專利名稱：顯示設(shè)備的視角調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備的視角調(diào)整裝置，更具體地講，涉及一種使用圖像捕捉 裝置來(lái)調(diào)整顯示設(shè)備的視角的裝置。
背景技術(shù)：
通常，諸如平板電視、CRT電視的顯示設(shè)備通常被固定在一定的位置。當(dāng)用戶改變 觀看位置時(shí)，需要調(diào)整顯示設(shè)備的位置來(lái)獲得合適的觀看視角，從而能夠觀看到清楚的畫(huà) 面。一般通過(guò)將顯示設(shè)備旋轉(zhuǎn)一定角度或移動(dòng)顯示設(shè)備的位置來(lái)調(diào)整視角，使得顯示設(shè)備 能夠正面對(duì)用戶，此時(shí)視角為零度。然而，隨著顯示設(shè)備的尺寸逐漸增大，通過(guò)手動(dòng)調(diào)整存 在一定的困難。
為了解決該問(wèn)題，提出通過(guò)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備旋轉(zhuǎn)以調(diào)整視角的方案。例如，申 請(qǐng)?zhí)枮镃N 99246407.2的中國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)公開(kāi)了一種可自動(dòng)調(diào)整顯示器視角的電腦裝 置，它是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，并且配合USB搖桿以無(wú)線及/或有線的操作方式對(duì)步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，以對(duì)顯示器進(jìn)行俯、仰角度及左、右轉(zhuǎn)角度的調(diào)整。該方案存在的問(wèn)題是 需要根據(jù)用戶的感覺(jué)來(lái)手動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行來(lái)使得顯示器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置處的觀眾，無(wú) 法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制以獲得合適的視角。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N 20071011(^86.9的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N視聽(tīng)裝置，其中包括 多個(gè)接收器、運(yùn)算與控制單元以及步進(jìn)馬達(dá)。所述接收器分別布置于視聽(tīng)裝置的不同位置， 用以接收使用者所發(fā)出的信號(hào)。根據(jù)所述接收器所接收到的信號(hào)，運(yùn)算與控制單元將估計(jì) 出使用者與視聽(tīng)裝置的視角，并且根據(jù)視角輸出馬達(dá)控制信號(hào)，以控制布置于視聽(tīng)裝置底 盤(pán)的所述步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)視聽(tīng)裝置，以改變視角。該方案需要利用使用者發(fā)出的諸如紅外線 的信號(hào)才能計(jì)算出使用者與視聽(tīng)裝置的視角。由于視角的調(diào)整是基于人眼的位置來(lái)進(jìn)行調(diào) 整的，因此該方案確定的視角實(shí)際上是基于使用者攜帶的信號(hào)發(fā)射裝置來(lái)調(diào)整的，而不是 基于使用者的眼部位置來(lái)調(diào)整視角的。即，該方案確定的視角從信號(hào)發(fā)射裝置的位置觀看 是合適的。此外，該方案僅能調(diào)整水平方向上的視角，而沒(méi)有調(diào)整豎直方向的視角。因此， 該方案仍不能準(zhǔn)確地獲得合適的視角。
公開(kāi)號(hào)為US2009/0025022的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種調(diào)整顯示器的視角的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)利用熱傳感器或壓力傳感器來(lái)檢測(cè)用戶的位置、利用運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)檢測(cè)用戶的 高度、利用人臉識(shí)別來(lái)確定人臉的位置，從而基于上述檢測(cè)的參數(shù)來(lái)計(jì)算需要調(diào)整的視角。 然而，在該方案中，需要使用多種傳感器，例如為了檢測(cè)用戶的位置，還需要在用戶的活動(dòng) 空間中布置多個(gè)熱傳感器或壓力傳感器。因此，該方案使用起來(lái)非常復(fù)雜，成本較高。
