CN108491070B - 基于桌面投影的交互设备及交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于桌面投影的交互设备及交互方法，其中，设备包括：中控单元，以及分别和中控单元电连接的投影单元、图像采集单元以及手势识别单元；投影单元向被投影桌面投射待投影画面，以形成投影区域；投影区域位于图像采集单元的视场内；手势识别单元在被投影桌面上形成触控检测区，识别触控检测区内的手势，并将识别到的手势发送至中控单元；图像采集单元采集投影区域对应的图像数据，并将图像数据发送至中控单元；中控单元根据图像数据判断是否有人脸出现在投影区域，并在判断出没有人脸出现在投影区域时，执行与手势相匹配的交互控制。本发明提供技术方案，用以在提供良好的显示效果的前提下，提高基于桌面投影的交互过程的安全性。

Description

基于桌面投影的交互设备及交互方法

技术领域

本发明涉及桌面投影技术领域，尤其涉及一种基于桌面投影的交互设备及交互方法。

背景技术

桌面投影设备能制造比传统液晶显示器大的投影画面，因此被广泛应用于各种场合。

桌面投影设备主要包括投影仪，当桌面投影设备正放在被投影的桌面上时，投影仪的出光方向与桌面投影设备的铅直方向呈一定的夹角，以将投影内容投影在桌面上。

投影仪发出的投影光在空气中会遭到强度损耗，在实际中，通常通过提高投影仪的功率，来确保投影效果能够达到与传统液晶显示器相仿的亮度。但是，这种功率相对较高的投影仪在使用时可能存在一定安全隐患。

发明内容

本发明的多个方面提供一种基于桌面投影的交互设备及交互方法，用以在提供良好的显示效果的前提下，提高基于桌面投影的交互设备的安全性。

本发明提供一种基于桌面投影的交互设备，包括：

中控单元，以及分别和所述中控单元电连接的投影单元、图像采集单元以及手势识别单元；

所述投影单元，用于向被投影桌面投射待投影画面，以形成投影区域；其中，所述投影区域位于所述图像采集单元的视场内；

所述手势识别单元用于在所述被投影桌面上形成触控检测区，识别所述触控检测区内的手势，并将识别到的手势发送至所述中控单元；

所述图像采集单元,用于采集所述投影区域对应的图像数据，并将所述图像数据发送至所述中控单元；

所述中控单元，用于根据所述图像数据判断是否有人脸出现在所述投影区域，并在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与所述手势相匹配的交互控制；在判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下。

进一步可选地，上述桌面投影设备还包括：与所述中控单元电连接的人体接近检测单元；所述人体接近检测单元，用于检测所述投影区域内是否有人体进入；所述中控单元具体用于：在所述人体接近检测单元检测到有人体进入所述投影区域，且根据所述图像数据判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下。

进一步可选地，所述投影区域的底部位于所述被投影桌面上，且与所述触控检测区重叠。

进一步可选地，所述投影单元与所述图像采集单元平行设置，且所述投影单元的投影方向与所述图像采集单元的拍摄方向相同。

进一步可选地，还包括：封装外壳；所述投影单元以及所述图像采集单元平行设置于所述封装外壳的正面，以使所述投影单元的投影方向与所述图像采集单元的拍摄方向相同。

进一步可选地，所述封装外壳的正面设有：用于将所述手势识别单元卡设在所述封装外壳的正面的通孔；用于将所述投影单元设于所述封装外壳的正面且可带动所述投影单元旋转的第一可旋转机构；和/或，用于将所述图像采集单元设于所述封装外壳的正面且可带动所述图像采集单元旋转的第二可旋转机构。

本发明还提供一种基于桌面投影的交互方法，适用于基于桌面投影的交互设备，所述方法包括：

在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，并采集所述桌面投影设备的投影区域内的图像数据；

根据所述图像数据，判断是否有人脸出现在所述投影区域；

在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与所述手势相匹配的交互控制；

当判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述桌面投影设备的投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下。

