專利名稱：基于人臉識別的顯示器自動調節方法及支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子硬件產品領域，具體涉及一種能夠自動跟蹤人臉進行調整位置的顯示器自動調節方法及支架。
背景技術：
隨著社會的不斷發展，各種筆記本電腦和臺式機電腦開始得到普及。但是，由于各種筆記本電腦和臺式機電腦的顯示器往往都采用一個相對固定的支架固定，不能夠根據人的坐姿和位置實現自動調整，不能夠智能化。目前對于實現顯示器的調整都是基于機械結構類的。例如申請號為 CN201030631792的技術方案記載了一種筆記本電腦支架，它能滿足電腦使用者對筆記本電腦方向和高度的需求，但是該技術方案是手動調節機構，無法讓使用者把手完全釋放出來， 跟不上當下智能化的時代需求。此外，在專利公開號CN201837948U，CN201803070U等專利中都是關于筆記本電腦或者平板電腦相關的支架專利。它們多涉及支架的外觀設計，或者機械結構的設計。這一點可以看出市場對諸如平板電腦的支架的需求的存在。但是這些技術方案都不能夠根據人的坐姿和位置實現自動調整，不能夠智能化，缺少互動，缺少趣味， 不智能化，應用性不強等劣勢，不能滿足市場的需求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠自動跟蹤人臉進行調整位置，使用方便、結構簡單、成本較低的基于人臉識別的顯示器自動調節方法及支架。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種基于人臉識別的顯示器自動調節方法，其實施步驟如下1)獲取顯示器前方的圖像，對獲取的圖像進行人臉檢測并確定人臉的初始坐標；2)實時獲取顯示器前方的連續圖像，對當前幀圖像進行人臉檢測并確定人臉坐標，計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量；3)實時根據所述位移量驅動顯示器轉動。作為本發明基于人臉識別的顯示器自動調節方法的進一步改進所述步驟幻實時根據所述位移量驅動顯示器轉動具體是指將位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量，然后驅動顯示器沿著水平方向轉動水平方向位移量、驅動沿著豎直方向轉動豎直方向位移量。所述步驟幻之前預先設定調整閾值，所述根據所述位移量驅動顯示器轉動之前首先判斷位移量是否超過所述調整閾值，如果位移量小于調整閾值則不驅動顯示器轉動， 如果位移量大于調整閾值則根據所述位移量驅動顯示器轉動。本發明還提供一種基于人臉識別的顯示器自動調節支架，包括圖象采集單元、控制單元、轉動機構和支架本體，所述圖象采集單元、控制單元、轉動機構依次相連，所述控制單元包括用于識別圖象采集單元輸出圖像中人臉坐標的人臉識別模塊和用于獲取相鄰兩幅圖像中的人臉坐標位移量的人臉運動計算模塊和用于根據人臉坐標位移量驅動所述轉動機構的運動控制模塊，所述人臉識別模塊、人臉運動計算模塊和控制模塊依次相連，所述支架本體包括底盤和用于支承固定顯示器的支承座，所述支承座通過轉動機構固定于底盤上。作為本發明基于人臉識別的顯示器自動調節支架的進一步改進所述運動控制模塊包括用于將人臉坐標位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量的運動分解單元和用于根據水平方向位移量與豎直方向位移量驅動所述轉動機構的運動驅動模塊，所述運動分解單元分別與人臉運動計算模塊、運動驅動模塊相連，所述運動驅動模塊與轉動機構相連。所述轉動機構包括水平轉動機構和豎直轉動機構，所述水平轉動機構和豎直轉動機構分別與運動驅動模塊相連。所述水平轉動機構和豎直轉動機構均為伺服馬達。所述圖象采集單元固定于所述支承座上。所述支承座的下端設有用于支承顯示器的彎托。所述彎托內側設有采用柔性材料制成的緩沖件。本發明基于人臉識別的顯示器自動調節方法具有下述優點本發明通過人臉識別，計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量并實時根據所述位移量驅動顯示器轉動，能夠自動跟蹤人臉進行調整位置，使顯示器的方位角度根據用戶的觀賞需要進行自動調節，能夠自動適應使用者的不同姿勢，使用戶的雙手實現一定程度的解放，具有使用方便、智能度高、結構簡單、成本較低的優點；此外，本發明通過人臉識別實現與人交互，科技感強、趣味性高，應用前景廣泛的優點。本發明基于人臉識別的顯示器自動調節支架具有與上述基于人臉識別的顯示器自動調節方法對應的結構，因此也具備上述基于人臉識別的顯示器自動調節方法對應的優點。而且，本發明基于人臉識別的顯示器自動調節支架既可以與顯示器集成到一起，又可以單獨作為顯示器或者筆記本電腦的配件出售，使用方式靈活多樣，適用范圍廣。
