专利名称：用于帮助用户保持正确姿势的设备和方法
技术领域：
以下描述涉及一种用于帮助用户保持正确姿势的设备和方法。
背景技术：
越来越多的用户正在通过包括例如智能电话、平板PC等的便携式终端体验各种内容。所述内容可包括数字媒体广播、游戏、电影等。具体地讲，年轻用户可在旅行(例如，在公共汽车或地铁上)时选择使用他们的智能电话或平板PC，同时低头并将便携式终端置于接近他们的腰部或放置在他们的膝盖上。响应于用户以这种姿势长时间使用便携式终端，用户的颈椎可能会损伤。颈椎在正常情况下具有C形曲线，而响应于人长时间降低或伸长颈部来观看屏幕，用户极有可能具有头部前倾姿势。由于长时间保持头部前倾姿势，用户可能发展成直颈椎。直颈椎可降低颈部吸收冲击的能力。因此，颈椎间盘突出的出现增加。根据韩国脊椎疼痛诊疗报道，在关于2009年10月(此时智能电话首次在韩国发布)和2010年4月(大约在此时智能电话被认为得到广泛使用)的颈椎间盘突出患者的数量的分析中，分析指示三十岁以下的颈椎间盘突出患者的数量从38增长到149，增长了390%。此外，41-49岁的患者的数量从2009年10月的69增长到2010年4月的129。另一方面，50多岁和60多岁的颈椎间盘突出患者的数量分别仅增长了 39%和37%。此外，智能电话的用户可能遭受干眼症(结膜干燥症)。干眼症可由观看屏幕过近而引起。具有干眼症的人可感觉到他们的眼睛烧灼、刺痛等。此外，他们的眼睛可很容易地疲劳，使得难以保持眼睛睁开。泪液分泌减少是干眼症的一个普遍起因。人们在专心观看TV、读书等时可能忘记眨眼，这种眨眼的缺乏可导致泪液分泌的减少。因此，具有比TV更小的显示器的智能电话的用户会在更近的范围内更加专注于智能电话的显示屏。由此，智能电话用户患有干眼症的更高可能性会存在。为防止智能电话用户采用头部前倾姿势和患有干眼症，智能电话用户需要减少智能电话的使用时间，并且，在智能电话的使用期间，保持智能电话位于眼睛高度上。此外，响应于用户使用智能电话多于十分钟，用户需要经常伸展或有意地频繁眨眼。作为另一方面，考虑到装置的先进移动性以及由装置服务的各种功能和内容，减少智能电话/平板PC的使用时间可能不实际。许多用户可能没有认识到这些风险，并且即使当用户认识到风险时，许多用户也可能没有给予足够的重视来保持正确的姿势。因此，将需要一种主动促使用户采取正确姿势或警告用户潜在风险的装置。
发明内容
根据一方面，提供一种用于帮助用户保持正确姿势的设备。所述设备包括确定单元，被配置为基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端；以及报警单元，被配置为根据确定单元的确定结果提供预定报警。确定单元可估计用户颈椎的状态、作为用于确定正确姿势的标准的用户观看便携式终端的状态或者前述状态的任何组合。确定单元可包括颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来估计用户颈椎的倾斜度作为颈椎状态。确定单元可包括观看状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像估计用户的眼睛和便携式终端之间的距离或者用户专注于便携式终端的程度，作为用户观看便携式终端的状态。在另一方面，提供一种用于帮助用户保持正确姿势的设备。所述设备包括传感器单元，被配置为采集由便携式终端捕获的用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度；颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来估计用户颈椎的状态；以及报警单元，被配置为根据颈椎状态估计单元的估计结果提供预定报警。颈椎状态估计单元可基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。颈椎状态估计单元可基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。颈椎状态估计单元可基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，并基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述设备可包括模式存储单元，被配置为从传感器单元接收用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度，从面部图像提取特征点，并存储提取的特征点与便携式终端的倾斜角度之间的匹配结果。所述设备可包括用户设置单元，被配置为响应于用户的输入来设置用于颈椎状态估计单元的参数以及将由报警单元提供的报警的类型。预定报警可包括在便携式终端的显示器上的报警消息、报警声音、振动或者传送到显示器的电能的降低。在另一方面，提供一种用于帮助用户保持正确姿势的设备。所述设备包括传感器单元，被配置为感测由便携式终端捕获的用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度；颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像和所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外；观看状态估计单元，被配置为响应于颈椎状态估计单元确定用户颈椎的状态在正常范围内，来基于用户的面部图像确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外；以及报警单元，被配置为响应于用户颈椎的状态或者用户观看便携式终端的状态落在正常范围外来提供预定报警。