因此，需要一種能夠相對(duì)容易地并且準(zhǔn)確地調(diào)整顯示器的位置或方位以獲得合適 的視角的裝置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)整顯示設(shè)備的視角的裝置，該裝置能夠自動(dòng)地準(zhǔn)確將顯示器調(diào)整的合適的位置或方位，以使用戶獲得合適的觀看視角。
本發(fā)明的一方面提供一種顯示設(shè)備的視角調(diào)整裝置，其特征在于包括攝像單元， 用于進(jìn)行攝像；驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)；控制單元，接收攝像單元拍攝的 圖像，從所述圖像中識(shí)別人臉以確定目標(biāo)位置，根據(jù)顯示設(shè)備的屏幕中心在所述圖像上映 射的位置和所述目標(biāo)位置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，使得在所述圖像 中所述映射的位置與目標(biāo)位置重合。
所述攝像單元可包括第一攝像裝置和/或第二攝像裝置，其中，第一攝像裝置安 裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的側(cè)邊緣的中心，第二攝像裝置安裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的上 邊緣或下邊緣的中心，第一攝像裝置和第二攝像裝置的光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在第一攝像裝置拍攝的圖像的水平中心線之上時(shí)，控制單元控制 驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述水平中心線重合； 當(dāng)所述目標(biāo)位置在第一攝像裝置拍攝的圖像的水平中心線之下時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述水平中心線重合。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在第二攝像裝置拍攝的圖像的豎直中心線之左時(shí)，控制單元控制 驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述豎直中心線重合； 當(dāng)所述目標(biāo)位置在第二攝像裝置拍攝的圖像的豎直中心線之右時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述豎直中心線重合。
當(dāng)識(shí)別到一個(gè)人臉時(shí)，所述目標(biāo)位置可為人臉的中心或眉心位置。
當(dāng)識(shí)別到多個(gè)人臉時(shí)，所述目標(biāo)位置可為所述識(shí)別的多個(gè)人臉上的預(yù)定位置的平 均位置。
所述預(yù)定位置可為人臉的中心或眉心位置。
所述攝像單元可包括至少一個(gè)攝像裝置，當(dāng)所述攝像單元包括一個(gè)攝像裝置時(shí)， 所述攝像裝置安裝在顯示設(shè)備的屏幕的中心，其光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直；當(dāng)所述攝像 單元包括兩個(gè)攝像裝置時(shí)，第一攝像裝置安裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的側(cè)邊緣的中心，第 二攝像裝置安裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的上邊緣或下邊緣的中心，第一攝像裝置和第二攝 像裝置的光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍攝的圖像的中心之上時(shí)，控制單元可控制驅(qū)動(dòng)單元 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置 在攝像單元拍攝的圖像的中心之下時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/ 或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍攝的圖像的中心之左時(shí)，控制單元可控制驅(qū)動(dòng)單元 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置 在攝像單元拍攝的圖像的中心之右時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/ 或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在所述映射的位置之左時(shí)，控制單元可控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè) 備向左旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述映射的位置重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在所 述映射的位置之右時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所 述目標(biāo)位置與所述映射的位置重合。