圖1為本發明實施例的流程示意圖。圖2為本發明實施例的結構示意圖。圖3為本發明實施例的側向結構示意圖。圖4為本發明實施例的框架結構示意圖。圖例說明1、圖象采集單元；2、控制單元；21、人臉識別模塊；22、人臉運動計算模塊；23、控制模塊；231、運動分解單元；232、運動驅動模塊；3、轉動機構；31、水平轉動機構； 32、豎直轉動機構；41、底盤；42、支承座；421、彎托；422、緩沖件；43、調節機構。
具體實施例方式如圖1所示，本發明實施例基于人臉識別的顯示器自動調節方法的實施步驟如下1)獲取顯示器前方的圖像，對獲取的圖像進行人臉檢測并確定人臉的初始坐標；2)實時獲取顯示器前方的連續圖像，對當前幀圖像進行人臉檢測并確定人臉坐標，計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量；3)實時根據位移量驅動顯示器轉動。步驟幻實時根據位移量驅動顯示器轉動具體是指將位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量，然后驅動顯示器沿著水平方向轉動水平方向位移量、驅動沿著豎直方向轉動豎直方向位移量。步驟幻之前預先設定調整閾值，根據位移量驅動顯示器轉動之前首先判斷位移量是否超過調整閾值，如果位移量小于調整閾值則不驅動顯示器轉動， 如果位移量大于調整閾值則根據位移量驅動顯示器轉動。如圖2、圖3和圖4所示，本發明實施例基于人臉識別的顯示器自動調節支架包括圖象采集單元1、控制單元2、轉動機構3和，圖象采集單元1、控制單元2、轉動機構3依次相連，控制單元2包括用于識別圖象采集單元1輸出圖像中人臉坐標的人臉識別模塊21和用于獲取相鄰兩幅圖像中的人臉坐標位移量的人臉運動計算模塊22和用于根據人臉坐標位移量驅動轉動機構3的運動控制模塊23，人臉識別模塊21、人臉運動計算模塊22和控制模塊23依次相連，支架本體包括底盤41和用于支承固定顯示器的支承座42，支承座42通過轉動機構3固定于底盤41上。本實施例中，圖象采集單元1為攝像頭，控制單元2采用單片機或者ARM處理器實現，圖象采集單元1固定于支承座42上，支承座42通過一個調節機構43與轉動機構3相連，與現有的顯示器支架結構相同，調節機構43可手動伸縮左右扭動調節，以保證每個用戶能調節到適合自己的使用顯示器的初始角度。支承座42的下端設有用于支承顯示器的彎托421，彎托421的形式可以有效對放置其中的顯示器起到固定作用，彎托421中即可用于放置顯示器，此外也可以放置其他的數碼產品，例如MP3、MP4、MP5、MID、平板電腦甚至筆記本電腦等等，其大小可以根據產品的大小相應改變。彎托421內側設有采用柔性材料制成的緩沖件422，本實施例中緩沖件422采用海綿體，能夠確保顯示器不受彎托421的刮擦， 而且可以緩沖震動、固定效果更好。運動控制模塊23包括用于將人臉坐標位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量的運動分解單元231和用于根據水平方向位移量與豎直方向位移量驅動轉動機構3 的運動驅動模塊232，運動分解單元231分別與人臉運動計算模塊22、運動驅動模塊232相連，運動驅動模塊232與轉動機構3相連。轉動機構3包括水平轉動機構31和豎直轉動機構32，水平轉動機構31和豎直轉動機構32分別與運動驅動模塊232相連。本市示例中，水平轉動機構31和豎直轉動機構32均為伺服馬達。本實施例中，通過人臉識別模塊21和人臉運動計算模塊22對人臉中心的運動軌跡進行捕捉和跟蹤，再通過運動控制模塊23將得到的坐標數據轉換成相應的旋轉角度并傳輸給轉動機構3分別在水平方向和垂直方向轉動一定角度，從而使顯示器能隨著人臉的變化自動進行三維方向的調節。本實施例的工作過程如下開機以后圖象采集單元1首先獲取顯示器前方的圖像，人臉識別模塊21對獲取的圖像進行人臉檢測并確定人臉的初始坐標，然后進入自動追蹤狀態。在自動追蹤狀態下，圖象采集單元1實時獲取顯示器前方的連續圖像，人臉識別模塊對當前幀圖像進行人臉檢測并確定人臉坐標，人臉運動計算模塊22計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量。控制模塊23首先判斷位移量是否超過調整閾值，如果位移量小于調整閾值則不驅動顯示器轉動。如果位移量大于調整閾值，運動分解單元231將位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量，然后通過運動驅動模塊232根據水平方向位移量驅動水平轉動機構31，根據豎直方向位移量驅動豎直轉動機構 32，將支承座42轉動至面對人臉的位置。 以上所述僅為本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅限于上述實施方式，凡是屬于本發明原理的技術方案均屬于本發明的保護范圍。