颈椎状态估计单元可基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。颈椎状态估计单元可基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。颈椎状态估计单元可基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，并基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。观看状态估计单元可基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，并根据计算的距离确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。观看状态估计单元可基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。观看状态估计单元可基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，根据计算的距离初步确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来最终确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述设备还可包括模式存储单元，被配置为从传感器单元接收用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度，从面部图像提取特征点，并存储提取的特征点与便携式终端的倾斜角度之间的匹配结果。所述设备还可包括用户设置单元，被配置为响应于用户的输入来设置用于颈椎状态估计单元的参数、用于观看状态估计单元的参数以及将由报警单元提供的报警的类型。颈椎的状态可以是用户头部相对于用户躯干的角度。在另一方面，提供一种用于帮助用户保持正确姿势的方法。所述方法包括基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户颈椎的状态或用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外；以及响应于用户颈椎的状态或用户观看便携式终端的状态落在正常范围外，提供预定报警。所述确定步骤可包括基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述确定步骤可包括基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述确定步骤可包括基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，并基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述确定步骤可包括基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，并根据计算的距离确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述确定步骤可包括基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。所述确定步骤可包括基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，根据计算的距离初步确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来最终确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。在另一方面，提供一种设备。所述设备包括用于帮助用户保持正确姿势的装置，所述装置包括报警单元，被配置为根据基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端的确定结果，来提供预定报警。通过下面的详细描述、附图和权利要求，其他特点和方面会是明显的。
图1是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的示例的示图2是示出估计颈椎状态的方法的示例的示图3是示出估计颈椎状态的方法的另一示例的示图4是示出估计观看便携式终端的状态的方法的示例的示图5是示出估计用户观看便携式终端的状态的方法的另一示例的示图6是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例的示图7是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例的示图8是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例的示图9是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例的示图10是示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的方法的示例的流程图。
在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标号将被理解为表示
相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，可夸大这些元件的相对大小和描绘。
具体实施例方式