當(dāng)所述目標(biāo)位置在所述映射的位置之上時(shí)，控制單元可控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述映射的位置重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在所 述映射的位置之下時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所 述目標(biāo)位置與所述映射的位置重合。
所述視角調(diào)整裝置還可包括距離傳感器，用于檢測(cè)觀眾與屏幕的距離，其中，控制 單元可根據(jù)距離傳感器檢測(cè)的距離、攝像單元與屏幕中心之間的距離關(guān)系以及攝像單元的 光學(xué)參數(shù)來(lái)確定屏幕中心在攝像單元拍攝的圖像上的映射位置。
本發(fā)明提供的調(diào)整顯示設(shè)備的視角的裝置能夠通過(guò)拍攝的圖像確定目標(biāo)位置，自 動(dòng)準(zhǔn)確地將顯示器調(diào)整到適合于觀眾進(jìn)行觀看畫(huà)面的位置或方位。本發(fā)明的視角調(diào)整裝置 不需要距離傳感器、位置傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器等傳感器來(lái)檢測(cè)觀眾相對(duì)于顯示器的位置，從 而不需要計(jì)算需要調(diào)整的角度，并且不需要觀眾攜帶輔助定位的裝置，能夠以較少的成本 實(shí)現(xiàn)視角的準(zhǔn)確調(diào)整。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì) 變得更加清楚，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的視角調(diào)整裝置的框圖2A-2C示出根據(jù)本發(fā)明的視角調(diào)整裝置的調(diào)整原理的示意圖3示出根據(jù)本發(fā)明的視角調(diào)整裝置的攝像單元的布置的示意圖4示出根據(jù)第一圖像調(diào)整水平視角的一個(gè)示例；
圖5示出根據(jù)第二圖像調(diào)整豎直視角的一個(gè)示例；
圖6示出了根據(jù)第一圖像調(diào)整多個(gè)觀眾的水平視角的一個(gè)示例；
圖7示出了根據(jù)第二圖像調(diào)整多個(gè)觀眾的豎直視角的一個(gè)示例；
圖8示出了根據(jù)第一圖像調(diào)整多個(gè)觀眾的水平視角的另一示例。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的視角調(diào)整裝置100的框圖。如圖1所示，視角調(diào)整裝置100 包括攝像單元110、控制單元120、驅(qū)動(dòng)單元130。
攝像單元110用于進(jìn)行攝像，并將拍攝的圖像發(fā)送給控制單元120。攝像單元110 可以是諸如基于CM0S、(XD等的各種攝像裝置。攝像單元110安裝在顯示器200上，以對(duì)顯 示器200的屏幕前方的對(duì)象或場(chǎng)景進(jìn)行攝像。控制單元120接收攝像單元110發(fā)送來(lái)的圖 像，利用人臉識(shí)別技術(shù)檢測(cè)圖像中的人臉以確定目標(biāo)位置，并根據(jù)確定的目標(biāo)位置和顯示 器200的屏幕中心在攝像單元110拍攝的圖像上映射的位置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元130調(diào)整顯示 器200的視角，使得顯示器200的屏幕正對(duì)著確定的目標(biāo)位置。
具體地說(shuō)，如果顯示器200的屏幕正對(duì)著一個(gè)目標(biāo)位置，則屏幕中心映射到該目 標(biāo)位置所在的平面的位置與該目標(biāo)位置重合。由于攝像單元110拍攝顯示器200的屏幕前 方的對(duì)象，可利用顯示器200的屏幕中心映射到攝像單元110拍攝的圖像上的位置來(lái)調(diào)整 顯示器200。
圖2A-2C示出根據(jù)本發(fā)明的視角調(diào)整裝置的調(diào)整原理的示意圖。如圖2A所示，此時(shí)顯示器200的屏幕中心與觀眾Ul在水平方向上相距一定的距離，屏幕中心正對(duì)著觀眾Ul 所在的平面上的Al點(diǎn)。顯然，在攝像單元110拍攝的圖像中，Al點(diǎn)(即，屏幕中心映射到 該圖像上的位置)與觀眾Ul也相距一定的距離。如圖2B所示，當(dāng)顯示器200移動(dòng)到所示 位置時(shí)，屏幕中心正對(duì)著觀眾Ul。如圖2C所示，當(dāng)顯示器200旋轉(zhuǎn)到所示位置時(shí)，屏幕中心 正對(duì)著觀眾Ul。在圖2B和2C所示的情況下，在現(xiàn)實(shí)世界中，Al點(diǎn)與觀眾Ul重合；在攝像 單元110拍攝的圖像中，Al點(diǎn)(即，屏幕中心映射到該圖像上的位置)也與觀眾Ul重合。
