CN103854447A - 依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置及其方法，其通过撷取包含可携装置的使用者的目标影像以及侦测可携装置的倾斜角度后，依据所截取的目标影像及所侦测的倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足，当坐姿提示条件被满足时产生坐姿提示讯息的技术手段，可以达成随时纠正坐姿以避免使用者产生不适的情况的技术效果。

Description

依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置及方法

技术领域

本发明涉及一种提示调整坐姿的装置及其方法，特别涉及一种依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置及其方法。

背景技术

计算机辅助教学是以计算机作为教学媒体，将设计好的教材呈现在计算机的屏幕上，提供使用者学习的一种教学方式。早期的计算机辅助教学，由于软硬体能力的不足，因此，发展出来的成品大多极为单调，往往不能引起学生的兴趣，教学效果不彰。而随着多媒体技术的大量应用，计算机辅助教学已经可以提供各种生动的声音与影像，如此可以充份提升学生的学习兴趣，提高教学品质。

计算机辅助教学的使用者绝大部分是学生，学生正处于身体发育时期和习惯养成时期，在身体发育时期和习惯养成时期，若有不正确的坐姿可能致使一生的驼背、近视等问题。因此，为了在使用者使用计算机辅助教学工具进行学习时，纠正使用者的不正确坐姿，使使用者养成正确的坐姿和习惯，减少驼背和近视的出现，有厂商开发出坐姿纠正的产品。

不过，目前坐姿纠正的产品是穿戴式的，因此，使用者必须携带坐姿纠正的产品，且随着使用者的身形变化，可能需要更换产品的尺寸，对使用者而言并不方便，另外，在使用坐姿纠正的产品时，使用者必须将坐姿纠正的产品穿戴在身上，如此，往往容易造成使用者身体上的不适，甚至可能因此影响使用者的学习状况。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在穿戴式的坐姿纠正产品不便使用且容易引起使用者身体不适的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决这一问题。

发明内容

有鉴于现有技术存在穿戴式的坐姿纠正产品不便使用且容易引起使用者身体不适的问题，本发明遂揭露一种依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置及其方法，其中：

本发明所揭露的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，至少包含：影像撷取模块，用以撷取可携装置的使用者的目标影像；角度侦测模块，用以侦测可携装置的倾斜角度和目标影像的倾斜角度；判断模块，用以依据目标影像计算出使用者与可携装置之间的距离，并且判断目标影像的倾斜角度和可携装置的倾斜角度，以及使用者与可携装置之间的距离，两者是否满足坐姿提示条件；提示产生模块，用以于坐姿提示条件被满足时，产生坐姿提示讯息；输出模块，用以输出坐姿提示讯息。

本发明所揭露的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，应用于可携装置中，其步骤至少包括：撷取该可携装置的使用者的目标影像；侦测可携装置的倾斜角度和目标影像的倾斜角度；依据目标影像计算出使用者与可携装置之间的距离，并且判断目标影像的倾斜角度和可携装置的倾斜角度，以及使用者与可携装置之间的距离，两者是否满足坐姿提示条件；当坐姿提示条件被满足时，产生坐姿提示讯息，并输出坐姿提示讯息。

本发明所揭露的可携装置与方法如上，与现有技术之间的差异在于本发明通过撷取包含可携装置的使用者的目标影像以及侦测可携装置的倾斜角度后，依据所截取的目标影像及所侦测的倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足，当坐姿提示条件被满足时产生坐姿提示讯息，藉以解决现有技术所存在的问题，并可以达成随时纠正使用者的坐姿以避免造成使用者不适的情况的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置的元件示意图。