提供下面的详细描述以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。因此，本领域普通技术人员将想到这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同物。此外，为了增加的清楚和简明，可省略公知功能和构造的描述。图1示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的示例。参照图1，设备100可以是便携式终端。便携式终端可以是移动电话、智能电话、MP3播放器、便携式多媒体播放器(PMP)、平板电脑等。便携式终端可包括各种传感器。设备100包括确定单元101和报警单元102。确定单元101和报警单元102中的每一个可被实现为将安装在便携式终端内部的硬件或者将由配备在便携式终端中的硬件执行的软件。硬件可包括处理器。此外，确定单元101和报警单元102可集成为一个单元，并且将由一个功能单元执行的功能的一部分可由一个或多个其他功能单元执行。作为另一示例，确定单元101和报警单元102可被实现为单独的单元。确定单元101可接收关于由便携式终端获取的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合的信息。例如，确定单元101可从配备在便携式终端中的前置相机接收关于用户的面部图像的信息，并可接收关于便携式终端的倾斜角度的信息。位于便携式终端上的方位传感器或者加速度传感器与磁传感器的组合可提供倾斜角度信息。确定单元101可基于接收的关于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合的信息来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端。例如，确定单元101可估计用户颈椎的状态、用户观看便携式终端的状态或者前述状态的任何组合。颈椎的状态可指示用户头部相对于用户躯干的角度。换言之，颈椎的状态可指示颈部的倾斜度。用户观看便携式终端的状态可指示用户的眼睛与便携式终端之间的距离，或者与用户专注于便携式终端的程度对应。在一个示例中，确定单元101可响应于用户颈椎的状态不在正确姿势的预定义的范围内来确定用户没有处于正确姿势。例如，响应于用户以用户颈部倾斜的角度超过特定阈值倾斜角度使用便携式终端持续显著的时间量，确定单元101确定用户没有处于正确姿势。在另一示例中，确定单元101可响应于用户观看便携式终端的状态不在预定义的正常范围内来确定用户没有处于正确姿势。例如，响应于用户在比阈值距离近的距离观看便携式终端或者眼睛长时间段保持在便携式终端的某部分上，确定单元101可确定用户没有处于正确姿势。在另一示例中，确定单元101可基于颈椎的状态和观看便携式终端的状态两者来确定用户是否处于正确姿势。例如，确定单元101可响应于颈椎的状态或观看便携式终端的状态不在正常范围内来确定用户没有处于正确姿势，或者确定单元101可初步估计颈椎的状态。响应于指示用户没有处于正确姿势的可能性的颈椎的状态，确定单元101可估计观看便携式终端的状态。在另一示例中，可初步估计观看便携式终端的状态，并随后响应于指示用户没有处于正确姿势的估计结果，可最终估计颈椎的状态。报警单元102可基于确定单元101确定用户没有处于正确姿势来提供预定报警。报警可不受限于其类型。例如，报警单元102可以以图像、文本、声音、振动或其组合的形式提供报警。例如，报警单元102可在便携式终端的显示器上显示报警消息，产生报警声音、振动，或者降低传送到显示器的电能。此外，报警单元102可在便携式终端的显示器上显示特定活动(例如，特定活动可以是伸展锻炼)，或者改变屏幕被显示的方式(例如，屏幕可被三维地显示)以引导用户改变他们的姿势。图2示出估计颈椎状态的方法的示例。参照图1和图2，确定单元101可基于先前存储的参考面部图像201与当前捕获的面部图像202之间的比较结果，来确定颈椎的状态是落入正常范围内还是落在正常范围外。在示例中，参考面部图像201可以是用户在正确姿势下被拍摄的面部图像。确定单元101可确定颈椎的状态是落入正常范围内还是落在正常范围外。可基于参考面部图像201的特征与捕获的面部图像202的特征之间的比较结果做出所述确定。特征可包括面部的形状、面部区域与颈部区域的比率以及面部的亮度。例如，响应于用户低头而捕获的面部图像202可示出与参考面部图像201相比更椭圆形的面部、较小的颈部或者较低亮度的面部。响应于捕获的面部图像202的特征没有落入预定义的阈值范围内，确定单元101可确定用户颈椎的状态落在正常范围外。换言之，确定单元101可确定捕获的面部图像202与参考面部图像201不相似。此外，响应于用户颈椎的状态落在正常范围外，确定单元101可确定用户正在以不适当的姿势使用便携式终端。在另一示例中，参考面部图像201可包括针对颈椎的各个倾斜角度拍摄的多个图像。确定单元101可提取具有与捕获的面部图像202的特征最相似的特征的参考面部图像201，并基于提取的参考面部图像201推断用户颈椎的当前倾斜角度。响应于推断的颈椎的倾斜角度落在预定义的阈值范围外，确定单元101可确定用户颈椎的状态落在正常范围外。此外，响应于用户颈椎的状态落在正常范围外，确定单元101可确定用户正在以不适当的姿势使用便携式终端。图3示出估计颈椎状态的方法的另一示例。参照图1和图3，考虑到作为便携式终端的使用特征的观看角度，便携式终端301的倾斜度可基本对应于用户颈部的倾斜度。因此，确定单元101可确定便携式终端301的倾斜度基本对应于用户颈椎的倾斜度。例如，确定单元101可从各种传感器采集传感器信息，基于采集到的传感器信息计算便携式终端301的倾斜角度310，并基于计算的倾斜角度310计算用户颈椎的倾斜角度。所述各种传感器可包括配备在便携式终端301中的方位传感器、加速度传感器、磁传感器等。