CN210839889U - 一种智能电视机的3d体感控制设备、智能电视机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能电视机的3D体感控制设备、智能电视机，属于电通信的技术领域。其主体为3D体感摄像头，还包括置于主体其壳体内部的编码映射单元、安装于主体其壳体上的红外信号接收端口及红外信号发射端口，将复杂按键过程记录转化为红外控制信号序列，简化了智能电视机的操作流程，方便老年人使用。

Description

一种智能电视机的3D体感控制设备、智能电视机

技术领域

本实用新型涉及一种智能电视机的3D体感控制设备、智能电视机，属于电通信的技术领域。

背景技术

智能电视机在现代家庭当中广泛普及，提供包含视频、音频、图片的内容以及多种娱乐方式，娱乐方式除了传统的音视频更有游戏、社交、购物等。年轻人甚至是小朋友基本都愿意并且很容易地使用智能电视机，但是老年人是一个特殊群体，对于复杂的操作程序以及诸多的按键操作，根本无从下手。可以说智能电视机对老年人非常不友好。智能电视机开机后需要若干的“返回”“确认”“上”“下”“左”“右”按键，才能观看自己心仪的节目或应用，这对于老年人的操作难度“就像让我去开航母”。

目前，为简化老年人使用智能电视机，有使用摄像头识别手势动作来代替遥控器操作控制电视机的方案，但这些方案仅仅是利用手势代替了按键，没有从复杂程度上简化操作流程。让老年人频繁地摆动手势操作电视和频繁按键操作控制电视，从难易程度上讲，很难区分哪个对老年人相对更加友好。

又有通过语音识别简化电视机控制的方案，但语音识别方案对背景环境的噪音有一定要求，老年人使用语音功能也有语言清晰度以及差异等障碍，这无疑增加了语音控制的难度。

综上，现有智能电视机控制方案存在如下缺陷：(1)按键太多，按键操作频繁，对老年人不友好；(2)手势识别代替按键操作流程复杂，依然对老年人不友好；(3)语音识别方案受环境因素和地方口音的影响不可忽略。

因此，设计一种能够帮助老年人简单快捷地观看和使用智能电视的设备是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种智能电视机的3D体感控制设备、智能电视机，通过红外信号传输和深度图像识别的结合实现了智能电视机的简化操作，解决了手势识别的智能电视机依然操作复杂的技术问题。

本实用新型为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种智能电视机的3D体感控制设备，其主体为3D体感摄像头，还包括置于主体其壳体内部的编码映射单元、安装于主体其壳体上的红外信号接收端口及红外信号发射端口，其中，

红外信号接收端口，接收电视机红外遥控器发射的预设红外遥控信号序列，

3D体感摄像头，采集人体动作的深度图像并识别人体动作，

编码映射单元，读取红外信号接收端口接收的预设红外遥控信号序列以及3D 体感摄像头识别的人体动作，建立存储预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系，在识别到预设人体动作时，驱动红外信号发射端口发射预设红外遥控信号序列，

红外信号发射端口，用于发射预设红外遥控信号序列至电视机。

再进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备，还包括存储单元，存储单元存储有预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系以及红外信号接收端口接收的预设红外遥控信号序列，该存储单元内置于主体且与编码映射单元电连接。

进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备，还包括通过线缆与电视机连接的USB接口。

进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备中，红外信号接收端口为红外接收管。

进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备中，红外信号发射端口为红外发射管。

进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备，还包括固定在主体其壳体上的延伸支架软管，所述红外信号发射端口通过延伸支架软管中的线缆与图像处理单元电气连接。

进一步的，一种智能电视机的3D体感控制设备，还包括固定在主体上的底座。

一种智能电视机，包括电视机本体，以及上述任意一种智能电视机的3D体感控制设备。

进一步的，所述智能电视机的3D体感控制设备通过USB线缆与电视机本体连接。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请涉及的3D摄像头设备在现有的深度图像处理单元的基础上，增加了录入电视机红外按键信号序列的红外接收端口以及输出红外遥控信号序列至电视机的红外发射端口，将复杂按键过程记录转化为红外控制信号序列，以人体动作为控制电视机触发条件实现电视机自动完成预设的跳转程序。