进一步可选地，在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，包括：在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，控制所述交互设备中的手势识别单元发出与所述被投影桌面平行的多束手势检测光，以在所述被投影桌面上形成所述触控检测区；控制所述手势识别单元实时检测所述多束手势检测光中是否存在反射回来的手势检测光束；当所述手势识别单元检测到反射回来的手势检测光束时，根据所述手势检测光束在所述多束手势检测光中的位置确定第一坐标，以及根据所述手势检测光束的反射时间确定第二坐标；根据所述第一坐标以及第二坐标，识别发生在所述触控检测区的手势。

进一步可选地，根据所述图像数据，判断是否有人脸出现在所述投影区域，包括：识别所述图像数据中是否包含人脸图像；若所述图像数据包含人脸图像，则确定有人脸出现在所述投影区域；或，若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域；或，获取所述桌面投影设备中人体接近检测单元针对所述投影区域采集到的人体接近数据；若所述图像数据包含人脸图像，且所述人体接近数据指示有人体进入所述投影区域时，确定有人脸出现在所述投影区域；或，若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，获取所述桌面投影设备中人体接近检测单元针对所述投影区域采集到的人体接近数据；若所述人体接近数据指示有人体进入所述投影区域时，确定有人脸出现在所述投影区域。

进一步可选地，识别所述图像数据中是否包含人脸图像，包括：获取所述图像数据对应的特征向量；所述特征向量包括：二维特征向量以及空间深度特征向量；计算所述特征向量与预先训练的人脸部位对应的特征向量之间的相似度；当计算得到的所述相似度大于设定的阈值，则确定识别到人脸图像。

进一步可选地，若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域，包括：若所述图像数据中包含人脸图像，则获取所述人脸图像中脸部特征之间的位置关系；根据所述人脸图像中脸部特征之间的位置关系，判断所述人脸图像是否为与预设方向不符的人脸图像；若为与预设方向不符的人脸图像，则确定有人脸出现在所述投影区域。

在本发明实施例中，在基于桌面投影的交互设备中增设图像采集单元，该图像采集单元可对投影单元的投影区域进行拍摄，中控单元可根据图像采集单元拍摄到的图像数据确定投影单元的投影区域内是否有人脸出现，并在确定没有人脸出现时，根据手势识别单元识别到的手势，执行相匹配的交互控制，以提供良好的显示及交互控制，在确定有人脸出现时，控制投影单元进入诸如停止投影或将投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下的安全工作状态，提高基于桌面投影的交互过程的安全性，降低基于桌面投影的交互设备在使用时可能存在的安全隐患。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的桌面投影设备的结构示意图；

图2a为本发明一实施例提供的投影区域与触控检测区的示意图；

图2b为本发明另一实施例提供的桌面投影设备的结构示意图；

图3a为本发明一实施例提供的投影单元与被投影桌面的夹角示意图；

图3b为本发明又一实施例提供的桌面投影设备的结构示意图；

图3c为本发明又一实施例提供的桌面投影设备的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图；

图5为本发明另一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图；

图6为本发明又一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的桌面投影设备的结构示意图，如图1所示，该设备包括：投影单元10、图像采集单元11、手势识别单元13以及分别与上述各单元电连接的中控单元12。

投影单元10指的是能够利用光学元件将图像放大，并投射到图像接收平面上的仪器或装置，例如投影仪。在桌面投影设备的一应用场景中，投影单元10可将图像放大后投射在被投影桌面上，并可提供较大的投影面积。投影单元10发出的投影光所穿过或照射到的区域，可形成如图2a所示的投影区域100。该投影区域可以是一立体区域，该立体区域通常为：以投影单元10为顶点，以投影画面为底面的光锥。

图像采集单元11指的是能够进行图像采集以及图像数据传输的成像设备，如摄像头。在本实施例中，图像采集单元11主要用于采集投影区域100内的图像数据，并提供给中控单元12；中控单元12用于根据该图像数据确定是否有人脸出现在投影区域100。