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發明的原理的前提下進行的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于人臉識別的顯示器自動調節方法，其特征在于其實施步驟如下1)獲取顯示器前方的圖像，對獲取的圖像進行人臉檢測并確定人臉的初始坐標；2)實時獲取顯示器前方的連續圖像，對當前幀圖像進行人臉檢測并確定人臉坐標，計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量；3)實時根據所述位移量驅動顯示器轉動。
2.根據權利要求1所述基于人臉識別的顯示器自動調節方法，其特征在于所述步驟 3)實時根據所述位移量驅動顯示器轉動具體是指將位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量，然后驅動顯示器沿著水平方向轉動水平方向位移量、驅動沿著豎直方向轉動豎直方向位移量。
3.根據權利要求1或2所述基于人臉識別的顯示器自動調節方法，其特征在于所述步驟幻之前預先設定調整閾值，所述根據所述位移量驅動顯示器轉動之前首先判斷位移量是否超過所述調整閾值，如果位移量小于調整閾值則不驅動顯示器轉動，如果位移量大于調整閾值則根據所述位移量驅動顯示器轉動。
4.一種基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于包括圖象采集單元(1)、控制單元O)、轉動機構C3)和支架本體，所述圖象采集單元(1)、控制單元O)、轉動機構(3) 依次相連，所述控制單元( 包括用于識別圖象采集單元(1)輸出圖像中人臉坐標的人臉識別模塊和用于獲取相鄰兩幅圖像中的人臉坐標位移量的人臉運動計算模塊02)和用于根據人臉坐標位移量驅動所述轉動機構(3)的運動控制模塊(23)，所述人臉識別模塊 (21)、人臉運動計算模塊0 和控制模塊依次相連，所述支架本體包括底盤Gl)和用于支承固定顯示器的支承座(42)，所述支承座02)通過轉動機構(3)固定于底盤Gl) 上。
5.根據權利要求4所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述運動控制模塊包括用于將人臉坐標位移量分解為水平方向位移量與豎直方向位移量的運動分解單元(231)和用于根據水平方向位移量與豎直方向位移量驅動所述轉動機構(3)的運動驅動模塊032)，所述運動分解單元(231)分別與人臉運動計算模塊(22)、運動驅動模塊(23 相連，所述運動驅動模塊032)與轉動機構( 相連。
6.根據權利要求5所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述轉動機構(3)包括水平轉動機構(31)和豎直轉動機構(32)，所述水平轉動機構(31)和豎直轉動機構(3 分別與運動驅動模塊(23 相連。
7.根據權利要求6所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述水平轉動機構(31)和豎直轉動機構(32)均為伺服馬達。
8.根據權利要求4或5或6或7所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述圖象采集單元(1)固定于所述支承座G2)上。
9.根據權利要求8所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述支承座0 的下端設有用于支承顯示器的彎托G21)。
10.根據權利要求9所述基于人臉識別的顯示器自動調節支架，其特征在于所述彎托 (421)內側設有采用柔性材料制成的緩沖件022)。
全文摘要
本發明公開了一種基于人臉識別的顯示器自動調節方法及支架，方法步驟如下1)獲取顯示器前方的圖像，對獲取的圖像進行人臉檢測并確定人臉的初始坐標；2)實時獲取顯示器前方的連續圖像，對當前幀圖像進行人臉檢測并確定人臉坐標，計算當前幀圖像的人臉坐標與上一幀圖像的人臉坐標之間的位移量；3)實時根據所述位移量驅動顯示器轉動；支架包括圖象采集單元(1)、控制單元(2)、轉動機構(3)和支架本體，述圖象采集單元(1)、控制單元(2)、轉動機構(3)依次相連。本發明能夠自動跟蹤人臉進行調整位置，具有使用方便、結構簡單、成本較低的優點。
文檔編號G06F1/16GK102270021SQ201110222029
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者孫凌云, 柴春雷, 湯永川, 許云婷, 顧瑩瑩 申請人:浙江大學