响应于用户颈椎的倾斜角度320没有落入预定义的阈值范围内，确定单元101可确定用户颈椎的状态落在正常范围外。此外，响应于用户颈椎的状态没有落入正常范围内，确定单元101可做出用户正在以不适当的姿势使用便携式终端301的确定。在图2和图3中示出的示例示出基于面部图像以及基于便携式终端的倾斜度来估计用户颈椎的状态的方法。但是，所述示例仅为了说明的目的，并且估计用户颈椎的状态的方法不限于此。例如，可基于图2中示出的面部图像初步估计用户颈椎的状态，并且响应于颈椎的状态可能落在正常范围外，可基于图3中示出的便携式终端的倾斜度最终确定用户颈椎的状态。此外，即使响应于颈椎的状态落在正常范围外，也可基于在正常范围外的状态是否被保持长于参考时间段的估计结果来确定使用便携式终端的用户是否处于不正确的姿势。图4示出估计观看便携式终端的状态的方法的示例。参照图1和图4，确定单元101可将先前存储的参考面部图像401与当前捕获的面部图像402进行比较，并基于所述比较，确定单元101可估计用户观看便携式终端的状态，所述状态与用户的眼睛和便携式终端之间的距离对应。参考面部图像401可以是用户处于正确姿势的图像。确定单元101可将面部区域410的面积与整个参考面部图像401的面积的比率和面部区域420的面积与当前捕获的面部图像402的面积的比率进行比较，以确定观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。在多个参考面部图像401的情况下，可从面部区域的面积与每个参考面部图像401的面积的比率的平均值来获得面部区域410的面积与参考面部图像的面积的比率。随着用户的眼睛与便携式终端之间的距离变近，面部区域420的面积与整个面部图像402的面积的比率增加。因此，响应于面部区域420的面积与面部图像402的面积的比率落在预定义的阈值范围外(例如，用户可能正在过近地观看便携式终端)，由此，确定单元101可确定观看便携式终端的状态落在正常范围外。此外，由于观看便携式终端的状态落在正常范围外，因此确定单元101可确定用户正在以不适当的姿势使用便携式终端。图5示出估计用户观看便携式终端的状态的方法的另一示例。参照图1和图5，确定单元101可基于捕获的面部图像中用户眼睛的移动来确定观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。确定单元101可通过眼睛追踪技术识别用户的眼睛正在看哪儿或者眨眼的数量。例如，响应于用户正在观看便携式终端的屏幕的特定部分502，确定单元101可测量用户持续观看点502的时间(即，观看时间)以及在持续观看点502时发生的眨眼的数量。响应于用户观看点502长于预定义的时间段或者响应于眨眼的数量少于预定义的数量，确定单元101可确定用户观看便携式终端的状态落在正常范围外。此外，响应于用户观看便携式终端的状态落在正常范围外，确定单元101可确定使用便携式终端的用户处于不适当的姿势。在图4和图5中示出的示例描述了基于用户的眼睛和便携式终端之间的距离以及基于关于用户眼睛移动的信息来估计用户观看便携式终端的状态的方法。作为另一方面，这些示例仅为了说明的目的，并且估计用户观看便携式终端的状态的方法不限于此。例如，如图4所示，可基于用户的眼睛和便携式终端之间的距离初步确定观看便携式终端的状态，并且仅响应于示出用户观看的状态可能落在正常范围外的确定，可基于图5中示出的关于用户眼睛移动的信息最终确定用户观看的状态。此外，尽管用户观看便携式终端的状态可能落在正常范围外，但还基于确定是否长于预定义的参考时间段发生正常范围外的观看状态来确定用户正在以正确姿势还是以不正确姿势使用便携式终端。图6示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例。参照图6，设备600可包括传感器单元601、颈椎状态估计单元602和报警单元603。传感器单元601可采集关于用户的面部图像的信息以及关于便携式终端的倾斜角度的信息。传感器单元601可包括配备在便携式终端中的前置相机和各种传感器。所述各种传感器可包括方位传感器、加速度传感器、磁传感器等。前置相机可安装在便携式终端的前面，以捕获用户面部的图像。方位传感器可安装在便携式终端的内部，以测量便携式终端的方位角、俯仰角和滚转角。加速度传感器和磁传感器可安装在便携式终端的内部，以测量运动中的便携式终端的加速度或磁场的幅度。可相对于三维轴的方向来测量加速度或磁场的幅度。前置相机可获得用户的面部图像。方位传感器的俯仰角度值可用作便携式终端的倾斜角度。此外，将加速度传感器和磁传感器的测量值应用于旋转矩阵的结果可用作便携式终端的倾斜角度。颈椎状态估计单元602可估计用户颈椎的状态。例如，颈椎状态估计单元602可确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。在估计颈椎状态的过程中使用的信息可以是用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合。描述仅使用面部图像的示例。如图2中示出的示例所示，颈椎状态估计单元602可将参考面部图像201与当前接收的面部图像202比较以确定用户是否低头。例如，面部的形状、面部面积与颈部面积的比率以及面部的亮度可用作将被比较的特征。响应于用户降低其颈椎长于预定义的参考时间段，可做出用户的颈椎落在正常状态外的确定。描述仅使用便携式终端的倾斜角度的示例。如图3中示出的示例所示，颈椎状态估计单元602考虑到便携式终端的倾斜角度310与用户头部的倾斜角度320基本相同，并随后确定便携式终端的倾斜角度310是否低于预定义的阈值角度。响应于便携式终端的倾斜角度310小于预定义的阈值角度并且倾斜角度310被保持长于预定义的参考时间段，颈椎状态估计单元602可确定用户的颈椎落在正常状态外。