一種追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)的制作方法

一種追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)，該方法包括：S0:由多個參考特征點形成的至少四條線段，設(shè)置為第一參考線段、第二參考線段、第三參考線段以及第四參考線段，設(shè)置一個比對參考點；S1：形成與參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，設(shè)置一個實際比對點；S2：比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同；S3：比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同；S4：比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同。實施本發(fā)明的有益效果是，能夠準(zhǔn)確追蹤定位人臉。
【專利說明】一種追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種通過調(diào)整顯示屏位置追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電子裝置具有供用戶觀看的顯示屏，其廣泛地應(yīng)用于包括筆記本個人電腦、臺式個人電腦、一體機等各種終端機中，只有當(dāng)用戶相對于該電子裝置處于最佳視角時，其觀看效果才最好。目前當(dāng)電子裝置的方向不變而用戶由于某種需要改變臉部朝向來使用該電子裝置時，雖然也存在根據(jù)人臉位置變化來調(diào)整電子裝置顯示屏的位置與人臉的位置相適應(yīng)的方法，但實現(xiàn)過程均較為復(fù)雜，計算較為繁瑣，難以實現(xiàn)精確定位，影響用戶感受，降低了用戶的使用愉悅感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的根據(jù)人臉位置變化來調(diào)整電子裝置顯示屏位置與人臉位置相適應(yīng)的方法較為復(fù)雜，難以實現(xiàn)精確定位的缺陷，提供一種實現(xiàn)過程簡單，而且能夠通過調(diào)整顯示屏位置精確追蹤定位人臉的方法，所述方法包括如下步驟:
[0004]S0:通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取并存儲與臉部圖像中的預(yù)定位置分別對應(yīng)的多個參考特征點，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將所述多個參考特征點兩兩相連而形成第一參考線段、第二參考線段、第三參考線段以及第四參考線段，記錄該第一至第四參考線段的長度，并從所述多個參考特征點中選擇一個比對參考點；
[0005]S1:再次通過攝像頭采集用戶臉部圖像時，從采集到的用戶臉部圖像中提取與所述參考特征點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點；將所述實際特征點兩兩相連形成與所述第一至第四參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將所述實際特征點中與所述比對參考點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點設(shè)置為實際比對點；
[0006]S2:比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若相同，則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏前后傾斜角度；
[0007]S3:比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若相同，則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度；
[0008]S4:比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若相同，則調(diào)整完成，若不相同，則調(diào)整顯示屏垂直高度。
[0009]在上述追蹤定位人臉的方法中，所述步驟SI還包括:若攝像頭無法采集到所有與所述參考特征點相同的實際特征點，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0010]在上述追蹤定位人臉的方法中，所述步驟SI和所述步驟S2之間還包括:
[0011 ] S12:根據(jù)比較實際比對點的位置與比對參考點的位置計算出的水平距離和垂直距離，依次調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度、垂直高度以及前后傾斜角度，直到滿足:實際比對點的位置與比對參考點位置相同。
[0012]在上述追蹤定位人臉的方法中，所述步驟S2還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏前后傾斜角度使第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示；
[0013]在上述追蹤定位人臉的方法中，所述步驟S3還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度使第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示；