其中，在安装图像采集单元11时，可以满足以下条件：即投影单元10的投影区域100位于图像采集单元11的视场内。这样图像采集单元11可完整地拍摄到投影区域10，以避免出现遗漏检测。

手势识别单元13用于在被投影桌面上形成如图2a所示的触控检测区200。手势识别单元13可识别触控检测区200内的手势，并将识别到的手势发送至中控单元12。可选地，如图2a所示，触控检测区200与投影区域100位于被投影桌面上的底部重叠。用户可根据投影内容，在该重叠区域进行手势操作，中控单元12在根据图像采集单元11发送的图像数据确定没有人脸出现在投影区域100时，可执行与所述手势相匹配的交互控制。

可选的，手势识别单元13可发射手势检测光、接收反射回来的手势检测光，并根据反射回来的手势检测光的特征进行手势分析识别。可选的，手势识别单元13可由多个光发射器、与光发射器数量匹配的光接收器以及处理单元组成。其中多个光发射器相对于被投影桌面水平排列，以在被投影桌面上形成结构光。光接收器的数量可与光发射器的数量相同，且分别一对一的安装在光发射器的反射光接收位置。当触控检测区200内发生手势时，光发射器发射的光触碰到手指后会发生反射，导致结构光产生变化，进而光接收器可根据结构光的变化程度以及变化时间实时感应触控检测区200内的手指位置，并由处理单元对手指位置进行解析以及识别。进而，中控单元12可根据手势识别结果实现人机交互的控制功能以及输入功能等。

可选的，光发射器可以是红外激光发射器，相应的光接收器可以是红外激光接收器。红外激光具有能量密度大、发散角小的优势，即使在部署密度很小的情况下，相邻的两束红外激光之间的干扰也较小，有利于提升手势检测的精准度。除此之外，红外光为不可见光，不会对投影画面造成干扰，有利于提升用户观看体验。

中控单元12，用于根据图像采集单元11采集到的图像数据判断是否有人脸出现在所述投影区域，并在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与手势识别单元13识别到的手势相匹配的交互控制。

考虑到投影光在空气中的损耗，为了保证投影亮度，投影单元10射出的光线强度相对较大，如果直射到人眼，会引起损伤。基于此，若中控单元12根据图像数据判断出有人脸出现在所述投影区域时，可控制投影单元10进入安全工作状态，例如控制投影单元10停止投影或将投影单元10的投影功率降低至安全功率阈值以下，以避免对用户的眼睛造成伤害。需要说明的是，在一种可能的情形下，当投影单元10的投影功率降低至安全功率阈值以下时，中控单元12仍可执行与手势识别单元13识别到的手势相匹配的交互控制，以在用户安全的情况下响应用户的交互需求。

本实施例中，图1所示的桌面投影设备放置在桌面上时，投影单元10投射的投影画面投射在桌面上，可供用户观看。图像采集单元11可对投影光线形成的投影区域100进行拍摄，手势识别单元13可识别触控检测区的手势。中控单元12可根据图像采集单元11拍摄到的图像数据确定是否有人脸出现在投影单元10的投影区域100内，并在确定没有人脸出现时，执行与识别到的手势匹配的交互，在确定有人脸出现时，控制投影单元进入安全工作状态，以避免投影光对人脸和眼睛的伤害。通过上述方式，能够在提供良好的显示及交互效果的前提下，提高桌面投影交互过程中的安全性。

可选的，如图2b所示，本发明实施例提供的桌面投影单元还包括：与中控单元12电连接的人体接近检测单元14。

人体接近检测单元14可包括红外感应器、红外线传感器、超声波传感器和/或人体接近传感器等能够检测人体接近的设备或装置，这些设备或装置具有特定的检测范围。可选的，在本实施例中，可设置人体接近检测单元14的检测范围与投影区域100对应，以用于检测是否有人体进入投影区域100内。