因此，控制單元120根據(jù)攝像單元110拍攝的圖像中觀眾的位置和屏幕中心映射 到該圖像中的位置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元130驅(qū)動(dòng)顯示器200實(shí)現(xiàn)視角的調(diào)整。預(yù)先確定圖像中 的觀眾的預(yù)定位置(例如，觀眾的臉的中心、眉心或其他位置)作為目標(biāo)位置。
當(dāng)目標(biāo)位置在屏幕中心映射到攝像單元110拍攝的圖像上的目標(biāo)位置之左時(shí)，控 制單元120可控制驅(qū)動(dòng)單元130驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)；當(dāng)目標(biāo)位置在屏幕中 心映射到攝像單元110拍攝的圖像上的目標(biāo)位置之右時(shí)，控制單元120可控制驅(qū)動(dòng)單元130 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到圖像中的目標(biāo)位置與所述映射的位置重合。
類(lèi)似地，當(dāng)目標(biāo)位置在屏幕中心映射到攝像單元110拍攝的圖像上的位置之上 時(shí)，控制單元120可控制驅(qū)動(dòng)單元130驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)；當(dāng)目標(biāo)位置在屏 幕中心映射到攝像單元110拍攝的圖像上的位置之下時(shí)，控制單元120可控制驅(qū)動(dòng)單元130 驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到圖像中的目標(biāo)位置與所述映射的位置重合。
驅(qū)動(dòng)單元130可以是公知的步進(jìn)電機(jī)、液壓馬達(dá)等各種驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其能夠根據(jù)控 制單元120的控制信號(hào)對(duì)顯示器200進(jìn)行左右、上下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。
當(dāng)攝像單元110被布置在顯示器200的屏幕中心時(shí)，攝像單元110拍攝的圖像的 中心為屏幕中心映射到拍攝的圖像上的位置。
當(dāng)攝像單元110不是被布置在顯示器200的屏幕中心時(shí)，攝像單元110拍攝的圖 像的中心與屏幕中心映射到拍攝的圖像上的實(shí)際位置存在一定偏移，當(dāng)觀眾距離顯示器 200的屏幕越遠(yuǎn)，則偏移越小。由于觀眾通常距離顯示器200 —定的距離觀看，因此可將攝 像單元110拍攝的圖像的中心設(shè)置為屏幕中心映射到拍攝的圖像上的位置，用于進(jìn)行視角 的調(diào)整。
然而，當(dāng)攝像單元110不是被布置在顯示器200的屏幕中心時(shí)，即，攝像單元110 的光軸與通過(guò)屏幕中心的垂直于屏幕的線不同軸時(shí)，如上所述的那樣，屏幕中心在攝像單 元100拍攝的圖像上的映射位置會(huì)根據(jù)拍攝的對(duì)象的距離而發(fā)生改變，這樣會(huì)影響視角調(diào) 整的精度，不能完全對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置。特別是觀眾距離顯示器200的屏幕較近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大 的誤差。如果需要更精確地實(shí)現(xiàn)視角的調(diào)整，則該映射位置可通過(guò)觀眾與屏幕的距離、攝像 單元110與屏幕中心之間的距離關(guān)系以及攝像單元110的光學(xué)參數(shù)通過(guò)坐標(biāo)系的映射變換 來(lái)確定。在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，視角調(diào)整裝置100還可包括距離傳感器，用于檢測(cè) 觀眾與屏幕的距離。其中，控制單元120根據(jù)距離傳感器檢測(cè)的距離、攝像單元110與屏幕 中心之間的距離關(guān)系(例如，水平距離和豎直距離)以及攝像單元110的光學(xué)參數(shù)來(lái)確定 屏幕中心在攝像單元100拍攝的圖像上的映射位置。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的不需要進(jìn)行映射變換來(lái)確定上述映射位置的 攝像單元110的布置的示意圖。
在該實(shí)施例中，攝像單元110包括第一攝像裝置111和第二攝像裝置112。第一攝像裝置111安裝在顯示器200的上邊緣或下邊緣上，并且位于顯示器200的屏幕的豎直中 心線上。第二攝像裝置112安裝在顯示器200的一個(gè)側(cè)邊緣上，并且位于顯示器200的屏 幕的水平中心線上。第一攝像裝置111和第二攝像裝置112各自鏡頭的光軸與垂直于顯示 器200的屏幕的軸線平行。
