專利名稱：一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字家庭人機交互技術領域，尤其涉及一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統。
背景技術：
電視機作為目前家庭里主要的娛樂設備之一，在人們的生活當中已經充當著越來越重要的作用，它極大地豐富了人們的家庭文化生活。特別是數字電視問世之后，其強大的功能以及極其豐富的內容，使得電視機已成為人們日常生活不可或缺的一部分。目前大部分電視機都是固定在一個臺面上，不能自由轉動。而很多時候，用戶觀看電視節目時也不是處于最佳觀看角度，這既影響了用戶觀看電視的視覺效果，同時對用戶的眼睛也會造成一定的傷害。因此有必要提供一種電視機系統，使電視機能夠根據人眼的視線方向而自動改變角度，保證用戶在各個方位都可以達到直視電視機的效果，從而收到滿意的視覺效果，使得人與電視機之間的交互更加人性化。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統。本實用新型是這樣實現的一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其包括圖像采集模塊，用于獲取電視用戶的眼部圖像；圖像處理模塊，用于對獲取到的眼部圖像信息進行圖像處理并計算電視用戶的視線方向；注視點計算模塊，用于根據圖像處理后得到的數據進行用戶注視點坐標的計算；內存模塊，用于存儲圖像處理模塊處理后得到的數據以及注視點計算模塊計算后得到的注視點坐標數據；中央處理模塊，用于從內存模塊提取用戶注視點坐標數據，計算得到經過注視點且垂直于電視機屏幕的直線與電視用戶的視線方向的夾角，以確定電視機的最佳角度；控制模塊，根據中央處理模塊計算的電視機的最佳角度將電視機調節到最佳觀看角度。所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其還包括一計時器，所述計時器定時發送一個脈沖信號給中央處理模塊，所述中央處理模塊每隔設定時間就控制圖像采集模塊采集電視用戶的眼部圖像。所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其中，所述圖像采集模塊包括紅外光源、眼攝像機及圖像采集卡，紅外光源在人眼角膜形成的反射亮點為光斑，眼攝像機對用戶的眼部進行拍攝，圖像采集卡獲取眼攝像機拍攝的圖像。所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其中，所述圖像采集模塊還包括云臺，用以控制眼攝像機做二維掃描。[0015]所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其中，所述圖像處理模塊對瞳孔邊界點進行橢圓擬合以提取瞳孔中心，所述的視線方向由瞳孔中心和光斑位置確定。所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其中，該注視點坐標是以用戶的注視點在以眼攝像機的光心為原點，光軸為Z軸，水平和豎直方向分別為X、Y軸的右手直角坐標系中的坐標。應用本實用新型根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，用戶在觀看電視節目的時候，可以根據人眼的視線方向而自動調整電視機的角度，無須手動去挪動電視機，使得用戶總能直視電視機，在保證用戶有較好收看效果的同時，也起到了保護用戶眼睛的作用。
圖1是本實用新型根據人眼視線方向調節角度的電視機系統的較佳實施方式的框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。請參考圖1，本實用新型根據人眼視線方向調節角度的電視機系統較佳實施方式包括圖像采集模塊10、圖像處理模塊20、注視點計算模塊30、內存模塊40、中央處理模塊50、計時器60和控制模塊70。圖像采集模塊10用于獲取電視用戶的眼部圖像，該模塊包括紅外光源12、眼攝像機14及圖像采集卡16。同時，圖像采集模塊10使用了云臺18，能控制眼攝像機14做二維掃描，保證用戶眼睛始終在眼攝像機14的視場范圍內。該紅外光源12為安裝在電視屏幕上的LED燈，該眼攝像機14位于電視屏幕下方，紅外光源12在人眼角膜形成的反射亮點為光斑，即普爾欽斑點，并以普爾欽斑點為基準點計算人眼視線方向，眼攝像機14對用戶的眼部進行拍攝，圖像采集卡16獲取眼攝像機14拍攝的圖像。圖像采集模塊10獲取到的眼部圖像信息經過圖像處理模塊20處理之后，可以得到電視用戶的瞳孔中心和光斑位置信息，視線方向由瞳孔中心和光斑位置確定，將得到的瞳孔中心和光斑位置信息傳遞給注視點計算模塊30，同時將得到的視線方向信息保存到內存模塊40中。注視點計算模塊30用于根據圖像處理后得到的數據信息進行用戶注視點坐標的計算，同時將注視點坐標信息存入內存模塊40中。所述的注視點坐標是指用戶的注視點在以眼攝像機14的光心為原點，光軸為Z 軸，水平和豎直方向分別為X、Y軸的右手直角坐標系中的坐標。內存模塊40用于存儲圖像處理模塊20處理后得到的數據及注視點計算模塊30 計算后得到的注視點坐標數據。中央處理模塊50與內存模塊40進行數據交互，用于控制并協調各模塊工作，同時處理各個模塊提供的信息，包括從內存模塊40提取用戶注視點坐標信息，從而得到經過注視點且垂直于電視機屏幕的直線L的信息，計算用戶的視線方向與直線L的夾角，最終確定電視機的最佳角度。