模式或为关机模式；所述省电模式执行条件为：在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间，或者检测到人眼闭合状态并持续一定时间。

进一步，所述省电执行单元，在判断到当前达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式的具体方法为：

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第一时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第一时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第一时间阈值，则向家电发出调低音量和/或调低显示屏亮度的控制命令，家电进入省电操作模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第二时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第二时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第二时间阈值，则向家电发出待机的控制命令，家电进入待机模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第三时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第三时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第三时间阈值，则向家电发出关机的控制命令，家电进入关机模式；

所述第三时间阈值＞第二时间阈值＞第一时间阈值。

进一步，该装置还包括：

恢复单元，用于在家电进入省电操作模式或待机模式后，结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。

进一步，所述恢复操作执行条件为：由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸；

或者，由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态；

或者，由于在检测区域内检测到人眼闭合状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人眼睁开状态。

此外，本发明的另一目的还在于提出一种实现家电节能的方法，该方法包括步骤：

a.摄像头实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；

b.人脸检测及人眼定位分析模块根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；

c.省电执行单元结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式。

进一步，步骤c中，所述省电模式为调低音量和/或调低显示屏亮度的省电操作模式或为待机模式或为关机模式；所述省电模式执行条件为：在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间，或者检测到人眼闭合状态并持续一定时间。

进一步，步骤c中，所述省电执行单元，在判断到当前达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式的具体方法为：

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第一时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第一时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第一时间阈值，则向家电发出调低音量和/或调低显示屏亮度的控制命令，家电进入省电操作模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第二时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第二时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第二时间阈值，则向家电发出待机的控制命令，家电进入待机模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第三时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第三时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第三时间阈值，则向家电发出关机的控制命令，家电进入关机模式；

所述第三时间阈值＞第二时间阈值＞第一时间阈值。

进一步，该方法还包括步骤：

d.在家电进入省电操作模式或待机模式后，恢复单元结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。

进一步，步骤d中，所述恢复操作执行条件为：由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸；

或者，由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态；

或者，由于在检测区域内检测到人眼闭合状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人眼睁开状态。

本发明的有益效果是：对检测区域内图像进行实时采集，并设定精确的判定条件判断当前是否达到省电模式执行条件，在达到省电模式执行条件时向家电发出相应控制命令，进入相应的省电模式，可以避免不必要的资源浪费，降低对家电寿命的损耗；还可以通过进一步设置恢复操作执行条件，当达到恢复操作执行条件时，向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态，从而实现家电工作模式间的高效切换，体现家电的智能性，也更加具备人性化，提升用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例中的实现家电节能装置结构框图。

具体实施方式

为解决传统技术中人们在使用家电时容易造成不必要的资源浪费、减少家电使用寿命的问题，本发明公开了一种实现家电节能的方法及装置，本发明通过对检测区域内图像进行实时采集，并设定精确的判定条件判断当前是否达到省电模式执行条件，在达到省电模式执行条件时向家电发出相应控制命令，进入相应的省电模式，可以避免不必要的资源浪费，降低对家电寿命的损耗；还可以通过进一步设置恢复操作执行条件，当达到恢复操作执行条件时，向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态，从而实现家电工作模式间的高效切换，体现家电的智能性，也更加具备人性化，提升用户体验。

下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：

参见图1，本例中的实现家电节能的装置包括摄像头、人脸检测及人眼定位分析模块、省电执行单元、恢复单元；所述摄像头与人脸检测及人眼定位分析模块相连；所述省电执行单元和恢复单元均与所述人脸检测及人眼定位分析模块相连；所述省电执行单元与恢复单元相连；

各个功能模块相应功能如下：

摄像头，用于实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块，在实际应用中，可以选用普通2D摄像头，用户可以自行选择检测区域，如：家电的正前方区域等；

人脸检测及人眼定位分析模块，用于根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；这里的人脸检测及人眼定位分析模块中包含了相应的算法可以判断视频图像中是否有人脸，以及人脸是处于正脸状态还是侧脸状态，以及人眼是处于睁开还是闭合状态；

具体的算法说明如下：

（1）分类器的离线学习：收集训练样本，将所有人脸图像进行对齐；对人脸图像进行预处理，降低光照不均匀的影响；Haar特征提取，将训练图像的像素值映射到特征空间，以降低类内距离，提高类间距离，方便分类；采用AdaBoost学习训练算法，对样本进行分类学习训练；