這里需要注意的是，在不影響拍攝和觀眾觀看屏幕的情況下，第一攝像裝置111 的位置在包含上述豎直中心線的垂直于顯示器200的屏幕的平面上的任何位置都是可行 的，并且第二攝像裝置112的位置在包含上述水平中心線的垂直于顯示器200的屏幕的平 面上的任何位置都是可行的。
控制單元120從攝像單元110接收由第一攝像裝置111和第二攝像裝置112拍攝 的圖像。以下，稱第一攝像裝置111拍攝的圖像為第一圖像，第二攝像裝置112拍攝的圖像 為第二圖像。控制單元120可使用人臉識(shí)別技術(shù)識(shí)別第一圖像和第二圖像中存在的觀眾的臉部。
由于第一攝像裝置111位于顯示器200的屏幕的豎直中心線上，因此顯示器200 的屏幕中心在第一攝像裝置111拍攝的第一圖像中的映射點(diǎn)位于第一圖像的豎直中心線 上。因此，當(dāng)在第一圖像中觀眾的臉部中心位于第一圖像的豎直中心線上時(shí)，屏幕中心在水 平方向上對(duì)準(zhǔn)觀眾的臉部。通過(guò)第一攝像裝置111來(lái)控制水平方向的視角。
如果第一攝像裝置111不位于顯示器200的屏幕的豎直中心線上，則由于第一攝 像裝置111與屏幕中心有一定的距離，因此隨著觀眾離開(kāi)屏幕的距離的變化，屏幕中心在 第一圖像中映射的位置也隨之變化，而該映射位置需要觀眾與屏幕的距離以及第一攝像裝 置111的光學(xué)參數(shù)來(lái)確定，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常復(fù)雜。而當(dāng)?shù)谝粩z像裝置111位于顯示器200的 屏幕的豎直中心線上時(shí)，隨著觀眾離開(kāi)屏幕的距離的變化，屏幕中心在第一圖像中映射的 位置僅在第一圖像的豎直中心線上移動(dòng)。也就是說(shuō)，屏幕中心在第一圖像上映射的位置在 水平方向上是固定的。這樣能夠在第一圖像中確定水平方向的控制參考線，在第一圖像中， 當(dāng)希望屏幕中心對(duì)準(zhǔn)的對(duì)象與該水平方向的控制參考線重合時(shí)，則在現(xiàn)實(shí)世界中，屏幕中 心在水平方向上對(duì)準(zhǔn)該對(duì)象。
因此，控制單元120可根據(jù)接收的第一圖像控制顯示器200左右旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，使得 檢測(cè)到的第一圖像中的觀眾的臉部中心與第一圖像的豎直中心線重合，來(lái)實(shí)現(xiàn)水平視角的 調(diào)整。具體地說(shuō)，當(dāng)臉部中心位于第一圖像的豎直中心線的左側(cè)時(shí)，將顯示器200向左(即， 觀眾的右側(cè))旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)；當(dāng)臉部中心位于第一圖像的豎直中心線的右側(cè)時(shí)，將顯示器200 向右(即，觀眾的左側(cè))旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。
類(lèi)似地，由于第二攝像裝置112位于顯示器200的屏幕的水平中心線上，因此顯示 器200的屏幕中心在第二攝像裝置112拍攝的第二圖像中的映射點(diǎn)位于第二圖像的水平中 心線上。也就是說(shuō)，屏幕中心在第二圖像上映射的位置在豎直方向上是固定的。因此，當(dāng)在 第二圖像中觀眾的臉部中心位于第二圖像的水平中心線上時(shí)，屏幕中心在豎直方向上對(duì)準(zhǔn) 觀眾的臉部。通過(guò)第二攝像裝置112來(lái)控制豎直方向的視角。
這樣，通過(guò)布置第一攝像裝置111和第二攝像裝置112能夠確定屏幕中心在第一 圖像上的映射的水平以及在第二圖像上映射的豎直位置，從而來(lái)控制顯示器200，可以不使 用距離、攝像裝置的光學(xué)參數(shù)來(lái)確定屏幕中心在拍攝的圖像上的映射位置。
圖4示出根據(jù)第一圖像調(diào)整水平視角的一個(gè)示例。在圖4所示的第一圖像中，觀眾的臉部中心位于豎直中心線Ll的右側(cè)，此時(shí)控制單元120控制顯示器200向右旋轉(zhuǎn)或移 動(dòng)，直到在第一圖像中豎直中心線Ll與臉部中心重合。
控制單元120可根據(jù)接收的第二圖像控制顯示器200上下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，使得檢測(cè) 到的第二圖像中的觀眾的臉部中心位于第二圖像的水平中心線上，來(lái)實(shí)現(xiàn)豎直視角的調(diào) 整。具體地說(shuō)，當(dāng)臉部中心位于第二圖像的水平中心線的上側(cè)時(shí)，將顯示器200向上旋轉(zhuǎn)或 移動(dòng)；當(dāng)臉部中心位于第二圖像的水平中心線的下側(cè)時(shí)，將顯示器200向下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。
圖5示出根據(jù)第二圖像調(diào)整豎直視角的一個(gè)示例。在圖5所示的第二圖像中，觀 眾的臉部中心位于水平中心線L2的上側(cè)，此時(shí)控制單元120控制顯示器200向上旋轉(zhuǎn)或移 動(dòng)，直到在第二圖像中水平中心線L2與臉部中心重合。