作为另一示例，可使用面部图像和便携式终端的倾斜角度两者来估计用户颈椎的状态。例如，可基于用户的面部图像估计用户颈椎的大致状态，并随后可基于便携式终端的倾斜角度估计用户颈椎的详细状态。换言之，可基于面部图像大致估计当前姿势，并可确定当前姿势是否损害用户的颈椎。响应于当前姿势是有害的，可做出用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外的最终确定。所述最终确定可基于便携式终端的当前倾斜角度与由用户以正确姿势持有的便携式终端的各种参考倾斜角度的平均值之间的比较结果。响应于颈椎状态估计单元602确定用户的颈椎落在正常状态之外，报警单元603可提供报警。报警不受限于其类型。例如，报警单元603可以以图像、文本、声音、振动的形式来提供报警，或可提供通知用户改变姿势的任何形式的报警。图7示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例。参照图7，设备700包括传感器单元601、颈椎状态估计单元602、报警单元603、模式存储单元701和用户设置单元702。传感器单元601、颈椎状态估计单元602和报警单元603可与在图6中示出的示例中的那些单元基本相似。因此，为了简明，将不重复传感器单元601、颈椎状态估计单元602和报警单元603的描述。模式存储单元701可存储估计的颈椎的状态、在估计时间的颈椎的倾斜角度以及在估计时间的面部图像的特征信息。模式存储单元701可从传感器单元601接收用户的面部图像和便携式终端的倾斜角度。模式存储单元701可从接收的面部图像提取特征，并且模式存储单元701可将提取的特征和便携式终端的倾斜角度存储在数据库中。可在下面的表I中示出数据库的示例。表I面部形状面部面积与整个面部图像的面积的比率颈部面积与整个面部图像的面积的比率面部亮度 (1-10)便携式终端的倾斜角度(俯仰角)椭圆23%5%8-91因为在颈椎的各种状态下的面部图像的特征根据个人用户和图像捕获条件而不同，因此捕获用户的参考面部图像可产生学习数据。例如，正确姿势图像或不良姿势图像可建立学习数据。模式存储单元701可建立包括学习数据的数据库。数据库可被颈椎状态估计单元601利用以对面部图像分类。响应于用户的输入，用户设置单元702可设置颈椎状态估计单元602的参数、将由报警单元603提供的报警的类型或者所述参数与所述报警类型的任何组合。颈椎状态估计单元602的参数可包括各种阈值以及用于确定颈椎正常或颈椎在正常范围外的状态的参考时间，或者包括在图像分类中使用的特征的类型。图8示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例。·参照图8，设备800包括传感器单元601、颈椎状态估计单元602、观看状态估计单元801和报警单元802。传感器单元601和颈椎状态估计单元602与在图6中示出的示例中的那些单元基本相似。因此，为了简明，将不重复传感器单元601和颈椎状态估计单元602的描述。观看状态估计单元801可估计用户正在观看便携式终端的状态。观看便携式终端的状态可指示用户的眼睛与便携式终端之间的距离、用户专注于便携式终端的程度或其任何组合是否在正常范围内。描述使用用户的眼睛与便携式终端之间的距离来确定观看便携式终端的状态的示例。例如，观看状态估计单元801可基于如图4所示的面部区域420的面积与捕获的面部图像402的面积的比率来估计用户的眼睛与便携式终端之间的距离。响应于所述距离比阈值距离近并且当前距离被保持长于参考时间段，观看状态估计单元801可确定观看便携式终端的状态落在正常范围外。描述使用专注于便携式终端的程度来确定观看便携式终端的状态的示例。例如，观看状态估计单元801可基于关于眼睛移动的信息估计专注于便携式终端的程度。例如，关于眼睛移动的信息可以是观看便携式终端的时间段或者眨眼的数量/次数。响应于专注于便携式终端的程度超过阈值范围并且当前状态被保持长于参考时间段，观看状态估计单元801可确定用户观看便携式终端的状态落在正常状态外。此外，可识别用户的眼睛与便携式终端之间的距离和专注于便携式终端的程度两者。响应于所述距离或所述专注程度超过阈值范围，观看便携式终端的状态落在正常范围外。作为另一示例，可基于用户的眼睛与便携式终端之间的距离初步确定观看便携式终端的状态，并随后可基于专注于便携式终端的程度最终确定观看状态。响应于颈椎状态估计单元确定用户颈椎的状态落在正常范围外，或者响应于观看状态估计单元801确定观看便携式终端的状态落在正常范围外，报警单元802可提供预定类型的报警。报警的类型可变化。
图9示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的设备的另一示例。参照图9，设备900包括传感器单元601、颈椎状态估计单元602、观看状态估计单元801、报警单元802、模式存储单元701和用户设置单元702。图9中示出的示例中的设备900的每个单元的配置和操作与图6至图8中示出的示例中的设备的那些单元基本相似，因此，它们以相同的标号被表示，并且为了简明，将不重复这些单元的详细描述。然而,与图7中不出的设备不同，图9中不出的设备的用户设置单兀702可另外设置用于观看状态估计单元801的参数。图10示出用于在便携式终端的使用期间帮助用户保持正确姿势的方法的示例。参照图10，在1001，可采集便携式终端的感测数据。将被采集的感测数据可以是在不需要额外传感器的情况下由设备的本地S/W或H/W能力获得的数据。例如，感测数据可包括在便携式终端的使用期间的便携式终端的前面图像和位置信息。换言之，前面图像可以是用户的面部图像。