（2）人脸的在线检测：采用Haar检测算法对采集的视频图像进行人脸检测，判断有无人脸存；

（3）采用与人脸检测算法相同的分类器训练一个严格的侧脸文件，在检测到人脸的基础上，再次使用Haar检测算法进行侧脸检测；

（4）在检测到人脸的基础上，利用人脸积分投影的特点和Hough变换圆对人眼进行精确定位。提取眼周包括眼角在内的六个特征点，根据上下特征点间的距离变化，判断眼睛是睁开还是闭合。

需要说明的是，以上算法皆为本领域公知常识。

省电执行单元，用于结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式；这里的省电模式为调低音量和/或调低显示屏亮度的省电操作模式或为待机模式或为关机模式；所述省电模式执行条件为：在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间，或者检测到人眼闭合状态并持续一定时间。

恢复单元，用于在家电进入省电操作模式或待机模式后，结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。这里所述恢复操作执行条件为：由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸；

或者，由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态；

或者，由于在检测区域内检测到人眼闭合状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人眼睁开状态。

结合上述装置，本例中的实现家电节能的方法采用以下步骤实现：

A.摄像头实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；

B.人脸检测及人眼定位分析模块根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；

C.省电执行单元结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式；

D.在家电进入省电操作模式或待机模式后，恢复单元结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。

在上述步骤C中，如果满足以下三个条件之一即可进入相应省电模式：1、在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间；2、检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间；3、检测到人眼闭合状态并持续一定时间。这里的省电模块也有三种：1、省电操作模式（如：降低音量、降低显示屏亮度等）；2、待机模式（即通知电器进行待机）；3、关机模式（即直接对电器进行关机）；

为了更精确的实现对电器的控制，本例中采取的控制方式为：

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第一时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第一时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第一时间阈值，则向家电发出调低音量和/或调低显示屏亮度的控制命令，家电进入省电操作模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第二时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第二时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第二时间阈值，则向家电发出待机的控制命令，家电进入待机模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第三时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第三时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第三时间阈值，则向家电发出关机的控制命令，家电进入关机模式；

上述第三时间阈值＞第二时间阈值＞第一时间阈值，至于具体的大小由用户自己定义。

在上述步骤D中，恢复单元根据人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，即这里的恢复执行条件是与进入省电模式的原因相对应的，如果是由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间进入省电模式的，那么这里的恢复执行条件就取“当前在检测区域内检测到人脸”；如果是由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间进入省电模式的，那么这里的恢复执行条件就取“当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态”；如果是由于在检测区域内检测到人眼为闭合状态并持续一定时间而进入省电模式的，那么这里的恢复执行条件就取“当前在检测区域内检测到人眼为睁开状态”。

而且，步骤D中所述的“恢复到进入相应省电模式之前的状态”是指：如果以未进入任何省电模式前的状态为正常状态，那么当前不论是省电操作模式（即进行了调低音量和/或降低显示屏亮度的操作）还是待机模式，都直接恢复到正常状态。

下面以几个具体实例说明本发明的装置可以实现的功能：

以下几个实例中的第一时间阈值均为5分钟、第二时间阈值均为10分钟、第三时间阈值均为15分钟，家用电器以电视机为例；

例一：某用户在观看电视节目的过程中，因某件事急于出门而忘记关掉电视机，本发明中的装置在5分钟内未在检测区域内检测到人脸出现而调低电视机音量、调低显示屏亮度；

（1）假设在第6分钟时，该用户回家，则本发明的装置检测到人脸出现，进而将电视机的音量、显示屏亮度恢复到“调低电视机音量、调低显示屏亮度”之前的状态；

（2）假设该用户在10分钟的持续时间内仍未回家，本发明中的装置会通知电视机进入待机状态，假设在第11分钟时用户才回家，则本发明的装置检测到人脸出现，进而通知电视机取消待机状态并恢复到“调低电视机音量、调低显示屏亮度”之前的状态；

（3）假设该用户在15分钟的持续时间内仍未回家，本发明中的装置会通知电视机进入关机状态。

例二：某用户在观看电视节目的过程中，由于困倦而睡着，本发明中的装置在5分钟的持续时间内检测到用户的眼睛都是闭合状态，因而调低电视机音量、调低显示屏亮度；

（1）假设在第6分钟时，该用户醒来，则本发明的装置检测到眼睛睁开，进而将电视机的音量、显示屏亮度恢复到“调低电视机音量、调低显示屏亮度”之前的状态；

（2）假设该用户在10分钟的持续时间内眼睛仍然是闭合状态，本发明中的装置会通知电视机进入待机状态，假设在第11分钟时用户醒来，则本发明的装置检测到人眼睁开，进而通知电视机取消待机状态并恢复到“调低电视机音量、调低显示屏亮度”之前的状态；

