[发明专利]一种自动调节电视机角度的装置

说明书

技术领域

本发明属于数字家庭人机信息交互技术领域，特别是涉及一种数字家庭设备的自动控制技术。

背景技术

电视机作为现代家庭中最主要的娱乐方式之一，极大地丰富了人们的家庭文化生活。特别是数字电视问世之后，其功能越来越强大，节目内容极大丰富，电视机已成为人们日常生活不可或缺的一部分。目前大部分电视机都是固定在一个台面，不能自由转动。当用户观看电视节目的时候，有时候为了舒适自然，需要用户手动搬动电视机调整其可视角度以获得较好的观赏效果。这样做既费时又费力，使用起来很不方便。

公开号为CN2731871的专利提出了一种遥控电动旋转电视机座的方案，省去了用户搬动电视机的麻烦，但也有其不足之处。首先它没有考虑到当用户相对电视机所在方向与屏幕夹角很小的时候，红外遥控器发射出的红外信号不易被遥控装置接收，因此用户很难用遥控器调节电视机角度；其次，当多个用户同时观看电视节目时，用遥控器难于将电视机调节到每个用户都满意的角度。

发明内容

针对以上情况的不足，本发明提出了一种自动调节电视机角度的装置。使用该装置用户无须使用遥控器就能够在任何方位都收到满意的观看效果，而且电视还能够随着用户的移动自动改变其角度，使得人与电视机之间的交互更加人性化。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种自动调节电视机角度的装置，其特征在于该装置包括红外探测装置、摄像装置、内存单元、中央处理单元、控制模块和计时器。该装置采用存储-控制结构。中央处理单元控制并协调红外探测装置、摄像装置、内存单元和控制模块工作；红外探测装置和摄像装置先将获取的数据存储到内存单元中，中央处理单元与内存单元进行数据交互，指挥控制模块工作；计时器则定时发送一个脉冲信号要求中央处理单元控制相应模块工作。

红外探测装置用于感应电视机前一定范围内所有用户的相对坐标。

摄像装置用于摄取电视机前一定范围内的图像。

内存单元用于存储摄像装置摄取的图像数据、每个用户的信息和对图像进行预处理所需要的数据。

中央处理单元用于协调各模块工作并处理各个模块提供的信息，包括提取所有用户的脸部图像块，计算用户的相对坐标和相对角度，确定哪些用户正在观看电视节目以及确定电视机的最佳角度。

控制模块根据中央处理单元计算的结果将电视机调节到最佳角度。

计时器用于计时，使得该装置每隔一段时间t(t一般取5s-60s之间的值，由用户设定)就摄取一张图像进行处理，并根据计算结果重新调节电视机角度。

所述摄像装置的光轴在水平面上，并能够根据红外探测装置感应得到的用户相对坐标作相应的旋转，使得所有用户都位于摄像范围内。

所述相对坐标是指用户在以摄像装置光心为原点，光轴为Z轴，水平和竖直方向分别为X，Y轴的左手直角坐标系中的坐标。

所述相对角度是指用户相对坐标与摄像装置光心的连线在水平面内的射影与光轴正向的夹角，用户相对坐标的X分量在X轴正半轴时相对角度为正，在X轴负半轴时为负。

红外探测装置测得用户的相对角度后，还需根据摄像装置摄取的图像确定该用户是否正在观看电视节目。

所述自动调节电视机角度的装置的控制过程为：

1)根据红外探测装置感应得到的用户相对坐标旋转摄像装置，使得所有用户都位于摄像范围内，把摄取到的图像和此时电视机屏幕中轴的相对角度θ记录在内存单元中；

2)对所有用户的相对坐标进行坐标变换，得到用户在摄取到的图像中的大致位置；

3)利用肤色检测方法获得用户脸部图像块并逐个写入内存单元中；

4)对其中一个脸部图像块进行一系列的预处理，包括灰度化，二值化和去噪；

5)对于预处理后的脸部图像块，用穷举匹配法判断该用户是否正在观看电视节目，若是则将该用户的相对角度α_i记录在内存单元中，否则不处理。然后检查内存单元中是否存在其它的脸部图像块，如果有则对下一个脸部图像块重复步骤4)，否则转向步骤6)；

6)找出所有正在观看电视节目的用户的最大相对角度α_max和最小相对角度α_min，计算它们的平均值α＝(α_max+α_min)/2；

7)控制装置将电视机旋转α-θ角度；

8)计时器经过时间t后向中央处理单元发送一个脉冲信号，重新转向执行步骤1)。

本发明具有如下几个特点：