CN202584597U - 一种多功能智能数码相框 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种多功能智能数码相框，包括壳体及人机交互模块，在壳体内设有主控单元，主控单元由电源模块提供电力，主控单元通过通信模块传输数据，人机交互模块包括触摸屏模块，触摸屏模块与主控单元相连，触摸屏模块的触摸屏设于壳体的操作及显示面上，其特征在于：人机交互模块还包括与主控单元相连的双摄像头模块、人脸识别模块及手势识别模块，人脸识别模块与手势识别模块同时连接双摄像头模块，双摄像头模块的两个摄像头皆设于壳体的操作及显示面上。本实用新型的优点是提供了更好的人与设备之间的交互式体验。

Description

一种多功能智能数码相框

技术领域

本实用新型涉及一种新型的多功能智能数码相框，该智能数码相框基于嵌入式系统的开放系统，具有手势操作和人脸识别的功能。

背景技术

相框是家庭中不可或缺的家具之一，能够为房间增添不少美好的回忆或绚丽的装饰。而今，数字信息技术应用到了不同的领域，也应用到了家庭之中，比如，现在比较流行的名词“智能家居”就体现了数字信息技术为人们带来了方便，舒适，安全的家庭体验。数码相框就是智能家居的一部分，然而现今市场上大多数的数码相框仅仅具有照片显示的功能，其用户体验并不是太理想。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种增强人机互动性的数码相框。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种多功能智能数码相框，包括壳体及人机交互模块，在壳体内设有主控单元，主控单元由电源模块提供电力，主控单元通过通信模块传输数据，人机交互模块包括触摸屏模块，触摸屏模块与主控单元相连，触摸屏模块的触摸屏设于壳体的操作及显示面上，其特征在于：人机交互模块还包括与主控单元相连的双摄像头模块、人脸识别模块及手势识别模块，人脸识别模块与手势识别模块同时连接双摄像头模块，双摄像头模块的两个摄像头皆设于壳体的操作及显示面上。

优选地，所述电源模块包括各自独立的外接电源接口及太阳能充电板。

优选地，所述通信模块包括分别与所述主控单元相连的蓝牙设备及USB接口。

优选地，在所述壳体的操作及显示面上设有LED灯及感光元件，LED灯及感光元件分别与所述主控单元相连。

优选地，所述主控单元还连接温度传感器。

优选地，所述主控单元还连接SD扩展卡单元。

本实用新型的优点是：(1)基于嵌入式系统，数据库技术，OpenCV图像库函数的开放性平台，实现了智能数码相框。(2)增加摄像头器件，采集人脸图像和手势图像。(3)加入人脸识别模块，使得传统的数码相框更为智能化，实现存储的照片通过人脸识别模块，将照片中的人脸特征信息识别出来分类，作为标准人脸库存储在后台数据库中。另外通过单个摄像头将采集到的人脸特征与数据库中的人脸特征匹配，找到相对应的用户照片，并以幻灯片的形式一一播放该用户的照片，而且识别的效率更高。(4)加入手势识别模块，可通过双摄像头从采集的实时场景图像中获取手势区域，采集到的手势动作经过手势图像模块处理得到目标手势的连续三维坐标；并进行手势的特征提取，数据融合，得到运动手势的轨迹；将该手势运动的特征与手势数据库进行匹配，判断该手势是否为当前播放的特定图像文件中的手势类型标记。若匹配成功，表明该手势是同一类手势，则控制电路发出指令，使得数码相框中从官网上下载的特定图像文件中的活动元素动作，从而实现手势控制相框中图片文件内容显示的动态效果。例如五个手指握紧，数码相框中显示的手势图片中的花朵自动闭合；五指伸开，则该数码相框中的花朵缓缓绽开；一个手指划圆圈，则相框中该手势图片中的风车在转动。手势识别功能可以使相框为用户提供无限乐趣。(5)增加了自适应调节的LED灯，通过了感光传感器，实现了数码相框随外界的光亮程度自动调节台灯亮度，可在晚上照亮数码相框前面环境，使得数码相框更好的与黑暗环境融合，消除无LED灯时数码相框可能对人眼的刺激，从而获得更加舒服和柔美的视觉体验。(6)增加了蓝牙模块，用户可以随时使用其他有蓝牙功能的设备，如电脑或手机，与数码相框蓝牙模块建立连接，将新照片传输到数码相框并显示，使相框的使用方便而简单。(7)增加了太阳能充电模块，实现了数码相框可以采集周围太阳能量，给数码相框充电，实现绿色节能环保。