(2)利用电视现有红控制信号，设备记录原红外控制信号序列，再输出红外控制信号序列，对电视机系统无破坏，无依赖，与不同电视机设备兼容发性强。

(3)设备体积小，一个USB接口即可工作，配置简便，移动变换位置灵活。

(4)利用人体动作实现电视机控制，动作识别范围较大，识别成功率高，操作简单，对老年人更友好。

附图说明

图1为本申请涉及的3D摄像头设备的框图。

图2为本申请涉及的3D摄像头设备的正面视图。

图3为本申请涉及的3D摄像头设备的背面视图。

图中标号说明：1、主体，2、底座，3、电源指示灯，4、状态指示灯，5、 3D体感摄像头，6、红外接收管，7、红外发射管，8、延伸支架软管，9、USB 接口。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的技术方案进行详细说明。

本申请涉及的智能电视机的3D体感控制设备如图1所示，其主体为3D体感摄像头，还包括置于主体其壳体内部的编码映射单元和存储单元、安装于主体其壳体上的红外信号接收端口、红外信号发射端口、USB接口；本设备需摆放在智能电视机前能够接收到红外控制信号的范围内，具体位置可根据需求自行设置，例如本实施例将其设置在距离电视机的信号接受器角度20°-160°、半径 3cm-30cm范围内。

3D体感摄像头，负责采集用户的静态或动态动作的深度图片并识别人体动作。

红外信号接收端口，负责在设备学习人体动作控制电视机流程时接收录入红外遥控器发射的预设红外遥控信号序列。

编码映射单元负责接收3D体感摄像头识别的人体动作以及红外信号接收端口接收的预设红外遥控信号序列，建立、存储预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系；在识别到预设人体动作时，驱动红外信号发射端口发射预设红外遥控信号序列；管理与显示运行参数。

存储单元，存储设备运行的基本参数、接收录入的电视遥控器发出的预设红外遥控信号序列、预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射表。

红外信号发射端口，在编码映射单元的驱动下，按照FIFO(先入先出)规则发射输出先前录入的红外遥控信号序列，以达到设备控制电视机的目的。

USB接口，连接电视机的USB接口为设备5V供电，同时还兼容数据传输功能，可以将人体动作模型传输到电视机界面上显示。

采用本司A100和A100M等产品即可实现3D体感摄像头的功能，红外信号接收端口通过红外接收管实现，红外信号发射端口通过红外发射管实现，编码映射单元实现映射关系的建立、存储为常规技术手段，如专利号为201720432703 的申请采用了编码映射技术遥控器的快捷键操作。如图2、图3所示，编码映射单元置于主体1内，3D体感摄像头5和红外接收管6安装主体1面对电视机遥控器的壳体上，主体1面对电视机遥控器的壳体上还装有电源指示灯3和状态指示灯4，与编码映射单元电气连接的红外发射管7安装在主体1正对电视机红外信号接收窗口的壳体上，红外发射管7通过延伸支架软管8中的线缆与编码映射单元连接，USB接口9通过线缆与电视机连接。与主体1固定的底座2在设备平放时支撑设备本体。

此外，电视端配有设备相应的程序界面，可提供图文提示向导，帮助用户使用本设备。设备向导功能的程序界面显示在电视屏幕某一角落，如，显示在电视机画面前端、悬浮的界面，应不影响电视机画面观看。

本实用新型还提供一种智能电视机，包括电视机本体，以及上述3D体感控制设备。3D体感控制设备摆放在电视机本体前，能够接收到红外信号的范围内即可。电视机本体受3D体感控制设备发射出的预设红外遥控信号序列控制。本实施例中的智能电视机的3D体感控制设备还通过USB线缆与电视机本体连接，可用于供电并可将人体动作模型传输到电视机界面上显示。

本实用新型设备工作流程包括设备学习流程S200和正常使用流程S100。

设备学习流程S200，电视机和机顶盒均为开机状态，设备置于电视前合适位置以保证红外信号通畅，电视机运行设备程序界面，用户可通过手势操作流程进行确认、返回、下一步、完成等按键操作。

S201用户在设备提示信息的引导下在电视机前方站立做出右手平举动作，此时程序提示系统并未保存此人体骨骼动作模型，用户确认保存为新的动作模型。

S202该步骤中设备提示用户分步依次按下遥控器按键操作切换电视机信号信源为机顶盒电视台信号(一般为HDMI)，可能的案件顺序为： HOME-->Input-->Up/Down-->OK，每一次按键动作，设备都会接收遥控器按键的信号并保存，且需用户在设备程序中确认电视画面及遥控器的按键信号已接收，最终用户确认结束并保存按键红外信号序列。