[0014]在上述追蹤定位人臉的方法中，所述步驟S4還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏垂直高度使比對參考點的位置與實際比對點的位置相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提
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[0015]在上述追蹤定位人臉的方法中，從攝像頭采集的用戶臉部圖像獲取的多個參考特征點為用戶眼球位置AO和B0、鼻尖位置CO以及用戶兩嘴角的端點XO和YO ;實際參考特征點為用戶眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl以及用戶兩嘴角的端點Xl和Yl ；
[0016]其中，所述第一參考線段為AO和BO形成的線段ΑΒ0，第二參考線段為XO和YO形成的線段ΧΥ0，第三參考線段為AO和CO形成的線段AC0，第四參考線段為BO和CO形成的線段BC0，比對參考點為CO ;第一實際線段為Al和BI形成的線段AB1，第二實際線段為Xl和Yl形成的線段XY1，第三實際線段為Al和Cl形成的線段AC1，第四實際線段為BI和Cl形成的線段BC1，實際比對點為Cl。
[0017]在上述追蹤定位人臉的方法中，從攝像頭采集的用戶臉部圖像獲取的多個參考特征點為用戶眼球位置AO和B0、`鼻尖位置CO、用戶兩嘴角的端點XO和YO以及用戶鼻子兩側(cè)的端點DO和EO ;實際特征點為用戶眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl、用戶兩嘴角的端點Xl和Yl以及用戶鼻子兩側(cè)的端點Dl和El ；
[0018]其中，所述第一參考線段為AO和BO形成的線段ΑΒ0，第二參考線段為XO和YO形成的線段ΧΥ0，第三參考線段為AO和DO形成的線段AD0，第四參考線段為BO和EO形成的線段ΒΕ0，比對參考點為CO ;所述第一實際線段為Al和BI形成的線段AB1，第二實際線段為Xl和Yl形成的線段XY1，第三實際線段為Al和Dl形成的線段AD1，第四實際線段為BI和El形成的線段BEl，實際比對點為Cl。
[0019]還提供一種顯示系統(tǒng)，包括顯示屏、攝像頭、中央處理器以及驅(qū)動模塊；所述中央處理器包括特征點提取單元、第一比較單元、第二比較單元以及第三比較單元；
[0020]所述攝像頭用于采集用戶臉部圖像，并傳輸給所述中央處理器；
[0021]所述特征點提取單元用于接收用戶臉部圖像，提取與所述參考特征點相同的實際特征點；根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將所述實際特征點兩兩相連而形成與所述第一至第四參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將所述實際特征點中與所述比對參考點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點設(shè)置為實際比對
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[0022]所述第一比較單元用于比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的信號給所述驅(qū)動模塊；[0023]所述第二比較單元用于比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的信號給所述驅(qū)動模塊；
[0024]所述第三比較單元用于比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏垂直高度的信號給所述驅(qū)動模塊；
[0025]所述驅(qū)動模塊用于根據(jù)接收到的信號驅(qū)動顯示屏旋轉(zhuǎn)及/或升降。
[0026]實施本發(fā)明的追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)，具有以下有益效果:根據(jù)提取到的用戶臉部圖像特征點所形成的至少四條實際線段中，比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同、比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同以及比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同來調(diào)整顯示屏位置，達(dá)到準(zhǔn)確追蹤定位人臉的目的，并且實現(xiàn)過程簡單，能夠?qū)θ四樳M(jìn)行精確定位，給用戶使用帶來便利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0028]圖1為本發(fā)明一種追蹤定位人臉的方法的流程圖；
[0029]圖2是本發(fā)明第一較佳實施例提供的用戶臉部圖像的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點所形成的特征圖；
[0030]圖3是本發(fā)明第一較佳實施例提供的流程圖；
[0031]圖4是本發(fā)明第二較佳實施例提供的用戶臉部圖像的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點所形成的特征圖；