具体的，可将人体接近检测单元14安装在紧靠投影单元10的位置，且其检测方向与投影单元10的投影方向相同，以确保人体接近检测单元14的检测范围与投影区域100对应。例如，针对红外感应器以及人体接近传感器，可预设其有效感应方向与投影单元10的投影方向相同。当红外感应器或及人体接近传感器检测到人体存在时，识别人体所在的方向，并判断人体是否在其有效感应方向上，若为是，则可认为检测到有人体进入投影单元10的投影区域。再例如，针对红外线传感器以及超声波传感器，可设置红外线或超声波的发射方向与投影单元10的投影方向相同，使得红外线传感器或超声波传感器仅用于识别投影单元10的投影方向上是否有人体接近。

人体接近检测单元14可以将检测到的人体接近数据上报给中控单元12。人体接近检测单元14检测到的人体接近数据可能指示有人体进入投影区域100，也可能指示没有人体进入投影区域100。中控单元12还可用于：根据人体接近检测单元14检测到的人体接近数据确定是否有人体进入投影区域100。若确定有人体进入投影区域100，且根据图像数据确定有人脸出现在投影区域100时，则可控制投影单元10停止投影或将投影单元10的投影功率降低至安全功率阈值以下

如图1以及图2b所示，本发明实施例提供的桌面投影单元还包括：封装外壳15，投影单元10以及图像采集单元11设置于封装外壳15的正面。其中，封装外壳15的正面指的是在桌面投影设备处于正常使用状态时，封装外壳15面向于用户的一面。

可选的，封装外壳15的正面可设有一通孔，手势识别单元13可通过该通孔卡设在封装外壳15的正面，以避免对手势识别单元15发出的手势检测光信号以及反射回的手势检测光信号造成遮挡或衰减。

在使用中，桌面投影设备通常被放置在被投影的桌面上，投影单元10应当与被投影桌面的法线方向呈一定的夹角，以使投影单元10的投影光线能够投射到被投影桌面上。通常，投影单元10与被投影桌面的法线的夹角α在(-180°，0°)内，如图3a所示。当投影单元10与被投射桌面的法线的夹角α在(-180°，-90°)以及(-90°，0°)时，投影单元10为斜投影，即投射中心线与被投射桌面不垂直。当投影单元10与被投射桌面的夹角为90°时，投影单元10为正投影，即投射中心线与被投射桌面垂直。

为确保投影单元10的投影区域100位于图像采集单元11的视场内，在一可选实施方式中，投影单元10和图像采集单元11的位置关系可如图1以及图2b所示。在图1以及图2b示意的结构中，投影单元10与图像采集单元11平行设置，且投影单元10的投影方向与图像采集单元11的拍摄方向相同。换言之，也就是图像采集单元11的出光面的光轴与封装外壳15的正面的夹角等于投影单元10的出光面的光轴与封装外壳15的正面的夹角。在这种结构下，适当增大图像采集单元11的视场角，即可使得投影单元10的投影区域100落在图像采集单元11的视场内。

在另一可选的实施方式中，为确保投影单元11与被投影桌面的法线的夹角在(-180°，0°)内，可设计封装外壳15的正面结构如图3b所示。在图3b中，封装外壳15的上半部分相对于下半部分存在一折角。下半部分可与封装外壳15的底面(该底面用于放置在被投影桌面上)垂直，上半部分与下半部分之间的折角小于180°。其中，投影单元10可以倾斜设置于封装外壳15的下半部分，图像采集单元11可以如图3a所示设置在封装外壳15的上半部分。在这种情况下，投影单元10以及图像采集单元11不需要平行设置，投影单元10的投影方向与图像采集单元11的拍摄方向也可不同。除此之外，图像采集单元11不需要很大的视场角，且其安装难度较低。应当理解，在其他可选的实施例中，图像采集单元11可以设置在封装外壳15的下半部分，投影单元10可以设置在封装外壳15的上半部分，只需调整二者之间的角度，即可确保投影单元10的投影区域100落在图像采集单元11的视场范围内。