（3）假设该用户在15分钟的持续时间内仍然检测到用户眼睛为闭合状态，则本发明中的装置会通知电视机进入关机状态。

此外，本发明的装置还具有检测“侧脸”的功能，如果用户在电视机前长时间聊天而没有关注电视节目，本发明的装置也可以通过时间阈值的判定进入相应状态，其实现方式与以上两个具体实例一致，这里不再举例。

需要说明的是，本发明要求保护的方案包含但不仅限于上述实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明精神实质情况下根据上述实施例的描述所作出的等同修改/替换，皆在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现家电节能的装置，其特征在于，包括：

摄像头，用于实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；

人脸检测及人眼定位分析模块，用于根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；

省电执行单元，用于结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式。

2.如权利要求1所述的一种实现家电节能的装置，其特征在于，所述省电模式为调低音量和/或调低显示屏亮度的省电操作模式或为待机模式或为关机模式；所述省电模式执行条件为：在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间，或者检测到人眼闭合状态并持续一定时间。

3.如权利要求2所述的一种实现家电节能的装置，其特征在于，所述省电执行单元，在判断到当前达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式的具体方法为：

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第一时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第一时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第一时间阈值，则向家电发出调低音量和/或调低显示屏亮度的控制命令，家电进入省电操作模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第二时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第二时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第二时间阈值，则向家电发出待机的控制命令，家电进入待机模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第三时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第三时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第三时间阈值，则向家电发出关机的控制命令，家电进入关机模式；

所述第三时间阈值＞第二时间阈值＞第一时间阈值。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种实现家电节能的装置，其特征在于，该装置还包括：

恢复单元，用于在家电进入省电操作模式或待机模式后，结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。

5.如权利要求4所述的一种实现家电节能的装置，其特征在于，所述恢复操作执行条件为：由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸；

或者，由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态；

或者，由于在检测区域内检测到人眼闭合状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人眼睁开状态。

6.一种实现家电节能的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

a.摄像头实时采集检测区域内的视频图像，并将图像提交给人脸检测及人眼定位分析模块；

b.人脸检测及人眼定位分析模块根据摄像头提交的视频图像对当前人脸状态及人眼闭合情况进行分析，并将分析结果提交给省电执行单元；

c.省电执行单元结合人脸检测及人眼定位分析模块提交的分析结果判断当前是否达到省电模式执行条件，如果达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式。

7.如权利要求6所述的一种实现家电节能的方法，其特征在于，步骤c中，所述省电模式为调低音量和/或调低显示屏亮度的省电操作模式或为待机模式或为关机模式；所述省电模式执行条件为：在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续一定时间，或者检测到人眼闭合状态并持续一定时间。

8.如权利要求7所述的一种实现家电节能的方法，其特征在于步骤c中，所述省电执行单元，在判断到当前达到省电模式执行条件则向家电发出相应控制命令，进入相应省电模式的具体方法为：

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第一时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第一时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第一时间阈值，则向家电发出调低音量和/或调低显示屏亮度的控制命令，家电进入省电操作模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第二时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第二时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第二时间阈值，则向家电发出待机的控制命令，家电进入待机模式；

如果在检测区域内未检测到人脸并持续超过第三时间阈值，或者检测到的人脸为侧脸状态并持续超过第三时间阈值，或者检测到人眼闭合状态并持续超过第三时间阈值，则向家电发出关机的控制命令，家电进入关机模式；

所述第三时间阈值＞第二时间阈值＞第一时间阈值。

9.如权利要求6-8任意一项所述的一种实现家电节能的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

d.在家电进入省电操作模式或待机模式后，恢复单元结合人脸检测及人眼定位分析模块对当前人脸状态及人眼闭合情况的分析结果以及进入省电模式的原因判断是否达到恢复操作执行条件，如果达到恢复操作执行条件则向家电发出相应控制命令，使家电恢复到进入相应省电模式之前的状态。

10.如权利要求9所述的一种实现家电节能的方法，其特征在于，步骤d中，所述恢复操作执行条件为：由于在检测区域内未检测到人脸并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸；

或者，由于在检测区域内检测到人脸为侧脸状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人脸为正脸状态；

或者，由于在检测区域内检测到人眼闭合状态并持续超过一定时间而进入省电模式，而当前在检测区域内检测到人眼睁开状态。

Images