[0032]圖5是本發(fā)明第二較佳實施例提供的流程圖；
[0033]圖6是本發(fā)明一種顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0035]圖1為本發(fā)明一種追蹤定位人臉的方法的流程圖，方法包括如下步驟:主要包括如下步驟:
[0036]SO:預(yù)先通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取并存儲與臉部圖像中的預(yù)定位置分別對應(yīng)的多個參考特征點以及存儲根據(jù)預(yù)定規(guī)則將多個參考特征點兩兩相連而形成的至少四條線段，分別設(shè)置為第一參考線段、第二參考線段、第三參考線段以及第四參考線段，記錄第一至第四參考線段的長度，并從這多個參考特征點中選擇一個比對參考點；
[0037]S1:再次通過攝像頭采集用戶臉部圖像時，從采集到的用戶圖像中提取與所述參考特征點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點的實際特征點；根據(jù)參考線段涉及到的參考特征點，并將與其對應(yīng)的實際特征點連接，以形成與所述參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將所述實際特征點中的與比對參考點相同的特征點設(shè)置為實際對比點；即提取的實際特征點要與預(yù)先存儲的參考特征點完全相同、所形成的實際線段與參考線段所對應(yīng)的特征點也要完全相同以及選擇的實際比對點和比對參考點也一定為用戶臉部圖像的同一個特征點。
[0038]S2:比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若相同，則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏前后傾斜角度使其相同；若無法通過調(diào)整顯示屏前后傾斜角度使第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值相同時，則說明用戶抬頭或低頭超出了調(diào)整范圍，給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0039]S3:比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若相同，則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度使其相同；若無法通過調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度使第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值相同時，說明用戶面向左側(cè)或右側(cè)并且超出了范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0040]S4:比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若相同，則調(diào)整完成，若不相同，則調(diào)整顯示屏垂直高度使其相同。若無法通過調(diào)整顯示屏垂直高度使比對參考點的位置與實際比對點的位置相同時，說明用戶坐的過高或過低并且超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0041]在上述過程中，提取的參考特征點按照預(yù)定規(guī)則所形成的線段必須滿足如下條件:用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的兩條線段必須是兩條水平線段，在這里水平線段的定義是:攝像頭采集到的用戶人臉圖像可以看作是與顯示屏的屏幕大小形狀相同的長方形，形成四個端點，以屏幕的底部兩端點形成線段為基準(zhǔn)，提取的用戶臉部的參考特征點所形成的線段是與屏幕的底部兩端點形成的線段是平行的，但因不同用戶臉部的差異，可以存在一定的誤差，即在一定誤差范圍內(nèi)均可以認(rèn)為是平行的，并且在提取特征點時，可以根據(jù)需要盡可能選取與屏幕的底部兩端點形成的線段盡可能平行的點，例如提取眼球特征點時，可以根據(jù)實際需要選擇偏離眼球中心允許范圍內(nèi)的的點也可。而用于調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的特征點所形成的兩條線段則為具有有一定夾角的兩條線段，但均不能為與屏幕的底部兩端點形成的線段平行的線段，這樣的線段可以定義為兩條傾斜的線段。
[0042]若用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的線段是兩條傾斜的線段，則這兩條線段的比例關(guān)系即受到前后傾斜角度變化的影響又受水平旋轉(zhuǎn)角度變化的影響，若選擇兩條水平線段，那么這兩條線段則只受前后傾斜角度的影響，當(dāng)把這個前后傾斜角度調(diào)整好之后，其余成一定夾角的任何兩條傾斜線段比例均可以用來作為調(diào)整水平旋轉(zhuǎn)角度的依據(jù)，但可以優(yōu)選為一組垂直線段。
[0043]所述步驟SI還包括:若根據(jù)攝像頭采集到的用戶臉部圖像，通過現(xiàn)有的人臉特征點提取方法若無法提取到所有與所述參考特征點相同的實際特征點，則說明用戶的位置超出了調(diào)整范圍，例如，用戶側(cè)臉，或者偏離顯示屏較遠(yuǎn)，在這種情況下可以認(rèn)定為用戶此時不想使用包括該顯示屏的電子裝置如電腦，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0044]此外，在步驟SI和步驟S2之間還包括:
[0045]S12:根據(jù)比較實際比對點的位置與比對參考點的位置計算出的水平距離和垂直距離，依次調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度、垂直高度以及前后傾斜角度，直到滿足:實際比對點的位置與比對參考點位置相同。
[0046]顯然地，攝像頭在收到定位需求后，采集用戶臉部圖像，此時用戶臉部位置是確定的，影響實際特征點的位置及實際線段數(shù)據(jù)不再是用戶臉部位置，而是顯示屏的位置。每次調(diào)整顯示屏的前后傾斜角度或水平旋轉(zhuǎn)角度或垂直高度之后，攝像頭均會重新采集用戶臉部圖像，提取同樣的實際特征點以及形成同樣的實際線段，因此每次調(diào)整顯示屏的位置之后從臉部圖像中提取到的實際特征點位置或?qū)嶋H線段數(shù)據(jù)均會作相應(yīng)的改變直到滿足要求。
[0047]圖2為本發(fā)明第一較佳實施例提供的用戶臉部圖像的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點所形成的特征圖，先通過用戶選擇合適的位置，通過攝像頭采集用戶與預(yù)定位置對應(yīng)的臉部圖像，通過現(xiàn)有的人臉圖像特征點提取方法提取的指定的多個參考特征點分別為用戶眼球位置AO和B0、鼻尖位置CO以及兩嘴角的端點XO和Y0，根據(jù)這五個參考特征點形成四根線段，其中，ABO為參考特征點AO與BO形成的第一參考線段，XYO為參考特征點XO與YO形成的第二參考線段，ACO為參考特征點AO與CO形成的第三參考線段，BCO為參考特征點BO與CO形成的第四參考線段，CO為設(shè)置的比對參考點。
[0048]之后，在攝像頭收到定位需求后，采集用戶的臉部圖像，通過現(xiàn)有的人臉圖像特征點提取方法提取與參考特征點相同的實際特征點，該實際特征點也為用戶的眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl以及兩嘴角的端點Xl和Y1，與預(yù)存儲的參考特征點所包括的用戶臉部特征點以及個數(shù)是完全一致的，根據(jù)這五個關(guān)鍵數(shù)據(jù)點形成四根線段，其中，ABl為實際特征點Al與BI形成的第一實際線段，XYl為實際特征點Xl與Yl形成的第二實際線段，ACl為實際特征點Al與Cl形成的第三實際線段，BCl為實際特征點BI與Cl形成的第四實際線段。Cl為設(shè)置的實際比對點。
[0049]其中，用于比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同的標(biāo)準(zhǔn)是:AB1/XY1=AB0/XY0，用于比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同的標(biāo)準(zhǔn)是:AD1/BE1=AD0/BE0，用于比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:C1與CO重合。
[0050]如圖3所示，為本發(fā)明第一較佳實施例提供的流程圖，根據(jù)圖1提供的方法流程圖可以歸納為如下步驟:
[0051]S0’:預(yù)先通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取并存儲的參考特征點為A0，B0, CO,X0, YO ;形成的四條參考線段為AB0、XY0、AC0以及AD0，比對參考點為CO ；
[0052]SI，:攝像頭收到定位需求后，再次采集用戶臉部圖像，提取實際特征點為Al，BI，Cl，XI，Yl ;形成的四條實際線段為ABUXYl、ACl以及ADl，實際比對點為Cl ；
[0053]S2’:比較是否滿足:AB1/XY1=AB0/XY0 ;若滿足，則執(zhí)行下一個子步驟，若不滿足，則調(diào)整顯示屏前后傾斜角度，直到滿足該條件；若無法通過調(diào)整顯示屏前后傾斜角度使其滿足AB1/XY1=AB0/XY0時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示；
[0054]S3’:比較是否滿足:AC1/BC1=AC0/BC0 ;若滿足，則執(zhí)行下一個子步驟，若不滿足，則調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度直到滿足該條件；若無法通過調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度使其滿足AC1/BC1=AC0/BC0時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示；
[0055]S4，:比較是否滿足:C1與CO重合，是Cl的位置與CO的位置相同；若滿足，則調(diào)整完成，無需再對顯示屏進(jìn)行調(diào)整，若不滿足，則調(diào)整顯示屏垂直高度直到滿足該條件；若無法通過調(diào)整顯示屏垂直高度使其滿足Cl與CO重合時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0056]在上述步驟中，AB1/XY1=AB0/XY0，AC1/BC1=AC0/BC0以及Cl與CO重合，這里的相等和重合可以定義為在一定范圍內(nèi)就是相等和重合，即允許有一定的偏差，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。步驟S2’和步驟S3’是用來比較是否需要調(diào)整顯示屏的角度，可以改變兩者的順序，只需滿足最后調(diào)整顯示屏高度即可。