图2A为本发明所提的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法流程图。

图2B为本发明所提的设定角度范围的附加方法流程图。

图2C为本发明所提的判断坐姿提示条件的详细方法流程图。

图2D为本发明所提的另一种判断坐姿提示条件的详细方法流程图。

图2E为本发明所提的产生正确坐姿的示意画面的附加方法流程图。

图3为本发明所提的透过可携装置显示坐姿提示讯息的示意图。

主要部件附图标记：

110  角度侦测模块

120  影像撷取模块

150  判断模块

170  提示产生模块

180  输出模块

190  角度设定模块

310～330  图象资料

340  文字资料

步骤202  于可携装置上显示指导讯息，使使用者依据指导讯息放置可携装置

步骤211  侦测可携装置的摆放角度

步骤215  依据摆放角度设定角度范围

步骤220  撷取该可携装置的使用者的一目标影像

步骤230  侦测该可携装置的一倾斜角度和该目标影像的一倾斜角度

步骤250  依据目标影像及倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足

步骤251  依据目标影像计算可携装置与使用者间之间隔距离

步骤253  依据间隔距离及倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足

步骤255  依据倾斜角度判断使用者于目标影像中的正确位置

步骤257  判断目标影像中的使用者位置

步骤259  依据正确位置与使用者位置判断坐姿提示条件是否被满足

步骤270  产生坐姿提示讯息

步骤271  依据间隔距离及倾斜角度判断使用者的当前坐姿

步骤275  产生包含使用者的当前坐姿与正确坐姿的示意画面

步骤277  将示意画面加入坐姿提示讯息中

步骤280  输出坐姿提示讯息

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的特征与实施方式，内容足以使本领域技术人员能够轻易地充分理解本发明解决技术问题所应用的技术手段并据以实施，藉此实现本发明可达成的效果。

本发明可以通过可携装置所拍摄的目标影像与所侦测的倾斜角度讯息判断使用者的坐姿，并在判断使用者坐姿不良时，提示使用者，藉以让使用者在获得可携装置的提示后，可以自行调整为正确的坐姿。

以下先以图1本发明所提的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的系统架构图来说明本发明的系统运作。如图1所示，本发明的系统执行于可携装置100中，含有角度侦测模块110、影像撷取模块120、判断模块150、提示产生模块170、以及输出模块180。

角度侦测模块110设置在可携装置100中，角度侦测模块110包含但不限于陀螺仪等，凡可以侦测可携装置100的倾斜角度和目标影像的倾斜角度的元件都可以在本发明中被使用。其中，角度侦测模块110所侦测的倾斜角度通常包含三个轴向的角度，且上述三个轴向互相垂直。

影像撷取模块120设置可携装置100的正面，藉以在可携装置100被操作时，撷取可携装置100正面的影像。在本发明中，影像撷取模块120所撷取的影像被称为「目标影像」。

影像撷取模块120可以是照相机、或摄影机等，但本发明并不以此为限，凡可以撷取影像的元件都可以在本发明中被使用。由于正常情况下，使用者会在可携装置100的正面操作可携装置100，因此，设置于可携装置100的正面的影像撷取模块120所撷取的目标影像通常会包含使用者。

另外，在部分的实施例中，影像撷取模块120可以将撷取目标影像时的拍摄资讯，如时间、光圈、快门速度、焦距等资料，写入所撷取的目标影像中，藉以提供判断模块150使用，例如，将拍摄资讯写入目标影像的EXIF栏位中，但本发明并不以此为限。

判断模块150负责依据影像撷取模块120所撷取的目标影像计算出使用者与可携装置之间的距离，并且判断目标影像的倾斜角度和可携装置的倾斜角度，以及使用者与可携装置之间的距离，两者是否满足坐姿提示条件被满足，当坐姿提示条件被满足时，表示使用者的坐姿不正确。

在部分的实施例中，坐姿提示条件为可携装置100与使用者之间的间隔距离需要落在预定的距离范围内，且可携装置100的倾斜角度需要落在预定的角度范围内，也就是说，判断模块150需要依据影像撷取模块120所撷取的目标影像计算可携装置100与使用者之间的间隔距离，藉以判断所计算出之间隔距离是否符合预定的距离范围，例如，判断模块150可以依据预先储存的基准影像中的特定物体的大小与拍摄基准影像的焦距，以及影像撷取模块120所撷取的目标影像中的同一物体的大小与影像撷取模块120撷取目标影像时所使用的焦距，计算出可携装置100与使用者之间的间隔距离，但判断模块150计算间隔距离的方式并不以此为限；另外，判断模块150也需要判断角度侦测模块110所侦测的倾斜角度是否符合预定的角度范围。如此，当间隔距离不符合预定的距离范围，或是倾斜角度不符合预定的角度范围时，判断模块150会判断坐姿提示条件没有被满足。

在部分的实施例中，坐姿提示条件为目标影像中的使用者位置与正确位置的差异距离在预定值内，也就是说，判断模块150也可以先依据角度侦测模块110所侦测的倾斜角度判断使用者在影像撷取模块120所撷取的目标影像中的正确位置，接着，再比对目标影像中的使用者的位置与所判断出的正确位置，藉以计算使用者的位置与正确位置的差异距离，当所计算出的差异距离达到预定值时，判断模块150可以判断坐姿提示条件被满足。