附图说明

图1为实施例中的数码相框的背面；

图2为实施例中的数码相框的正面；

图3为实施例中的数码相框的硬件系统框图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1至图3所示，本实施例公开了一种多功能智能数码相框，包括壳体，壳体的正面为操作及显示面，在壳体的背面上安装支撑架16及音响单元的喇叭8。在壳体内设有主控单元1，主控单元1由电源模块提供电力。在本实施例中，电源模块包括外接电源接口14及太阳能充电板13，其中，外接电源接口14位于壳体的侧边，太阳能充电板13位于壳体的背面。由于本实用新型增加了太阳能充电板13，因此，本实用新型可以充分利用太阳能这一新兴的洁净的能源。主控单元1还通过通信模块传输数据，在本实施例中，通信模块包括蓝牙设备2及USB接口3，其中，USB接口3位于壳体的侧边，在壳体的侧边还设有SD卡插卡口7。本实用新型即可以采用传统的USB方式传输数据也可以通过蓝牙设备2采用蓝牙方式传输数据。在壳体的正面设有触摸屏模块的触摸屏12、双摄像头模块的两个摄像头10、LED灯4及感光元件5。

如图3所示，主控单元1分别与太阳能充电板13、外接电源接口11、蓝牙设备2、USB接口3、LED灯4、感光元件5、温度传感器6、SD扩展卡单元7、音响电路、手势识别模块9、双摄像头模块、人脸识别模块11及触摸屏模块12，人脸识别模块11及手势识别模块9还与双摄像头模块相连。

软件过程实施：以Linux为嵌入式操作系统，SQLite为数据库，Opencv为图像库函数为例设计相框软件系统。

功能一：开机初始化实例，长按开机启动按钮，系统开机，系统扫描数码相框的所有存储器，并将所有图片格式的文件记录到数据库中，并对新的每张照片中的人体进行脸部检测，计算所有检测到的脸部的特征并进行脸部特征分类，分类到的特征信息储存在后台数据库中，给用户的人脸识别做准备。接着显示最近一次播放的照片。

功能二：人脸识别实例，当单摄像头实时采集到的用户的人脸图像数据，传输到人脸识别模块，进行3D融合处理后，提取人脸特征值，将该用户的人脸特征值与后台数据库中已分类的人脸特征值比较，若匹配成功，则调出所有与该用户相关的照片库，并提示用户开始新的照片轮流显示，用户触摸操作确认开始后，照片便自动在触摸屏上显示。否则提示未找到相关照片，将最近的显示的照片调出并显示在数码相框里。

功能三：手势识别实例，手势识别模块需要进行手势分析和手势识别几个步骤。总的手势识别流程可描述如下：

通过触摸屏设置手势识别模式，并选择一个从官方网站中下载的特定图像文件，打开并在数码相框中显示。

双摄像头采集到的手势动作，输入到手势识别图像模块，手势识别图像模块处理得到目标手势的连续三维坐标。接着进行手势分析，使用图像分割的方法将人手从视频背景中分离出来，并得出手势所在区域。图像分割可采用肤色检测和运动信息相结合的方法来实现。如果图像分割处理没有检测到手势的区域，则终止此次的手势识别并开始对新的进行手势识别，否则，继续手势分析。手势跟踪的对象为图像分割得出的手势所在区域，可利用OpenCV库中提供的基于颜色的跟踪算法camshift。将图像分割得出的手所在区域设定为camshift算法的跟踪目标。如果在跟踪过程中手势区域丢失，即跟踪失败，则终止此次的手势识别并开始对新的手势动作进行手势识别。