在另一可选的实施方式中，如图3c所示，封装外壳15的正面可设有用于将投影单元10设于封装外壳15的正面且可带动投影单元10旋转的第一可旋转机构151；和/或，用于将图像采集单元11设于封装外壳15的正面且可带动图像采集单元11旋转的第二可旋转机构152。

其中，可选的，第一可旋转机构151以及第二可旋转机构152可由连杆机构、转轴和/或齿轮等可旋转方式实现，本实施例不做限制。在这种实施方式中，投影单元10和/或图像采集单元11的角度可以进行调节，以在不同的应用场景下，以不同的角度进行投射，并确保投影区域100落在图像采集单元11的视场范围内。

可选的，在上述或下述实施例中，中控单元12可包括：存储器、处理器以及图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)。可选的，存储器用于存储图像采集单元10采集到的图像数据，和/或人体接近检测单元14检测到的人体接近数据。可选的，存储器还用于存储投影单元10的投影内容。可选的，用于存储图像数据和/或人体接近数据的存储器以及用于存储投影内容的存储器可以是物理分开的两个存储器，也可以是一个存储器中的两个独立的存储区域，本实施例不做限制。

可选的，在一些场景中，处理器可用于根据图像采集单元10采集到的图像数据和/或人体接近检测单元14检测到的人体接近数据，判断投影区域100内是否存在人脸部位，并在确定存在人脸部位时，控制投影单元10停止投影。在另一些场景中，例如交互场景中，处理器可用于根据手势识别单元13的识别结果确定投影内容。

以上实施例对本发明提供的桌面投影设备的结构以及各部件的功能和连接方式进行了详细说明，以下部分将结合附图，对基于上述桌面投影设备的桌面投影方法进行阐述。

图4为本发明一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图，结合图4，该方法包括：

步骤S401、在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，并采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据。

步骤S402、根据该图像数据，判断是否有人脸出现在投影区域。

步骤S403、在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与所述手势相匹配的交互控制；当判断出有人脸出现在投影区域时，控制桌面投影设备的投影单元停止投影或将投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下。

在步骤S401中，投影区域，指的是桌面投影设备发出的投影光所穿过或照射到的区域。该区域通常包含桌面投影设备的出光面到被投影桌面之间、由投影光线组成的立体区域。

在步骤S402中，有人脸出现在投影区域，指的是具有生命力的人脸出现在投影区域。例如，在投影的过程中，用户在桌面投影设备的出光面之外观察出光方向以进行投影角度的调试，或有儿童好奇地将脸部探入投影区域进行观察等。

在步骤S403中，若没有人脸出现在投影区域，则投影时，投影光线不会对人脸或者人的眼睛等部位造成伤害。此时，可根据识别到的手势，执行与所述手势相匹配的交互控制；若有人脸出现在投影区域，则控制桌面投影设备的投影单元停止投影或将投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下，以提高基于桌面投影的交互过程的安全性，降低基于桌面投影的交互设备在使用时可能存在的安全隐患。

在本实施例中，在响应交互之前，通过采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据，并根据该图像数据确定投影区域内是否有人脸出现，并确定没有人脸出现在投影区域时执行相应的交互操作，确保了基于桌面投影的交互设备在使用过程中具有较高的安全性。

图5为本发明另一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图，结合图5，该方法包括：

步骤S501、在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，并采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据。

步骤S502、识别该图像数据中是否包含人脸图像；若包含，执行步骤S503；若不包含，执行步骤S505。

步骤S503、判断该人脸图像是否为与预设方向不符的人脸图像；若为是，执行步骤S504；若为否，执行步骤S505。

步骤S504、控制桌面投影设备的投影单元进入安全工作状态。

步骤S505、执行与所述手势相匹配的交互控制。

在步骤S501中，可选的，识别触控检测区内的手势，可在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，控制所述交互设备中的手势识别单元发出与所述被投影桌面平行的多束手势检测光，以在所述被投影桌面上形成所述触控检测区；控制所述手势识别单元实时检测所述多束手势检测光中是否存在反射回来的手势检测光束；当所述手势识别单元检测到反射回来的手势检测光束时，根据所述手势检测光束在所述多束手势检测光中的位置确定第一坐标，以及根据所述手势检测光束的反射时间确定第二坐标；根据所述第一坐标以及第二坐标，识别发生在所述触控检测区的手势。