另外，在部分的实施例中，判断模块150还可以依据目标影像及倾斜角度判断使用者在操作可携装置100当下的坐姿，藉以提供提示产生模块170使用。在本发明中，判断模块150在此时所判断的坐姿被称为「当前坐姿」。

提示产生模块170负责在判断模块150判断坐姿提示条件被满足时，产生坐姿提示讯息。提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息可以是能够让使用者理解的显示讯息，例如，提示使用者调整坐姿的文字资料、图象资料、声音资料、影像资料、或上述两种或两种以上的资料的集合等，坐姿提示讯息也可以是能够控制可携装置100的控制讯息，例如，控制可携装置100震动、或控制可携装置100关闭显示屏幕的控制讯息等，但本发明所提的坐姿提示讯息并不以上述为限，凡可以直接或间接提示使用者调整坐姿的资料或讯号，在本发明中都可以被称为坐姿提示讯息。

提示产生模块170可以在判断模块150判断间隔距离落在距离范围内时，产生让使用者远离可携装置100的坐姿提示讯息，在判断模块150判断倾斜角度没有落在角度范围内时，产生将可携装置100上移或下移的坐姿提示讯息，或在判断模块150判断使用者位置与正确位置不符时，产生让使用者移动到可携装置100的正面、将使用者的头部向左偏或向右偏、将使用者的手部放下/举高/左移/右移等坐姿提示讯息，但本发明所提的坐姿提示讯息并不以上述为限。

若判断模块150有判断出使用者操作可携装置100时的当前坐姿，则当提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息为能够让使用者理解的显示讯息时，提示产生模块170可以将判断模块150所判断出的使用者的当前坐姿与所建议的正确坐姿的示意画面加入所产生的坐姿提示讯息中，藉以让使用者可以更清楚的理解要如何调整坐姿。

输出模块180负责输出提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息。当提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息为能够让使用者理解的显示讯息时，输出模块180会通过可携装置100的显示屏幕显示坐姿提示讯息，也就是将坐姿提示讯息输出到可携装置100的显示屏幕，让可携装置100的显示屏幕显示坐姿提示讯息，藉以提示使用者，而当提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息为控制讯息时，输出模块180会将坐姿提示讯息传送给可携装置100中的对应元件，使可携装置100以震动、或关闭显示屏幕等方式，提示使用者调整坐姿。

此外，本发明还可以包含可附加的角度设定模块190。角度设定模块190负责在可携装置100的显示屏幕上显示指导讯息，使得使用者可以根据指导讯息摆放可携装置100。其中，角度设定模块190通过显示屏幕所显示的指导讯息可以是文字资料、图象资料、声音资料、影像资料、或上述两种或两种以上的资料的集合。

角度设定模块190也负责在可携装置100的显示屏幕上显示指导讯息后，依据角度侦测模块110所侦测的摆放角度设定角度范围。其中，角度侦测模块110所侦测的摆放角度与角度侦测模块110一般所侦测的倾斜角度相同，通常包含三个轴向的角度，且上述三个轴向互相垂直。角度设定模块190会将摆放角度中与各轴向对应的角度作为起始值，并分别对与各轴向对应的角度加减特定的数值，如此，各轴向经过计算所产生的范围即为本发明所提的角度范围，例如，假设三个轴向的起始值都为0度，角度设定模块190可以对第一轴向的起始值加减5度，并分别对第二轴向以及第三轴向的起始值加减5度与7度，如此，角度设定模块190所设定的角度范围即为第一轴向由-5度至5度、第二轴向由-5度至5度、第三轴向由-7度至7度。

接着以一个实施例来解说本发明的运作系统与方法，并请参照图2A本发明所提的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法流程图。在本实施例中，假设可携装置100为平板计算机，但本发明并不以此为限。

首先，在使用者操作可携装置100时，影像撷取模块120可以撷取包含使用者的目标影像（步骤220），角度侦测模块110可以侦测可携装置100的倾斜角度和目标图像的倾斜角度（步骤230）。

事实上，在角度侦测模块110侦测可携装置100的倾斜角度和目标图像的倾斜角度（步骤230）以及影像撷取模块120撷取目标影像（步骤220）前，若可携装置100中包含角度设定模块190，则本发明还提供使用者进行正确角度的设定。如图2B的流程所示，角度设定模块190可以在可携装置100上显示指导讯息，使使用者依据指导讯息放置可携装置100（步骤202）。在本实施例中，假设角度设定模块190通过可携装置100的显示屏幕所显示的指导讯息指示使用者将可携装置平放在桌面上。