上述水平視角和豎直視角的調(diào)整可同時(shí)進(jìn)行也可以分別進(jìn)行。此外，在調(diào)整視角 時(shí)，可根據(jù)需要單獨(dú)通過(guò)旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)來(lái)進(jìn)行，也可以同時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)來(lái)進(jìn)行。
上面利用檢測(cè)的人臉的中心作為目標(biāo)位置來(lái)調(diào)整水平視角和豎直視角，其基本上 可實(shí)現(xiàn)視角的調(diào)整。通常認(rèn)為當(dāng)垂直于顯示器的屏幕的中心的軸線的延長(zhǎng)線對(duì)準(zhǔn)觀眾的眉 心的位置時(shí)，能夠獲得最佳的觀看效果。因此，也可基于第一和第二圖像中檢測(cè)的觀眾的眉 心作為目標(biāo)位置來(lái)調(diào)整水平視角和豎直視角，這樣能實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的調(diào)整。由于人的眉心一 般位于人的臉部的特定范圍內(nèi)，因此可以確定圖像中觀眾的眉心的位置。
此外，該目標(biāo)位置也可以是人臉的其他部位或位置，用戶可根據(jù)自己的觀看習(xí)慣 進(jìn)行設(shè)置調(diào)整。例如，某些觀眾可能喜歡俯視觀看屏幕，則可以將目標(biāo)位置調(diào)整到眼部之 下。
上面描述了針對(duì)一個(gè)觀眾調(diào)整顯示器的視角的實(shí)施例。當(dāng)針對(duì)多個(gè)觀眾調(diào)整視角 時(shí)，可根據(jù)觀眾的平均位置來(lái)調(diào)整視角。
圖6示出了根據(jù)第一圖像調(diào)整多個(gè)觀眾的水平視角的一個(gè)示例。在圖6所示的第 一圖像中，存在用戶Ul、U2和U3三個(gè)用戶。控制單元120根據(jù)觀眾Ul、U2和U3的臉的目 標(biāo)位置(例如，臉的中心或眉心位置)的水平方向的坐標(biāo)計(jì)算最外側(cè)的兩個(gè)觀眾Ul和U3 的臉的目標(biāo)位置在水平方向上平均位置Pl作為水平平均目標(biāo)位置。控制單元120根據(jù)水 平平均目標(biāo)位置Pl和豎直中心線Ll控制顯示器200向左右旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。此時(shí)Pl位于豎 直中心線Ll的左側(cè)，控制單元120控制顯示器200向左旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，直到在第一圖像中豎 直中心線Ll與Pl重合。
類(lèi)似地，如圖7所示，控制單元120可計(jì)算最上側(cè)和最下側(cè)的觀眾Ul和U3的臉的 目標(biāo)位置在豎直方向上的平均位置P2作為豎直平均目標(biāo)位置，并根據(jù)P2和水平中心線L2 控制顯示器200上下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)。此時(shí)P2位于水平中心線L2的上側(cè)，控制單元120控制 顯示器200向上旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，直到在第二圖像中水平中心線L2與P2重合。
在上面的示例中，僅基于邊緣的觀眾的平均位置作為目標(biāo)位置。當(dāng)觀眾較少或分 布較均勻時(shí)，可以以較少的計(jì)算量獲得理想的目標(biāo)位置。然而，當(dāng)觀眾分布不均勻時(shí)，該確 定控制參考點(diǎn)的方式不能照顧到大多數(shù)觀眾。例如，圖8中所示的第一圖像與圖6所示的 第一圖像相比，多了觀眾U4和TO。左側(cè)的觀眾明顯比右側(cè)的觀眾多，如果此時(shí)仍以Pl作 為目標(biāo)位置來(lái)控制顯示器200，顯然不能照顧到大多數(shù)觀眾。因此當(dāng)左側(cè)觀眾多時(shí)，以向Pl 左側(cè)偏移一定距離的某條線ΡΓ作為目標(biāo)位置；當(dāng)右側(cè)觀眾多時(shí)，以Pl右側(cè)偏移一定距離 的某條線ΡΓ作為目標(biāo)位置。
因此，當(dāng)存在多個(gè)觀眾時(shí)，也可基于所有識(shí)別的觀眾的臉上的目標(biāo)位置(例如，人 臉中心、眉心位置等)的坐標(biāo)值來(lái)確定平均目標(biāo)位置。對(duì)于第一圖像，計(jì)算識(shí)別的人臉的目 標(biāo)位置的水平坐標(biāo)值的平均值作為水平平均目標(biāo)位置。對(duì)于第二圖像，計(jì)算識(shí)別的人臉的 目標(biāo)位置的豎直坐標(biāo)值的平均值作為豎直平均目標(biāo)位置。