[0057]步驟SI’和步驟S2’之間還包括步驟:
[0058]S12’:最先根據(jù)實際比對點Cl與比對參考點CO的位置，依次調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度、垂直高度以及前后傾斜角度，直到滿足:C1與CO重合。該步驟是進(jìn)行初步調(diào)整(也可以說是粗調(diào))，這個步驟是比較拍攝到的像素點Cl與CO的位置而計算出的水平、垂直距離X，y，該水平距離、垂直距離的具體算法是:以比對參考點CO為原點，與屏幕的底部兩端點形成的線段平行的直線為X軸，與其垂直的直線為I軸。把這個X值直接用來調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度，y值用來調(diào)整顯示屏垂直高度，若超出了高度調(diào)整再調(diào)整顯示屏前后傾斜角度。
[0059]這個步驟的目的是將人臉放在攝像比較中間的位置，這樣提取實際特征點形成ABl, ACl等線段的數(shù)據(jù)時比較準(zhǔn)確，因為攝像的邊緣容易產(chǎn)生畸變，而且還可以提升效率，能更快地調(diào)整好顯示屏的位置與人臉位置相適應(yīng)，以達(dá)到追蹤定位人臉的目的。
[0060]在上述步驟SI’中，在收到定位需求后，若攝像頭采集到的用戶臉部圖像中，無法提取到所有與參考特征點相同的實際特征點，相當(dāng)于實際特征點沒有全部在臉部圖像內(nèi)，則說明用戶的位置超出了調(diào)整范圍，例如側(cè)臉，或者偏離顯示屏較遠(yuǎn)，因此在這種情況下可認(rèn)定用戶不打算使用該顯示屏，此時則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0061]因此，實施本發(fā)明第一較佳實施例的具體過程如下:通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取的用戶臉部實際特征點為Al，BI, Cl，XI，Y1，首先判斷是否能提取到所有這些特征點，若不能，即這些實際特征點并沒有全部在臉部圖像內(nèi)，則是用戶的位置超出了調(diào)整范圍，例如，用戶側(cè)臉，或者偏離顯示屏較遠(yuǎn)，這種情況可認(rèn)定用戶不打算使用該顯示屏，此時給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0062]然后比較AB1/XY1是否等于ΑΒ0/ΧΥ0，這里的相等可以定義為在一定范圍內(nèi)就相等，這是用于判斷人臉與顯示屏垂直方向的角度，通過調(diào)整顯示屏的前后傾斜角度來完成，例如，當(dāng)用戶抬頭時，靠近顯示屏的部位會相對變大，所以AB1/XY1要小于ΑΒ0/ΧΥ0，此時需調(diào)整顯示屏前后傾斜角度，從而改變線段ABl或XYl的數(shù)據(jù)，以使AB1/XY1的值等于或趨近于ΑΒ0/ΧΥ0，所以若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶抬頭或低頭超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示，當(dāng)用戶低頭時AB1/XY1要大于ΑΒ0/ΧΥ0，調(diào)整顯示屏前后傾斜角度，即改變線段ABl或XYl的數(shù)據(jù)，以完成前后傾斜角度的調(diào)整。
[0063]同樣，比較AC1/BC1是否等于AC0/BC0，這里的相等可以定義為在一定范圍內(nèi)就相等，這是用于判斷人臉與顯示屏水平方向的角度，通過調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度，即可以改變線段ACl或BCl的數(shù)據(jù)，以完成水平旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整，若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶面向左側(cè)或右側(cè)并且超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。最后確認(rèn)Cl與CO是否重合，這里的重合可以定義為在一定范圍內(nèi)就是重合的，這時只需調(diào)整顯示屏垂直高度即可，通過調(diào)整顯示屏的升/降，即可改變Cl的位置數(shù)據(jù)，使其與CO重合，若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶坐的過高或過低并且超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0064]圖4為本發(fā)明第二較佳實施例提供的用戶臉部圖像的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點所形成的特征圖，先通過用戶選擇合適的位置，通過攝像頭采集用戶與預(yù)定位置對應(yīng)的臉部圖像，通過現(xiàn)有的人臉圖像特征點提取方法提取的指定的多個參考特征點分別為用戶眼球位置AO和BO或者兩眼角的端點A0’和B0’或者兩眼角的端點A0’ ’和B0’ ’、鼻尖位置CO、鼻子兩側(cè)的端點DO和EO以及兩嘴角的端點XO和Y0，如圖所示，根據(jù)這七個參考特征點形成四根線段，其中，以眼球位置AO和BO為例，ABO為參考特征點AO與BO形成的第一參考線段，XYO為參考特征點XO與YO形成的第二參考線段，ADO為參考特征點AO與DO形成的第三參考線段，BEO為參考特征點BO與EO形成的第四參考線段，CO為設(shè)置的比對參考點。