可选的，采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据，可通过位于桌面投影设备上的图像采集单元实现。

在步骤S502中，识别图像数据中是否包含人脸图像，可通过预先训练的人脸识别模型实现。可选的，训练人脸识别模型时，可将大量的人脸图片作为训练样本，结合机器学习方法，训练得到人脸识别模型。可选的，在实际训练中，可采用基于神经网络、线性/逻辑回归、朴素贝叶斯或KNN(k-NearestNeighbor，K最近邻分类算法)等机器学习方法，从样本图片中，提取人脸对应的特征向量进行训练，此处不作赘述。

可选的，识别图像数据中是否包含人脸图像时，可将图像数据输入人脸识别模型。人脸识别模型可提取图像数据对应的特征向量，并计算提取到的特征向量与预先训练的人脸部位对应的特征向量之间的相似度。当计算得到的相似度大于设定的阈值，则可确定识别到人脸图像，并输出识别结果。

在一种可能的场景下，桌面投影设备播放的内容也包含人脸部分，在这种情况下，可从图像数据中识别到人脸图像。但实际上，并没有人脸出现在投影区域，此时若控制桌面投影设备进入安全工作状态，则会影响用户的正常使用。为避免误判，可通过步骤S503，对识别到的人脸的方向进行进一步判别。

在步骤S503中，预设方向，可以是人为设定的方向，或是桌面投影设备初始设定的方向。通常，桌面投影设备投影的内容会面向观众的脸部，投影内容包含的人脸部分相对于观众而言是正向的，但是相对于图像采集单元而言是倒置的。也就是说，图像采集单元采集到的观众的人脸通常是非倒置的，采集到的投影图像中的人脸则通常是倒置的。进而，在步骤S503中，可根据识别到的人脸图像是否为非倒置的人脸图来进一步判别是否有人脸出现在了投影区域。

可选的，在识别到人脸图像之后，可获取人脸图像中脸部特征之间的位置关系；例如，额头和下巴的位置关系，或者眉毛和嘴唇的位置关系等。在获取人脸图像中脸部特征之间的位置关系之后，可根据该位置关系判断识别到的人脸图像是否为非倒置的人脸图像。例如，若额头在上，下巴在下，则可确定是非倒置的人脸图像；若相反，则为倒置的人脸图像。

在步骤S504中，若识别到的人脸图像为非倒置的人脸图像，则可确定有人脸出现在投影区域。可选的，在一些场景中，控制投影单元进入安全工作状态，可以是控制投影单元停止投影；在另一些场景中，控制投影单元进入安全工作状态，可以是将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下，以避免过高的投影功率对用户造成伤害。

本实施例中，采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据，并根据该图像数据进行人脸图像的识别；基于识别到的人脸图像，进一步根据人脸图像的方向确定是否有人脸出现在投影区域，减少了误判，提升了根据图像数据控制投影单元的工作状态的可靠性。

上述根据人脸图像的方向判别是否有人脸出现在投影区域中的方法，不仅适用于观众正面观看投影内容的情形。在其他场景中，例如有多名观众时，部分观众可能位于桌面投影设备的侧面。此时，若位于侧面的观众的脸部闯入投影区域，则其进入投影区域的人脸也为非倒置的人脸，同样适用以上实施例提供的方法。但为了提高检测的准确度，在这里，还可采用图6对应的实施例提供的方法进行检测，以下部分将结合图6进行具体说明。

图6为本发明又一实施例提供的桌面投影方法的方法流程图，结合图6，该方法包括：

步骤S601、在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，并采集桌面投影设备的投影区域内的图像数据。