在角度设定模块190在可携装置100上显示指导讯息后，角度侦测模块110可以侦测可携装置100的摆放角度（步骤211），角度设定模块190可以依据角度侦测模块110所侦测的摆放角度设定角度范围（步骤215）。在本实施例中，假设角度侦测模块110所侦测到的摆放角度中与三个轴向对应的角度都是0度，则角度设定模块190可以设定角度范围都是由-5度至5度。

接着回到图2A，在角度侦测模块110侦测可携装置100的倾斜角度和目标影像的倾斜角度（步骤230）以及影像撷取模块120撷取目标影像（步骤220）后，判断模块150可以依据影像撷取模块120所撷取的目标影像以及角度侦测模块110所侦测的倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足（步骤250）。

在本实施例中，假设坐姿提示条件为可携装置100与使用者之间的间隔距离需要落在预定的距离范围内，且可携装置100的倾斜角度需要落在预定的角度范围内，则如图2C所示，判断模块150可以先依据目标影像计算可携装置与使用者之间的间隔距离（步骤251）后，分别依据所计算出之间隔距离以及依据倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足（步骤253）。其中，判断模块150可以先判断间隔距离是否落在预定的距离范围内，并在间隔距离确实落在预定的距离范围内后，再判断倾斜角度是否落在预定的角度范围内，判断模块150也可以先判断倾斜角度是否落在预定的角度范围内，并在倾斜角度确实落在预定的角度范围内后，进一步判断间隔距离是否落在预定的距离范围内。

在本实施例中，坐姿提示条件还可以包含目标影像中的使用者位置与正确位置的差异距离在预定值内，如此，如图2D所示，判断模块150还可以依据角度侦测模块110所侦测的倾斜角度判断使用者在影像撷取模块120所撷取的目标影像中的正确位置（步骤255），再判断目标影像中的使用者位置（步骤257），接着，比对目标影像中的使用者的位置与所判断出的正确位置，藉以判断所判断出的正确位置与所判断出的使用者位置是否满足坐姿提示条件（步骤259），也就是，计算使用者的位置与正确位置的差异距离，并判断所计算出的差异距离是否达到预定值。

继续回到图2A，若判断模块150依据影像撷取模块120所撷取的目标影像以及角度侦测模块110所侦测的倾斜角度判断坐姿提示条件被满足后，提示产生模块170可以产生坐姿提示讯息（步骤270）。在本实施例中，假设提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息为可以让使用者理解的文字讯息，该文字讯息中包含提示使用者调整坐姿的描述。例如，当判断模块150判断出使用者与可携装置100间的间隔距离落在预定的距离范围内，且使用者位置在正确位置的左方时，坐姿提示讯息可以提示使用者向后并向右移动。

在提示产生模块170产生坐姿提示讯息（步骤270）后，输出模块180可以输出提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息（步骤280）。在本实施例中，输出模块180可以将坐姿提示讯息输出到可携装置100的显示屏幕，使得显示屏幕显示出提示使用者调整坐姿的文字讯息，藉以提示使用者调整坐姿。如此，当使用者在操作可携装置100时，若坐姿不正确，则本发明可以提示使用者调整坐姿，使得使用者可以不需穿戴坐姿纠正的装置也能够维持正确的坐姿操作可携装置100。

在上述的实施例中，还可以如图2E的流程所示，在提示产生模块170在产生坐姿提示讯息（步骤270）前，判断模块150还可以依据所计算出的间隔距离以及角度侦测模块110所侦测到的倾斜角度判断使用者的当前坐姿（步骤271），如此，在提示产生模块170产生坐姿提示讯息（步骤270）时，提示产生模块170可以依据判断模块150所判断出的使用者的当前坐姿，产生包含使用者的当前坐姿与建议的正确坐姿的示意画面（步骤275），并将所产生的示意画面加入所产生的坐姿提示讯息中（步骤277），使得提示产生模块170所产生的坐姿提示讯息包含文字资料340与图象资料310、320、330，如此，如图3所示，在输出模块180将坐姿提示讯息通过可携装置100的显示屏幕显示后，使用者可以更容易理解应该将身体向后移动并向右移动到可携装置100的正面，藉以将坐姿调整为正确的姿势。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于具有撷取包含可携装置的使用者的目标影像以及侦测可携装置的倾斜角度后，依据所截取的目标影像及所侦测的倾斜角度判断坐姿提示条件是否被满足，当坐姿提示条件被满足时产生坐姿提示讯息的技术手段，藉由此一技术手段可以来解决现有技术所存在穿戴式的坐姿纠正产品不便使用且容易引起使用者身体不适的问题，进而达成随时纠正使用者的坐姿以避免造成使用者不适的技术效果。