[0065]之后，在攝像頭收到定位需求后，實時采集用戶的臉部圖像，通過現(xiàn)有的人臉圖像特征點提取方法提取與參考特征點相同的實際特征點，該實際特征點也為用戶的眼球位置Al和BI或者兩眼角的端點Al’和BI’或者兩眼角的端點Al’ ’和BI’ ’、鼻尖位置Cl、鼻子兩側(cè)的端點Dl和El以及兩嘴角的端點Xl和Yl，與預(yù)存儲的參考特征點所包括的用戶臉部特征點以及個數(shù)是完全一致的，根據(jù)這七個關(guān)鍵數(shù)據(jù)點可以形成四根線段，其中，以眼球位置Al和BI為例，ABl為實際特征點Al與BI形成的第一實際線段，XYl為實際特征點Xl與Yl形成的第二實際線段，ADl為實際特征點Al與Dl形成的第三實際線段，BEl為實際特征點BI與El形成的第四實際線段，Cl為設(shè)置的實際比對點。
[0066]其中，用于比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同的標(biāo)準(zhǔn)是:AB1/XY1=AB0/XY0，用于比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同的標(biāo)準(zhǔn)是:AD1/BE1=AD0/BE0，用于比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:C1與CO重合。
[0067]如圖5所示，為本發(fā)明提供的第二較佳實施例的流程圖，其實現(xiàn)步驟與圖3原理一樣，此處不再贅述。
[0068]現(xiàn)介紹實施本發(fā)明第二較佳實施例的具體過程如下:通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取的用戶臉部實際特征點為Al，BI，Cl，Dl，E1，XI，Y1，首先判斷是否能提取到所有這些特征點，若不能，即這些實際特征點并沒有全部在臉部圖像內(nèi)，則是用戶的位置超出了調(diào)整范圍，例如，用戶側(cè)臉，或者偏離顯示屏較遠(yuǎn)，這種情況可認(rèn)定用戶不打算使用該顯示屏，此時給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0069]然后比較AB1/XY1是否等于ΑΒ0/ΧΥ0，這里的相等可以定義為在一定范圍內(nèi)就相等，這是用于判斷人臉圖像與顯示屏垂直方向的角度，通過調(diào)整顯示屏的前后傾斜角度來完成，例如，當(dāng)用戶抬頭時，靠近顯示屏的部位會相對變大，所以AB1/XY1要小于ΑΒ0/ΧΥ0，此時需調(diào)整顯示屏前后傾斜角度，改變線段ABl或XYl的數(shù)據(jù)，以使AB1/XY1的值等于或趨近于ΑΒ0/ΧΥ0，所以若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶抬頭或低頭超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示，當(dāng)用戶低頭時AB1/XY1要大于ΑΒ0/ΧΥ0，調(diào)整顯示屏位置，即改變線段ABl或XYl的數(shù)據(jù)，以完成前后傾斜角度的調(diào)整。
[0070]同樣，比較AD1/BE1是否等于AD0/BE0，這里的相等可以定義為在一定范圍內(nèi)就相等，這是用于判斷人臉與顯示屏水平方向的角度，通過調(diào)整顯示屏的水平旋轉(zhuǎn)角度完成，即通過調(diào)整顯示屏位置，改變線段ADl或BEl的數(shù)據(jù)，直到等于或接近于ADO與BEO的比值，若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶面向左側(cè)或右側(cè)并且超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。最后確認(rèn)Cl與CO是否重合，這里的重合可以定義為在一定范圍內(nèi)就是重合的，這時只需調(diào)整顯示屏垂直高度即可，即通過調(diào)整顯示屏的垂直高數(shù)據(jù)，即可改變Cl的位置數(shù)據(jù)，直至與CO重合。若無法調(diào)整到要求的位置，則說明用戶坐的過高或過低并且超出了調(diào)整范圍，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
[0071]在第二較佳實施例中，還可以通過比較實際特征點形成的線段ABl和DEl的比值A(chǔ)BI/DEI是否等于預(yù)存的參考特征點形成的線段ABO和DEO的比值A(chǔ)B0/DE0來作為調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的標(biāo)準(zhǔn)。其中，DEl為實際特征點Dl和El形成的線段，DEO為參考特征點中DO與EO形成的線段。并且實際特征點中的眼球位置Al和BI可以用兩眼角的端點Al’和BI’或者兩眼角端點Al’’和BI’’來代替，均能實現(xiàn)追蹤定位人臉的目的。