步骤S602、识别该图像数据中是否包含人脸图像；若包含，执行步骤S603；若不包含，执行步骤S606。

步骤S603、获取桌面投影设备中人体接近检测单元针对该投影区域采集到的人体接近数据。

步骤S604、根据该人体接近数据判断是否有人体进入该投影区域；若为是，执行步骤S605；若为否，执行步骤S606。

步骤S605、控制桌面投影设备的投影单元进入安全工作状态。

步骤S606、执行与所述手势相匹配的交互控制。

在步骤S603中，可选的，人体接近检测单元的检测范围与投影区域的检测范围对应，能够检测到投影区域内是否有人体进入。因此，本实施例中，可将人脸图像的识别和人体接近检测单元的检测结果结合起来。当识别到投影区域有人脸图像，并且检测到有人体接近投影区域时，可确定有人脸出现在投影区域。这种检测投影区域中是否出现人脸的方式不受观众所在位置的限制，准确度更高。

应当说明的是，在实际执行时，步骤S603和步骤S601之间并无先后顺序，可以先执行步骤S603，再执行步骤S601，也可以同时执行步骤S601和步骤S603，再执行步骤S602。

需要说明的是，图5以及图6对应的实施例可组合执行，以提升判断是否有人脸进入投影区域的准确性。也就是说，在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，若识别到所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，可进一步获取所述桌面投影设备中人体接近检测单元针对所述投影区域采集到的人体接近数据；若所述人体接近数据指示有人体进入所述投影区域时，确定有人脸出现在所述投影区域。

需要说明的是，在一些应用场景中，能够确定投影内容不包含人脸图像时，则在步骤S502或步骤S602中，若从图像数据中识别到人脸图像，即可确定是否有人脸从外部闯入投影区域。此时，不需要执行后续结合人脸图像的方向或人体接近数据进行判断的步骤，此处不再赘述。

可选的，在不确定投影内容是否包含人脸图像时，在上述实施例提供的投影方法中，从采集到的图像数据中识别到人脸图像之后，还需进一步做其他的操作，例如识别人脸图像的方向或判断是否有人体进入投影区域等。在一种可能的情形下，在投影的过程中，有人脸闯入投影区域，此时，投影光线会照射在人脸上，增加了从拍摄到的图像数据中识别出人脸图像的难度。为适应这种情形，本实施例还提供了一种三维人脸识别方式。该识别方式可不受拍摄光线的影响，准确识别出图像数据包含的人脸图像，并区分出是进入投影区域中的真实的人脸，还是投影内容包含的人脸。

可选的，上述三维人脸识别方式可通过三维人脸识别模型实现。不同于二维的人脸识别模型，三维人脸识别模型在训练时，需要进一步获取训练样本的空间深度特征向量。在识别输入的图像数据中是否包含人脸图像时，可获取图像数据的二维特征向量以及空间深度特征向量。然后，综合计算该二维特征向量以及空间深度特征向量，与预先训练的人脸部位对应的二维特征向量以及空间深度特征向量之间的相似度。当计算得到的相似度大于设定的阈值时，则可确定识别到人脸图像。通过本实施例提供的方法对投影区域中是否出现人脸进行检测，在保证高准确度的情形下，提升了检测效率，降低了检测所需的成本。

需要说明的是，上述实施例所提供方法的各步骤的执行主体均可以是同一设备，或者，该方法也由不同设备作为执行主体。比如，步骤S501至步骤S503的执行主体可以为设备A；又比如，步骤S501和S502的执行主体可以为设备A，步骤S503的执行主体可以为设备B；等等。

另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如S604、S602等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于桌面投影的交互设备，其特征在于，包括：