位置信息可以是由方位传感器、加速度传感器、磁传感器等获得的感测数据。响应于感测数据被采集，在1002，所述方法可确定用户颈椎的状态或用户观看便携式终端的状态是否落在正常范围外。颈椎的状态可指示用户头部相对于用户躯干的角度。所述角度可对应于颈椎的倾斜角度，并且所述方法可确定所述角度是落入正常范围内还是落在正常范围外。观看便携式终端的状态可指示在便携式终端的使用期间用户眼睛或用户姿势的疲劳度是落入正常范围内还是落在正常范围外。可基于图2所示的面部图像、图3所示的便携式终端的倾斜角度或者所述面部图像与所述倾斜角度的任何组合来估计颈椎的状态。可基于图4所示的用户眼睛和便携式终端之间的距离、图5所示的专注于便携式终端的程度或者所述距离与所述程度的任何组合来估计观看便携式终端的状态。在颈椎的状态或观看便携式终端的状态落在正常状态之外的情况下，在1003可提供预定类型的报警。报警的类型可变化。例如，报警可以是图像、文本、声音、振动，或者可以是可通知用户改变姿势的任何形式的报警。如上所述，基于由本地配备在便携式终端中的传感器(不用额外的传感器)获得的感测数据来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端是可行的，并且响应于确定用户没有处于正确姿势，提供报警以促使用户改变其姿势是可行的。因此，可防止发生在便携式终端的使用期间由于不良姿势导致的任何麻烦或不适。用于执行这里描述的方法或者该方法的一个或多个操作的程序指令可被记录、存储或固定在一个或多个计算机可读存储介质中。程序指令可由计算机实现。例如，计算机可使处理器执行程序指令。所述介质可单独包括数据文件、数据结构等，或者可包括与程序指令结合的数据文件、数据结构等。计算机可读介质的示例包括磁介质(诸如硬盘、软盘和磁带)、光学介质(诸如CD ROM盘和DVD)、磁光介质(诸如光盘)以及专门被配置为存储并执行程序指令的硬件装置(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。程序指令的示例包括诸如由编译器产生的机器代码以及包含可由计算机使用解译器执行的高级代码的文件。程序指令(即，软件)可分布在联网的计算机系统中，以便以分布方式存储并执行软件。例如，可通过一个或多个计算机可读记录介质存储软件和数据。此外，可由实施例所属领域的编程人员基于并使用这里提供的附图的流程图和框图以及它们的相应描述来容易地解释用于实现这里公开的示例行实施例的功能程序、代码和代码段。此外，描述的用于执行操作或方法的单元可以是硬件、软件或硬件与软件的一些组合。例如，单元可以是在计算机上运行的软件包或者运行软件的计算机。以上描述了一些示例。然而，应理解可进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行描述的技术，并且/或者如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其他组件或其等同物代替或补充，则可实现适当的结果。因此，其他实施方式在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于帮助用户保持正确姿势的设备，包括 确定单元，被配置为基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端；以及 报警单元，被配置为根据确定单元的确定结果提供预定报警。
2.如权利要求1所述的设备，其中，确定单元估计用户颈椎的状态、作为用于确定正确姿势的标准的用户观看便携式终端的状态或者前述状态的任何组合。
3.如权利要求2所述的设备，其中，确定单元包括颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来估计用户颈椎的倾斜度作为颈椎状态。
4.如权利要求2所述的设备，其中，确定单元包括观看状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像估计用户的眼睛和便携式终端之间的距离或者用户专注于便携式终端的程度，作为用户观看便携式终端的状态。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述预定报警包括在便携式终端的显示器上的报警消息、报警声音、振动或者传送到显示器的电能的降低。
6.一种用于帮助用户保持正确姿势的设备，包括 传感器单元，被配置为采集由便携式终端捕获的用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度； 颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来估计用户颈椎的状态；以及 报警单元，被配置为根据颈椎状态估计单元的估计结果提供预定报警。
7.如权利要求6所述的设备，其中，颈椎状态估计单元基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
8.如权利要求6所述的设备，其中，颈椎状态估计单元基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
9.如权利要求6所述的设备，其中，颈椎状态估计单元基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，并基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
10.如权利要求6所述的设备，还包括 模式存储单元，被配置为从传感器单元接收用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度，从面部图像提取特征，并存储提取的特征与便携式终端的倾斜角度之间的匹配结果。