[0072]此外，也并不限于上述幾種實現(xiàn)方式，其中，用戶眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl以及兩嘴角的端點Xi和Yi是比較容易抓取、容易說明、容易理解的用戶臉部特征點，但人臉的特征點還包括眉梢以及人中等，根據(jù)人臉圖像特征點抓取方法均可以抓取，只需形成至少兩根水平線段，作為比較是否需要調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的依據(jù)、形成兩根成一定夾角的傾斜線段，作為比較是否需要調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的依據(jù)、可以以圖像特征點如鼻尖、眉心等作為比較是否需要調(diào)整顯示屏垂直高度的依據(jù)，但因鼻尖比較接近人臉正中間，調(diào)整過程會更為簡單和準(zhǔn)確?？傊?，除上述列舉的這幾種例子外，還有較多的實施方式，在此不再贅述。
[0073]實施本發(fā)明一種追蹤定位人臉的方法，通過配合一定的硬件結(jié)構(gòu)，即可調(diào)整顯示屏位置與人臉位置相適應(yīng)，實現(xiàn)追蹤定位人臉。如圖6所示，該顯示系統(tǒng)包括顯示屏，還包括攝像頭20、中央處理器30以及驅(qū)動模塊40 ;中央處理器30包括特征點提取單元301、第一比較單元302、第二比較單元303以及第三比較單元304。其中，中央處理器30在用戶選擇合適位置時，通過攝像頭采集用戶臉部圖像，預(yù)先提取并存儲有與臉部圖像中的預(yù)定位置分別對應(yīng)的多個參考特征點，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將多個參考點兩兩相連形成第一至第四參考線段，并從這多個參考特征點中選擇一個比對參考點。
[0074]攝像頭20裝設(shè)在顯示屏上，用于采集用戶臉部圖像，并傳輸給中央處理器30。
[0075]特征點提取單元301用于接收用戶臉部圖像，提取與參考特征點相同的實際特征點；根據(jù)參考線段涉及到的參考特征點，并將與其對應(yīng)的實際特征點連接，以形成與參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將實際特征點中的與比對參考點相同的特征點設(shè)置為實際比對點。
[0076]第一比較單元302用于比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的信號給驅(qū)動模塊40。
[0077]第二比較單元303用于比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的信號給驅(qū)動模塊40。
[0078]第三比較單元304用于比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏垂直高度的信號給驅(qū)動模塊40。其比較及調(diào)整方法均根據(jù)上述追蹤定位人臉方法來實現(xiàn)。
[0079]驅(qū)動模塊40用于根據(jù)接收到的信號驅(qū)動顯示屏旋轉(zhuǎn)及/或升降。
[0080]具體地，驅(qū)動模塊40將接收到的用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的信號、用于調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的信號以及用于調(diào)整顯示屏垂直高度的信號分別輸出至第一至第三電機，進(jìn)而分別調(diào)整顯示屏前后傾斜角度、水平旋轉(zhuǎn)角度以及垂直高度，使顯示屏的位置最終與人臉位置相適應(yīng)，達(dá)到追蹤定位人臉的目的。
[0081]本發(fā)明一種追蹤定位人臉的方法及顯示系統(tǒng)，主要應(yīng)用于單攝像頭的電子裝置，因在現(xiàn)有的電子產(chǎn)品中，例如一體機，顯示器，手機等產(chǎn)品多是配有一個攝像頭，因此具有很強的實用性，實現(xiàn)方法簡單，而且能夠精確定位人臉。
[0082]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: SO:通過攝像頭采集用戶臉部圖像，提取并存儲與臉部圖像中的預(yù)定位置分別對應(yīng)的多個參考特征點，根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將所述多個參考特征點兩兩相連而形成第一參考線段、第二參考線段、第三參考線段以及第四參考線段，記錄該第一至第四參考線段的長度，并從所述多個參考特征點中選擇一個比對參考點； S1:再次通過攝像頭采集用戶臉部圖像時，從采集到的用戶臉部圖像中提取與所述參考特征點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點；將所述實際特征點兩兩相連形成與所述第一至第四參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將所述實際特征點中與所述比對參考點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點設(shè)置為實際比對點； S2:比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若相同，則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏前后傾斜角度； S3:比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若相同， 則執(zhí)行下一個子步驟；若不相同，則調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度； S4:比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若相同，則調(diào)整完成，若不相同，則調(diào)整顯示屏垂直高度。
