[发明专利]一种基于面部特征的人机交互设备及系统

说明书

本发明提供了一种基于面部特征的人机交互设备及系统，其中，该设备包括：图像采集装置、处理器和显示屏；图像采集装置用于连续采集用户图像；处理器用于依次提取出每个用户图像中的用户人脸图像；提取每个用户人脸图像中的面部特征信息；确定用户的位姿变化信息；根据位姿变化信息生成相应的控制指令，根据控制指令对预设视频执行相应的控制操作，并将控制操作后的预设视频发送时作数显示屏；显示屏还用于播放控制操作后的预设视频。通过本发明实施例提供的基于面部特征的人机交互设备及系统，通过检测人体面部生物特征和其运动姿态，判断用户人脸当前的运动状态，进而可以发出暂停或播放等控制信号，实现通过人脸运动对视频播放控制。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，具体而言，涉及一种基于面部特征的人机交互设备及系统。

背景技术

在书法教育过程中，身体状态包括持笔姿势，手部动作，身体姿态等。心理状态变化有注意力焦点转移，学习兴趣波动，学习节奏打断等。传统书法信息化教学过程中，学员可以一边看教学视频一边练习书法，而在观看教学视频时，可能需要学员操作播放教学视频的设备，从而可能改变学员的身体状态或心理状态，身体和心理变化构成了学生学习过程中的重大障碍。

现有控制播放设备的方法有手动点击和语音控制两种方法。手动点击是指用手指点击移动端界面上的按钮来控制播放、暂停、快进和后退等。语音控制方法是用语音识别系统，将语音信号变成控制信号，控制视频播放、暂停、快进和后退等。

手动点击控制方法，需要学习者放下笔，改变写字姿态，并且导致写字心态波动。语音进行控制播放暂停，需要学习者从静态转到说话的动态，会对心理状态有影响，且语音识别容易产生歧义，且不适用于多人同时学习场景。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种基于面部特征的人机交互设备及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于面部特征的人机交互设备，包括：图像采集装置、处理器和显示屏，所述图像采集装置和所述显示屏分别与所述处理器相连；

所述显示屏用于播放预设视频；

所述图像采集装置用于在所述显示屏播放所述预设视频时，连续采集用户图像，并将所述用户图像发送至所述处理器；

所述处理器用于依次提取出每个所述用户图像中的用户人脸图像；提取每个所述用户人脸图像中的面部特征信息；根据多个所述用户人脸图像的面部特征信息的变化值以及采集到所述用户人脸图像之间的时间间隔确定用户的位姿变化信息，所述位姿变化信息包括角度变化值和角速度变化值；根据所述位姿变化信息生成相应的控制指令，根据所述控制指令对所述预设视频执行相应的控制操作，并将控制操作后的预设视频发送时作数显示屏；

所述显示屏还用于播放控制操作后的预设视频。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于面部特征的人机交互系统，包括：多个如上所述的人机交互设备。

本发明实施例上述第一方面提供的方案中，通过检测人体面部生物特征和其运动姿态，判断用户人脸当前的运动状态，进而可以发出暂停或播放等控制信号，实现通过人脸运动对视频播放控制。该交互方式简答，不需要用户大幅度移动身体，可以避免传统方法对书写状态的破坏，并且容易使学生保持学习心态的连续性。本申请提供的交互方式对于书法教育的信息化过程提供基础性的促进作用，具有重要的现实价值。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。