專利名稱：一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備，還涉及一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備的攝像功能使用簡單且用途十分廣泛，由于個(gè)人的喜好對電子設(shè)備的擺放位置和方向的不同，人們希望電子設(shè)備的屏幕被橫向或豎向設(shè)置。然而現(xiàn)有電子設(shè)備都只能通過重力感應(yīng)裝置、陀螺儀或手動(dòng)控制來調(diào)整顯示方向，在無重力的太空或者在在傾斜的情況下較難實(shí)現(xiàn)方向的判斷。在使用的過程中，需要使電子設(shè)備的屏幕的顯示方向與人臉的位置相適應(yīng)。而且，當(dāng)電子設(shè)備的方向不變而使用者由于某種需要改變臉部朝向(如側(cè)臉)來使用電子設(shè)備時(shí)，會(huì)導(dǎo)致使用者由于不是出于最佳的觀看方位而眼睛疲勞或無法看清顯示屏幕。因此，需要一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備，其包括攝像模塊，用于獲取用戶的畫面信息；面部識別模塊，用于根據(jù)用戶的畫面信息識別出用戶的臉部方位，并定位用戶臉部特征與顯示屏的相對方向；顯示控制模塊，根據(jù)用戶臉部特征與顯示屏的相對方向來調(diào)整顯示模塊顯示的圖像方向，使顯示模塊的顯示的圖像方向與用戶的觀看方向一致；和顯示模塊，用于顯示圖像。其中，用戶的臉部特征包括眼睛、鼻子、嘴區(qū)域的位置和特征。本發(fā)明還提供一種根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法，其包括
獲取用戶的畫面信息；
識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征；
根據(jù)用戶臉部特征與顯示屏的相對方向來調(diào)整顯示模塊顯示的圖像方向。其中，所述識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征的步驟進(jìn)一步包括
尋找所有可能的人臉候選區(qū)域；
從各候選區(qū)域中確定人臉的區(qū)域；
在人臉區(qū)域內(nèi)采用邊緣檢測算法進(jìn)一部確定人眼、鼻子嘴等器官的位置。其中，所述邊緣檢測算法包括如下圖像處理過程本地直方圖歸一化、平滑、二值化、跟蹤、特定提取。其中，識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征后，當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)90度、180度或270度面對顯示屏?xí)r，將顯示圖像的所有象素點(diǎn)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)90度、180度或270度。采用本發(fā)明的設(shè)備和方法，可使得顯示屏幕的根據(jù)用戶人臉的方位自動(dòng)調(diào)整，使用戶在任意角度觀看時(shí)都能看到最適宜觀看的顯示界面，提升了用戶體驗(yàn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的可根據(jù)人臉識別來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備的原理框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于經(jīng)典鑲嵌圖的系統(tǒng)總體框圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的人臉的四分圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的確定人臉位置的流程圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的邊緣檢測算法方框圖。圖6 — 11是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)圖像旋轉(zhuǎn)的圖形。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提出一種通過可通過面部識別技術(shù)確定顯示方向的電子設(shè)備，其包括攝像模塊，用于獲取使用該電子設(shè)備人員的信息；面部識別模塊，所述面部識別模塊的接收來自攝像模塊拍攝的用戶信息，并對所述用戶信息進(jìn)行人臉識別，定位用戶臉部特征(眼睛、鼻子、嘴區(qū)域的位置和特征)與顯示屏的相對方向；顯示控制模塊，所述顯示控制模塊的接收來自面部識別模塊定位的面部信息，根據(jù)面部特征與顯示屏的相對方向，顯示屏幕的顯示方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；顯示模塊，用于顯示圖像。所述面部識別方法包括以下步驟啟動(dòng)電子設(shè)備的攝像功能獲取用戶信息；尋找所有可能的人臉候選區(qū)域；從各候選區(qū)域中確定人臉的區(qū)域；在人臉區(qū)域內(nèi)采用改進(jìn)的邊緣檢測算法進(jìn)一部確定人眼、嘴等器官的位置。面部識別完成后，進(jìn)一步包括根據(jù)面部的朝向調(diào)整顯示方向的步驟，從而使得顯示方向總是人眼觀看的方向。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)面部識別的方法主要基于特征的人臉檢測方法。該方法主要是利用人臉的明顯特征，如幾何特征、膚色、紋理等，將人臉圖像視為一個(gè)高維向量，從而將人臉檢測問題轉(zhuǎn)化為高維空間中分布信號的檢測問題。該方法源于這樣一個(gè)視覺事實(shí)；人類在不同姿態(tài)、視角和光照等條件下可以毫不費(fèi)力地檢測出人臉，這說明人臉或人臉的部件可能存在某種在任何條件下具有不變性的特征，利用這種特征就可檢測出圖像中是否存在人臉。本發(fā)明根據(jù)象素的灰度和顏色信息等進(jìn)行圖像分割來對人臉特征進(jìn)行定位。人臉核心區(qū)域(眼睛、鼻子、嘴區(qū)域)具有獨(dú)特的灰度分布特征，根據(jù)灰度分布特征可以建立若干規(guī)則，應(yīng)用這些規(guī)則就可將檢測圖像中是否存在人臉的問題轉(zhuǎn)化為檢測該圖像中是否存在滿足這些規(guī)則的圖像塊的問題。鑲嵌圖方法將原始圖像的分辨率具有規(guī)則地降低后得到圖像；他們將原始圖像均勻的劃分成矩形單元(稱為細(xì)胞，人臉的五官區(qū)域在鑲嵌圖中占據(jù)4*4個(gè)細(xì)胞的圖稱為四分圖，占據(jù)8*8個(gè)細(xì)胞的鑲嵌圖稱為八分圖。