2.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述步驟SI還包括:若攝像頭無法采集到所有與所述參考特征點相同的實際特征點，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述步驟SI和所述步驟S2之間還包括: S12:根據(jù)比較實際比對點的位置與比對參考點的位置計算出的水平距離和垂直距離，依次調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度、垂直高度以及前后傾斜角度，直到滿足:實際比對點的位置與比對參考點位置相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏前后傾斜角度使第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度使第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括:若無法通過調(diào)整顯示屏垂直高度使比對參考點的位置與實際比對點的位置相同時，則給出用戶不在調(diào)整范圍內(nèi)的提示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，從攝像頭采集的用戶臉部圖像中提取的多個參考特征點為用戶眼球位置AO和B0、鼻尖位置CO以及用戶兩嘴角的端點XO和YO ;實際參考特征點為用戶眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl以及用戶兩嘴角的端點Xl和Yl ； 其中，所述第一參考線段為AO和BO形成的線段ΑΒ0，第二參考線段為XO和YO形成的線段ΧΥ0，第三參考線段為AO和CO形成的線段AC0，第四參考線段為BO和CO形成的線段BCO,比對參考點為CO ;第一實際線段為Al和BI形成的線段AB1，第二實際線段為Xl和Yl形成的線段XY1，第三實際線段為Al和Cl形成的線段AC1，第四實際線段為BI和Cl形成的線段BCl，實際比對點為Cl。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的追蹤定位人臉的方法，其特征在于，從攝像頭采集的用戶臉部圖像獲取的多個參考特征點為用戶眼球位置AO和B0、鼻尖位置CO、用戶兩嘴角的端點XO和YO以及用戶鼻子兩側(cè)的端點DO和EO ;實際特征點為用戶眼球位置Al和B1、鼻尖位置Cl、用戶兩嘴角的端點Xl和Yl以及用戶鼻子兩側(cè)的端點Dl和El ； 其中，所述第一參考線段為AO和BO形成的線段ΑΒ0，第二參考線段為XO和YO形成的線段ΧΥ0，第三參考線段為AO和DO形成的線段AD0，第四參考線段為BO和EO形成的線段ΒΕ0,比對參考點為CO ;所述第一實際線段為Al和BI形成的線段AB1，第二實際線段為Xl和Yl形成的線段XY1，第三實際線段為Al和Dl形成的線段AD1，第四實際線段為BI和El形成的線段BE1，實際比對點為Cl。
9.一種顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括顯示屏、攝像頭、中央處理器以及驅(qū)動模塊；所述中央處理器包括特征點提取單元、第一比較單元、第二比較單元以及第三比較單元； 所述攝像頭用于采集用戶臉部圖像，并傳輸給所述中央處理器； 所述特征點提取單元用于接收用戶臉部圖像，提取與參考特征點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點；根據(jù)預(yù)定的規(guī)則將所述實際特征點兩兩相連而形成與第一至第四參考線段對應(yīng)的第一實際線段、第二實際線段、第三實際線段以及第四實際線段，并將所述實際特征點中與比對參考點對應(yīng)著臉部圖像中的相同預(yù)定位置的實際特征點設(shè)置為實際比對點； 所述第一比較單元用于比較第一實際線段和第二實際線段的比值與第一參考線段和第二參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏前后傾斜角度的信號給所述驅(qū)動模塊； 所述第二比較單元用于比較第三實際線段和第四實際線段的比值與第三參考線段和第四參考線段的比值是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏水平旋轉(zhuǎn)角度的信號給所述驅(qū)動模塊； 所述第三比較單元用于比較實際比對點的位置與比對參考點的位置是否相同，若不相同，則輸出用于調(diào)整顯示屏垂直高度的信號給所述驅(qū)動模塊； 所述驅(qū)動模塊用于根據(jù)接收到的信號驅(qū)動顯示屏旋轉(zhuǎn)及/或升降。
【文檔編號】G06F3/01GK103760975SQ201410002101
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】林松, 尹盧峰 申請人:深圳寶龍達(dá)信息技術(shù)股份有限公司