在手势分析的同时，定时对手势区域进行手势识别。手势识别利用手势分析获得的手势区域和手势运动信息来识别手势。储存最近历史时间里的手势区域，对这些区域进行特征提取，获得关于整个手的运动路线，手势在时间上的变化的综合特征。将这些特征与数据库中的手势特征进行匹配，从而识别手势。这里所描述的手势特征是由相框生产厂家对多种手势进行手势建模，并将模型简化为表征该手势的包括特征数据。

手势匹配成功，则控制电路发出指令，使得数码相框中从官网上下载的特定图像文件中的活动元素动作，从而实现手势控制相框中图片文件内容显示的动态效果。

从官网上下载的特定图像文件。这种文件内容包括背景，动态元素和手势类型标记。这种文件的显示步骤为：

先将文件解码为背景，动态元素和手势类型标记，将背景和动态元素转换为jepg，bmp，tiff，png或gif格式临时图片文件或图像数据显示在数码相框。这时，手势识别模块也同时运行中。当手势识别模块检测到的用户的手势与手势类型标记是同一个手势时，则利用OpenCV中的函数进行图形变换，使得活动元素动作。使得传统的数码相框增加了智能的功能。

功能四：蓝牙文件传输过程实例，以手机向相框发送日常照片为例来说明文件传输功能。打开手机蓝牙，搜索设备，当搜索到相框的蓝牙设备时，建立通信，发送图片文件给相框的蓝牙。相框的蓝牙自动接收图片文件，并存储在相框的主板上的存储器或SD扩展卡存储器中。

功能五：自动调节亮度的LED小台灯，可以通过触摸屏设置开启小台灯的功能，可以手动调节小台灯的亮度，也可以通过感光传感器自动调节小台灯的亮度，使数码相框显示的效果更佳。

功能六：太阳能自动充电功功能，白天当阳光照射到数码相框背面的太阳能充电模块上，便开始自动给数码相框充电，充分利用太阳能，达到节能环保的效果。

功能七：时间显示，温度显示，电源显示功能，通过触摸屏可以设置时间，可以通过温度传感器，查看当地的温度，并且可以查看数码相框的电量。

Claims (6)

1.一种多功能智能数码相框，包括壳体及人机交互模块，在壳体内设有主控单元(1)，主控单元(1)由电源模块提供电力，主控单元(1)通过通信模块传输数据，人机交互模块包括触摸屏模块，触摸屏模块与主控单元(1)相连，触摸屏模块的触摸屏(12)设于壳体的操作及显示面上，其特征在于：人机交互模块还包括与主控单元(1)相连的双摄像头模块、人脸识别模块(11)及手势识别模块(9)，人脸识别模块(11)与手势识别模块(9)同时连接双摄像头模块，双摄像头模块的两个摄像头(10)皆设于壳体的操作及显示面上。

2.如权利要求1所述的一种多功能智能数码相框，其特征在于：所述电源模块包括各自独立的外接电源接口(14)及太阳能充电板(13)。

3.如权利要求1所述的一种多功能智能数码相框，其特征在于：所述通信模块包括分别与所述主控单元(1)相连的蓝牙设备(2)及USB接口(3)。

4.如权利要求1所述的一种多功能智能数码相框，其特征在于：在所述壳体的操作及显示面上设有LED灯(4)及感光元件(5)，LED灯(4)及感光元件(5)分别与所述主控单元(1)相连。

5.如权利要求1所述的一种多功能智能数码相框，其特征在于：所述主控单元(1)还连接温度传感器(6)。

6.如权利要求1所述的一种多功能智能数码相框，其特征在于：所述主控单元(1)还连接SD扩展卡单元。

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