再者，本发明的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，可实现于硬体、软体或硬体与软体的组合中，亦可在计算机系统中以集中方式实现或以不同元件散布于若干互连的计算机系统的分散方式实现。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，惟所述的内容并非用以直接限定本发明的专利保护范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，对本发明的实施的形式上及细节上作些许的更动润饰，均属于本发明的专利保护范围。本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所限定的内容为准。

Claims (10)

1.一种依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，其特征在于，应用于一可携装置中，该方法至少包含下列步骤：

撷取该可携装置的一使用者的一目标影像；

侦测该可携装置的一倾斜角度和该目标影像的一倾斜角度；

依据该目标影像计算出该使用者与该可携装置之间的距离，并且判断该目标影像的倾斜角度和该可携装置的倾斜角度，以及该使用者与该可携装置之间的距离，两者是否满足一坐姿提示条件；及

当该坐姿提示条件被满足时，产生一坐姿提示讯息，并输出该坐姿提示讯息。

2.如权利要求1所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，其特征在于，该方法还包含于该可携装置上显示一指导讯息，使该使用者依据该指导讯息放置该可携装置后，侦测该可携装置的一摆放角度，并依据该摆放角度设定该角度范围的步骤。

3.如权利要求1所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，其特征在于，该依据该目标影像及该倾斜角度判断该坐姿提示条件是否被满足的步骤为依据该目标影像计算该可携装置与该使用者间的一间隔距离，判断该间隔距离不符合预定的一距离范围及判断该倾斜角度是否符合预定的一角度范围，当该间隔距离不符合该距离范围或该倾斜角度不符合该角度范围时，判断该坐姿提示条件没有被满足。

4.如权利要求1所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，其特征在于，该依据该目标影像及该倾斜角度判断该坐姿提示条件是否被满足的步骤为依据该倾斜角度判断使用者于该目标影像中的一正确位置及判断该目标影像中的一使用者位置，并判断该正确位置与该使用者位置的差异距离是否达到一预定值，当该差异距离达到该预定值时，判断该坐姿提示条件没有被满足。

5.如权利要求1所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的方法，其特征在于，该产生该坐姿提示讯息的步骤还包含依据该目标影像及该倾斜角度判断该使用者的当前坐姿后，产生包含该使用者的当前坐姿与正确坐姿的示意画面的步骤。

6.一种依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，其特征在于，该可携装置至少包含：

一影像撷取模块，用以撷取该可携装置的一使用者的一目标影像；

一角度侦测模块，用以侦测该可携装置的一倾斜角度和该目标影像的一倾斜角度；

一判断模块，用以依据该目标影像计算出该使用者与该可携装置之间的距离，并且判断该目标影像的倾斜角度和该可携装置的倾斜角度，以及该使用者与该可携装置之间的距离，两者是否满足一坐姿提示条件；

一提示产生模块，用以于该坐姿提示条件被满足时，产生一坐姿提示讯息；及

一输出模块，用以输出该坐姿提示讯息。

7.如权利要求6所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，其特征在于，该可携装置还包含一角度设定模块，用以于该可携装置上显示一指导讯息，及用以依据该角度侦测模块于该使用者依据该指导讯息放置该可携装置后所侦测的一摆放角度设定该角度范围。

8.如权利要求6所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，其特征在于，该判断模块是依据该目标影像计算该可携装置与该使用者间的一间隔距离，并判断该间隔距离是否符合预定的一距离范围及判断该倾斜角度是否符合预定的一角度范围，当该间隔距离不符合该距离范围或该倾斜角度不符合该角度范围时，该判断模块判断该坐姿提示条件没有被满足，及/或依据该倾斜角度判断使用者于该目标影像中的一正确位置及判断该目标影像中的一使用者位置，并判断该正确位置与该使用者位置的差异距离是否达到一预定值，当该差异距离达到该预定值时，该判断模块判断该坐姿提示条件没有被满足。

9.如权利要求6所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，其特征在于，该判断模块还用以依据该目标影像及该倾斜角度判断该使用者的当前坐姿，使该提示产生模块将该使用者的当前坐姿与正确坐姿的示意画面加入该坐姿提示讯息中。

10.如权利要求6所述的依据目标影像与倾斜角度提示坐姿调整的可携装置，其特征在于，该输出模块是在该可携装置的一显示屏幕中显示该坐姿提示讯息、或传送该坐姿提示讯息给该可携装置，使该可携装置震动或关闭该显示屏幕。

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