控制模塊70根據中央處理模塊50計算的結果將電視機調節到最佳角度。計時器60定時發送一個脈沖信號給中央處理模塊50以使中央處理模塊控制相應模塊工作，使得每隔一段時間t就采集電視用戶的眼部圖像進行處理，并根據計算結果重新調節電視機角度，其中t的取值可以根據用戶的需要自己進行設定。該根據人眼視線方向調節角度的電視機系統在控制自動調節電視機角度時的工作過程如下眼攝像機14攝取電視用戶的眼部圖像，圖像采集卡16可得到一組圖像序列，對每一幀圖像進行檢測分析；如果能正常獲取到用戶的眼部圖像，則對獲取到的眼部圖像進行圖像預處理；如果不能正常獲取到用戶的眼部圖像，則控制云臺18使得眼攝像機14做二維掃描，以保證用戶眼睛在眼攝像機14的視場范圍內；再進行圖像直方圖分析，直方圖是用于表達圖像灰度分布情況的統計圖表，進行自適應閾值提取，即分析圖像直方圖，瞳孔與虹膜峰間波谷處的灰度值為要提取的瞳孔閾值，提取光斑閾值，對直方圖從右向左搜索，待像素數和大于光斑像素數時，對應的灰度值作為光斑閾值；提取瞳孔邊界點，依據最小均方差原則的最小二乘原理，對瞳孔邊界點進行橢圓擬合以提取瞳孔中心；計算視線方向并將結果寫入內存模塊40，視線方向由瞳孔中心和光斑位置決定；注視點計算模塊30計算注視點坐標，并將結果寫入內存模塊40中；中央處理模塊50獲得內存模塊40中用戶的視線方向信息和注視點坐標信息，計算得到經過注視點且垂直于電視機屏幕的直線L的信息，計算用戶的視線方向與直線L的夾角α，從而確定電視機的最佳角度；控制模塊70將電視機旋轉α角度；判斷計時器60計時時間是否到達時限t，已經到達的話則重新執行上述過程， 否則繼續等待。應用本實用新型根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，用戶在觀看電視節目的時候，可以根據人眼的視線方向而自動調整電視機的角度，用戶處在電視機前面的多個方位都能以最佳角度觀看電視，無須手動去挪動電視機，使得用戶總能直視電視機，在保證用戶有較好收看效果的同時，也起到了保護用戶眼睛的作用。在定位用戶眼睛瞳孔中心的時候，采用了橢圓擬合技術，從而起到抵抗噪聲，提高瞳孔中心定位精度的作用。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其特征在于，該系統包括 圖像采集模塊，用于獲取電視用戶的眼部圖像；圖像處理模塊，用于對獲取到的眼部圖像信息進行圖像處理并計算電視用戶的視線方向；注視點計算模塊，用于根據圖像處理后得到的數據進行用戶注視點坐標的計算； 內存模塊，用于存儲圖像處理模塊處理后得到的數據以及注視點計算模塊計算后得到的注視點坐標數據；中央處理模塊，用于從內存模塊提取用戶注視點坐標數據，計算得到經過注視點且垂直于電視機屏幕的直線與電視用戶的視線方向的夾角，以確定電視機的最佳角度；控制模塊，根據中央處理模塊計算的電視機的最佳角度將電視機調節到最佳觀看角度。
2.根據權利要求1所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其還包括一計時器，所述計時器定時發送一個脈沖信號給中央處理模塊，所述中央處理模塊每隔設定時間就控制圖像采集模塊采集電視用戶的眼部圖像。
3.根據權利要求1所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其特征在于所述圖像采集模塊包括紅外光源、眼攝像機及圖像采集卡，紅外光源在人眼角膜形成的反射亮點為光斑，眼攝像機對用戶的眼部進行拍攝，圖像采集卡獲取眼攝像機拍攝的圖像。
4.根據權利要求3所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其特征在于所述圖像采集模塊還包括云臺，用以控制眼攝像機做二維掃描。
5.根據權利要求3所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其特征在于所述圖像處理模塊對瞳孔邊界點進行橢圓擬合以提取瞳孔中心，所述的視線方向由瞳孔中心和光斑位置確定。
6.根據權利要求3所述的根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，其特征在于該注視點坐標是以用戶的注視點在以眼攝像機的光心為原點，光軸為Z軸，水平和豎直方向分別為Χ、γ軸的右手直角坐標系中的坐標。
專利摘要一種根據人眼視線方向調節角度的電視機系統，包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、注視點計算模塊、內存模塊、中央處理模塊及控制模塊。圖像采集模塊獲取電視用戶的眼部圖像；圖像處理模塊對獲取到的眼部圖像信息進行圖像處理并計算電視用戶的視線方向；注視點計算模塊根據圖像處理后得到的數據進行用戶注視點坐標的計算；內存模塊存儲圖像處理模塊處理后得到的數據及注視點坐標數據；中央處理模塊從內存模塊提取用戶注視點坐標數據，計算得到經過注視點且垂直于電視機屏幕的直線與用戶的視線方向的夾角，以確定電視機的最佳角度；控制模塊根據將電視機調節到最佳角度。該裝置使用戶在觀看電視的時候能控制電視機隨用戶的視線旋轉，提供更好的觀看效果。
文檔編號G05D3/12GK202306329SQ20112009515
公開日2012年7月4日 申請日期2011年4月2日 優先權日2010年12月22日
發明者劉文飛, 劉林 申請人:Tcl集團股份有限公司