人臉在四分圖和八分圖具有一定的規(guī)則，依據(jù)這些規(guī)則對圖像從粗分辨率到高分辨率進(jìn)行篩選，以樣本滿足這些規(guī)則的程度作為人臉檢測的依據(jù)。經(jīng)典的鑲嵌圖方法是一個(gè)基于知識的三層檢測系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體框圖如圖2所示，包括篩選人臉候選區(qū)域、確定人臉基本位置和對人臉位置進(jìn)行分割。第一層針對四分圖，如圖3所示，格局如下較簡單的規(guī)則尋找所有可能的人臉候選區(qū)域(1)面部中心有4個(gè)灰度基本相同的細(xì)胞；(2)面部上部、外圍的8個(gè)細(xì)胞有基本相同的灰度；(3)四分圖中心部分和上部、外圍部分平均灰度有較明顯的差別。第二層針對八分圖，如圖4所示，根據(jù)如下規(guī)則從各候選區(qū)域中確定人臉區(qū)域(I)眼區(qū)本行中有兩個(gè)灰度極小的值，它們之間的距離2〈d〈5;本行中有一個(gè)灰度極大的值，嘴亮點(diǎn)的位置靠近中心，且極小的值與最亮點(diǎn)的距離0〈d〈3 ; (2)鼻區(qū)眼區(qū)中心以下一個(gè)細(xì)胞單位處有一個(gè)垂直灰度極小的值，并且在水平方向它也接近于極小值；(3) 口區(qū)在鼻區(qū)下方一個(gè)細(xì)胞單位處有一個(gè)垂直方向的灰度極小值，并且在水平方向有一個(gè)寬度為2 3個(gè)細(xì)胞的低灰度值區(qū)域.。第三層的具體過程如圖5所示，在人臉區(qū)域內(nèi)采用改進(jìn)的邊緣檢測算法，具體包括本地直方圖歸一化、平滑、二值化、跟蹤、特定提取等步驟，進(jìn)一步確定人眼、嘴等器官的位置。通過上述方法，用戶的面部特征能夠被識別出來，由于人臉的核心區(qū)域(眼睛、鼻子、嘴區(qū)域)具有獨(dú)特的灰度分布特征，因此面部器官和顯示屏的相對方向就能被確定如圖6。當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)90度面對顯示屏的時(shí)候如圖7，根據(jù)灰度分布特征(眼睛、鼻子、嘴區(qū)域具有獨(dú)特的灰度分布)，面部器官和顯示屏的相對方向能被確定如圖8。將圖像所有的象素點(diǎn)(圖中每個(gè)方格代表一個(gè)象素點(diǎn))相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)90度，這樣圖像就能按照用戶觀看的相對角度顯不出來如圖9。根據(jù)上面的操作，當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)180度或270度面對顯示屏的時(shí)候，通過軟件配置，將圖像所有的象素點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度或270度(圖10或圖11)，這樣一來無論使用者是站立、平躺、倒立或是各種角度的傾斜都可以按照人類本來的習(xí)慣看到圖像或視頻。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明的設(shè)備和方法，可使得顯示屏幕的根據(jù)用戶人臉的方位自動(dòng)調(diào)整，使用戶在任意角度觀看時(shí)都能看到最適宜觀看的顯示界面，提升了用戶體驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備，其特征在于包括攝像模塊，用于獲取用戶的畫面信息；面部識別模塊，用于根據(jù)用戶的畫面信息識別出用戶的臉部方位，并定位用戶臉部特征與顯示屏的相對方向；顯示控制模塊，根據(jù)用戶臉部特征與顯示屏的相對方向來調(diào)整顯示模塊顯示的圖像方向，使顯示模塊的顯示的圖像方向與用戶的觀看方向一致；和顯示模塊，用于顯示圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備，其特征在于，用戶的臉部特征包括眼睛、鼻子、嘴區(qū)域的位置和特征。
3.一種根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法，其特征在于，包括獲取用戶的畫面信息；識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征；根據(jù)用戶臉部特征與顯示屏的相對方向來調(diào)整顯示模塊顯示的圖像方向。
4.如權(quán)利要求3所述的根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法，其特征在于，所述識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征的步驟進(jìn)一步包括尋找所有可能的人臉候選區(qū)域；從各候選區(qū)域中確定人臉的區(qū)域；在人臉區(qū)域內(nèi)采用邊緣檢測算法進(jìn)一部確定人眼、鼻子嘴等器官的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法，其特征在于，所述邊緣檢測算法包括如下圖像處理過程本地直方圖歸一化、平滑、二值化、跟蹤、特定提取。
6.如權(quán)利要求3所述的根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法，其特征在于，識別用戶的人臉區(qū)域及面部特征后，當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)90度、180度或270度面對顯示屏?xí)r，將顯示圖像的所有象素點(diǎn)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)90度、180度或270度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的電子設(shè)備，其包括攝像模塊，用于獲取用戶的畫面信息；面部識別模塊，用于根據(jù)用戶的畫面信息識別出用戶的臉部方位，并定位用戶臉部特征與顯示屏的相對方向；顯示控制模塊，根據(jù)用戶臉部特征與顯示屏的相對方向來調(diào)整顯示模塊顯示的圖像方向，使顯示模塊的顯示的圖像方向與用戶的觀看方向一致；和顯示模塊，用于顯示圖像。本發(fā)明的電子設(shè)備可根據(jù)用戶的臉部朝向來調(diào)整顯示屏幕的顯示方向。本發(fā)明還提供一種根據(jù)人臉方向來調(diào)整顯示方向的方法。
文檔編號G06F3/01GK103049084SQ20121054978
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者徐浩, 任義 申請人:深圳國微技術(shù)有限公司