S203人体骨骼动作模型建立完成，按键红外信号记录按序保存，用户确认映射关系，并编辑动作名称为“切换信源为机顶盒信号”。

以上为右手平举------→切换机顶盒电视台信号映射关系的学习流程。当然此流程中也可以在切换机顶盒信号后继续后续按键流程，进一步地录入机顶盒的遥控器信号以实现直接跳转到具体某个电视台频道的控制。

正常使用流程S100，用户在设备前方区域摆出动作姿势，机器采集并转化为人体骨骼动作模型，搜索并匹配出已存储的人体骨骼动作模型，并调出与之映射的按键红外信号序列，由红外发射接口按照FIFO(先入先出)原则驱动红外发射管发射模拟的按键信号，控制电视机完成画面和程序的跳转。以右手平举 ------→切换机顶盒电视台信号(HDMI)为介绍正常使用程序的具体流程：

S101用户在电视机前方区域做出动作“右手平举”，此时设备采集并转换为人体骨骼动作模型。

S102设备搜索、匹配内存中人体骨骼动作模型。

S103设备驱动红外信号发射，依次控制电视机自动返回主页面-->打开信源 -->上/下光标移动-->确认信源-->电视频道画面。

以上为右手平举------→切换机顶盒电视台信号的自动控制流程还可能建立的映射关系有：

“左手平举------→直接打开腾讯云视听APP应用观看视频”；

“双手身前比心------→进入个人喜爱节目收藏节目”；

“双手抵至眼眉做观看状------→跳转继续播放最新一次的观看节目”；

“右手臂前伸顺时针画圆------→系统运行优化，净化”。

如正常用流程S100中遇到未能成功匹配模型样本，可转向S200设备学习流程，录入新的动作姿势及遥控器按键红外信号序列。

本申请旨在将红外信号遥控收发技术用于3D摄像头设备，通过增加的红外信号收发模组并结合深度图像的处理实现电视机红外遥控信号的截取、录入、解调、存储、调制、发射，进而实现简化智能电视机的操作。

利用3D体感摄像头采集人体动作深度图并识别人体动作、通过机器学习算法获取老年人的肢体动作/行为、建立预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系均为现有技术，在本司已有体感设备中均已实现。对通过光敏二极管接收的红外信号进行光电转换、增益放大、带通滤波、解调等处理转换成二进制编码数据，即实现红外遥控信号接收，较成熟的方案有HS0038HD、CX20106、SCR638 等等。二进制编码数据使用载波信号(一般为38kHz)进行调制后通过红外发光二极管发射出去即实现红外信号发射，所以的红外遥控指令是可以实现的。

Claims (9)

1.一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，其主体为3D体感摄像头，还包括置于主体其壳体内部的编码映射单元、安装于主体其壳体上的红外信号接收端口及红外信号发射端口，其中，

红外信号接收端口，接收电视机红外遥控器发射的预设红外遥控信号序列，

3D体感摄像头，用于采集人体动作的深度图像并识别人体动作，

编码映射单元，读取红外信号接收端口接收的预设红外遥控信号序列以及3D体感摄像头识别的人体动作，建立、存储预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系，在识别到预设人体动作时，驱动红外信号发射端口发射预设红外遥控信号序列，

红外信号发射端口，用于发射预设红外遥控信号序列至电视机。

2.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，该设备还包括存储单元，所述存储单元存储有预设人体动作与预设红外遥控信号序列的映射关系以及红外信号接收端口接收的预设红外遥控信号序列，该存储单元内置于主体且与编码映射单元电连接。

3.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，该设备还包括通过线缆与电视机连接的USB接口。

4.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，所述红外信号接收端口为红外接收管。

5.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，所述红外信号发射端口为红外发射管。

6.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，该设备还包括固定在主体其壳体上的延伸支架软管，所述红外信号发射端口通过延伸支架软管中的线缆与编码映射单元电气连接。

7.根据权利要求1所述一种智能电视机的3D体感控制设备，其特征在于，该设备还包括固定在主体上的底座。

8.一种智能电视机，其特征在于，包括电视机本体，以及如权利要求1-7中任一项所述的智能电视机的3D体感控制设备。

9.根据权利要求8所述的一种智能电视机，其特征在于，所述智能电视机的3D体感控制设备通过USB线缆与电视机本体连接。

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