中控单元，以及分别和所述中控单元电连接的投影单元、图像采集单元以及手势识别单元；

所述投影单元，用于向被投影桌面投射待投影画面，以形成投影区域；其中，所述投影区域位于所述图像采集单元的视场内；

所述手势识别单元，用于在所述被投影桌面上形成触控检测区，识别所述触控检测区内的手势，并将识别到的手势发送至所述中控单元；

所述图像采集单元，用于采集所述投影区域对应的图像数据，并将所述图像数据发送至所述中控单元；

所述中控单元，用于根据所述图像数据判断是否有人脸出现在所述投影区域，并在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与所述手势相匹配的交互控制；在判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下；

其中，根据所述图像数据判断是否有人脸出现在所述投影区域，包括：

识别所述图像数据中是否包含人脸图像；

若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：与所述中控单元电连接的人体接近检测单元；

所述人体接近检测单元，用于检测所述投影区域内是否有人体进入；

所述中控单元具体用于：在所述人体接近检测单元检测到有人体进入所述投影区域，且根据所述图像数据判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述投影区域的底部位于所述被投影桌面上，且与所述触控检测区重叠。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述投影单元与所述图像采集单元平行设置，且所述投影单元的投影方向与所述图像采集单元的拍摄方向相同。

5.根据权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，还包括：封装外壳；所述投影单元以及所述图像采集单元平行设置于所述封装外壳的正面，以使所述投影单元的投影方向与所述图像采集单元的拍摄方向相同；

所述封装外壳的正面设有：

用于将所述手势识别单元卡设在所述封装外壳的正面的通孔；用于将所述投影单元设于所述封装外壳的正面且可带动所述投影单元旋转的第一可旋转机构；和/或，用于将所述图像采集单元设于所述封装外壳的正面且可带动所述图像采集单元旋转的第二可旋转机构。

6.一种基于桌面投影的交互方法，适用于基于桌面投影的交互设备，其特征在于，所述方法包括：

在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，并采集所述桌面投影设备的投影区域内的图像数据；

根据所述图像数据，判断是否有人脸出现在所述投影区域；

在判断出没有人脸出现在所述投影区域时，执行与所述手势相匹配的交互控制；当判断出有人脸出现在所述投影区域时，控制所述桌面投影设备的投影单元停止投影或将所述投影单元的投影功率降低至安全功率阈值以下；

其中，根据所述图像数据，判断是否有人脸出现在所述投影区域，包括：

识别所述图像数据中是否包含人脸图像；

若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，识别所述被投影桌面上的触控检测区的手势，包括：

在向被投影桌面投射待投影画面的过程中，控制所述交互设备中的手势识别单元发出与所述被投影桌面平行的多束手势检测光，以在所述被投影桌面上形成所述触控检测区；

控制所述手势识别单元实时检测所述多束手势检测光中是否存在反射回来的手势检测光束；

当所述手势识别单元检测到反射回来的手势检测光束时，根据所述手势检测光束在所述多束手势检测光中的位置确定第一坐标，以及根据所述手势检测光束的反射时间确定第二坐标；

根据所述第一坐标以及第二坐标，识别发生在所述触控检测区的手势。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域，包括：

若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，进一步获取所述桌面投影设备中人体接近检测单元针对所述投影区域采集到的人体接近数据；若所述人体接近数据指示有人体进入所述投影区域时，确定有人脸出现在所述投影区域。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，识别所述图像数据中是否包含人脸图像，包括：

获取所述图像数据对应的特征向量；所述特征向量包括：二维特征向量以及空间深度特征向量；

计算所述特征向量与预先训练的人脸部位对应的特征向量之间的相似度；

当计算得到的所述相似度大于设定的阈值，则确定识别到人脸图像。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述图像数据包含人脸图像，且为与预设方向不符的人脸图像时，确定有人脸出现在所述投影区域，包括：

若所述图像数据中包含人脸图像，则获取所述人脸图像中脸部特征之间的位置关系；

根据所述人脸图像中脸部特征之间的位置关系，判断所述人脸图像是否为与预设方向不符的人脸图像；

若为与预设方向不符的人脸图像，则确定有人脸出现在所述投影区域。

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