在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，攝像單元110可僅包括第一攝像裝置111或第二攝 像裝置112。因?yàn)?，在某些?chǎng)合可能僅需要進(jìn)行水平視角或豎直視角的調(diào)整。
在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，攝像單元110可僅包括一個(gè)攝像裝置，該攝像裝置 位于顯示器200的屏幕中心，該攝像裝置的光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直。此時(shí)，拍攝的圖像 的中心對(duì)應(yīng)于顯示器200的屏幕中心。因此可通過(guò)圖像的中心作為控制參考點(diǎn)來(lái)控制屏幕 左右/上下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，使得圖像的中心與觀眾的臉中心(或眉心)重合，從而完成視角的 調(diào)整。當(dāng)針對(duì)多個(gè)觀眾調(diào)整視角時(shí)，同樣可利用上面描述的方式來(lái)確定水平方向和豎直方 向的平均目標(biāo)位置。此時(shí)，Pl相對(duì)于所述一個(gè)攝像裝置拍攝的圖像的豎直中心線，P2相對(duì) 于所述一個(gè)攝像裝置拍攝的圖像的水平中心線。
然而由于在單屏幕顯示器來(lái)說(shuō)，在屏幕的中心布置攝像裝置，會(huì)影響觀看效果。因 此該實(shí)施例可應(yīng)用于由多個(gè)子屏幕構(gòu)成的大型顯示器，如果該大型顯示器的屏幕中心是多 個(gè)子屏幕的邊緣，則在該大型顯示器的屏幕中心布置攝像裝置對(duì)觀看效果影響甚微。
本發(fā)明提供了一種調(diào)整顯示設(shè)備的視角的裝置，該裝置能夠通過(guò)拍攝的觀眾的圖 像確定目標(biāo)位置，通過(guò)該目標(biāo)位置與顯示設(shè)備的屏幕中心在拍攝的圖像上映射的位置的關(guān) 系，能夠自動(dòng)地準(zhǔn)確將顯示器調(diào)整到適合于觀眾進(jìn)行觀看畫(huà)面的位置或方位。與現(xiàn)有技術(shù) 的視角調(diào)整裝置相比，本發(fā)明的視角調(diào)整裝置不需要距離傳感器、位置傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器 傳感器來(lái)檢測(cè)觀眾相對(duì)于顯示器的位置，從而不需要計(jì)算需要調(diào)整的角度，并且不需要觀 眾攜帶輔助定位的裝置，能夠以較少的成本實(shí)現(xiàn)視角的準(zhǔn)確調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備的視角調(diào)整裝置，其特征在于包括攝像單元，用于對(duì)顯示設(shè)備前方的對(duì)象或場(chǎng)景進(jìn)行攝像；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)；控制單元，接收攝像單元拍攝的圖像，從所述圖像中識(shí)別人臉以確定目標(biāo)位置，根據(jù)顯 示設(shè)備的屏幕中心在所述圖像上映射的位置和所述目標(biāo)位置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè) 備旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，使得在所述圖像中所述映射的位置與目標(biāo)位置重合。
2.如權(quán)利要求1所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于所述攝像單元包括第一攝像裝置 和/或第二攝像裝置，其中，第一攝像裝置安裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的側(cè)邊緣的中心，第 二攝像裝置安裝在所述顯示設(shè)備的屏幕的上邊緣或下邊緣的中心，第一攝像裝置和第二攝 像裝置的光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直。
3.如權(quán)利要求2所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于第一攝像裝置拍攝的圖像的水平 中心線限定所述屏幕中心在該圖像上映射的豎直位置；第二攝像裝置拍攝的圖像的豎直中 心線限定所述屏幕中心在該圖像上映射的水平位置。
4.如權(quán)利要求3所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)所述目標(biāo)位置在第一攝像裝置 拍攝的圖像的水平中心線之上時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移 動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述水平中心線重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在第一攝像裝置拍攝的圖 像的水平中心線之下時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到 所述目標(biāo)位置與所述水平中心線重合。
5.如權(quán)利要求3所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)所述目標(biāo)位置在第二攝像裝置 拍攝的圖像的豎直中心線之左時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)和/或移 動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述豎直中心線重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在第二攝像裝置拍攝的圖 像的豎直中心線之右時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到 所述目標(biāo)位置與所述豎直中心線重合。
6.如權(quán)利要求1所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)識(shí)別到一個(gè)人臉時(shí)，所述目標(biāo)位 置為人臉的中心或眉心位置。
7.如權(quán)利要求1所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)識(shí)別到多個(gè)人臉時(shí)，所述目標(biāo)位 置為所述識(shí)別的多個(gè)人臉上的預(yù)定位置的平均位置。
8.如權(quán)利要求1所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于所述預(yù)定位置為人臉的中心或眉 心位置。
9.如權(quán)利要求1所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于所述攝像單元包括一個(gè)攝像裝置， 所述攝像裝置安裝在顯示設(shè)備的屏幕的中心，所述攝像裝置的光軸與顯示設(shè)備的屏幕垂直。
10.如權(quán)利要求9所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于所述攝像裝置拍攝的圖像的中心 為所述映射的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍 攝的圖像的中心之上時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到 所述目標(biāo)位置與所述中心重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍攝的圖像的中心之下時(shí)，控 制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向下旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合
12.如權(quán)利要求11所述的視角調(diào)整裝置，其特征在于當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍 攝的圖像的中心之左時(shí)，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向左旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到 所述目標(biāo)位置與所述中心重合；當(dāng)所述目標(biāo)位置在攝像單元拍攝的圖像的中心之右時(shí)，控 制單元控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備向右旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，直到所述目標(biāo)位置與所述中心重合。
全文摘要
一種顯示設(shè)備的視角調(diào)整裝置，其特征在于包括攝像單元，用于對(duì)顯示設(shè)備前方的對(duì)象或場(chǎng)景進(jìn)行攝像；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)；控制單元，接收攝像單元拍攝的圖像，從所述圖像中識(shí)別人臉以確定目標(biāo)位置，根據(jù)顯示設(shè)備的屏幕中心在所述圖像上映射的位置和所述目標(biāo)位置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)，使得在所述圖像中所述映射的位置與目標(biāo)位置重合。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102033549SQ20091017413
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者程時(shí)睿, 陳斌德 申請(qǐng)人:三星電子(中國(guó))研發(fā)中心, 三星電子株式會(huì)社