11.如权利要求6所述的设备，还包括 用户设置单元，被配置为响应于用户的输入来设置用于颈椎状态估计单元的参数以及将由报警单元提供的报警的类型。
12.一种用于帮助用户保持正确姿势的设备，包括 传感器单元，被配置为感测由便携式终端捕获的用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度； 颈椎状态估计单元，被配置为基于用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像和所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外； 观看状态估计单元，被配置为响应于颈椎状态估计单元确定用户颈椎的状态在正常范围内，来基于用户的面部图像确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外；以及 报警单元，被配置为响应于用户颈椎的状态或者用户观看便携式终端的状态落在正常范围外来提供预定报警。
13.如权利要求12所述的设备，其中，颈椎状态估计单元基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
14.如权利要求12所述的设备，其中，颈椎状态估计单元基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
15.如权利要求12所述的设备，其中，颈椎状态估计单元被配置为 基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，以及 基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
16.如权利要求12所述的设备，其中，观看状态估计单元基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，并根据计算的距离确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
17.如权利要求12所述的设备，其中，观看状态估计单元基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
18.如权利要求12所述的设备，其中，观看状态估计单元被配置为 基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离， 根据计算的距离初步确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外， 基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，以及 根据计算的专注程度来最终确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
19.如权利要求12所述的设备，还包括 模式存储单元，被配置为从传感器单元接收用户的面部图像以及便携式终端的倾斜角度，从面部图像提取特征，并存储提取的特征与便携式终端的倾斜角度之间的匹配结果。
20.如权利要求12所述的设备，还包括用户设置单元，被配置为响应于用户的输入来设置用于颈椎状态估计单元的参数、用于观看状态估计单元的参数以及将由报警单元提供的报警的类型。
21.如权利要求12所述的设备，其中，颈椎的状态是用户头部相对于用户躯干的角度。
22.一种用于帮助用户保持正确姿势的方法，包括 基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户颈椎的状态或用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外；以及 响应于用户颈椎的状态或用户观看便携式终端的状态落在正常范围外，提供预定报警。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
24.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果，来确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
25.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于先前存储的参考面部图像与当前捕获的面部图像之间的比较结果来初步确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外，并基于预定义的阈值与便携式终端的倾斜角度之间的比较结果来最终确定用户颈椎的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
26.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离，并根据计算的距离确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
27.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，并根据计算的专注程度来确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
28.如权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括 基于面部区域的面积与整个面部图像的面积的比率来计算用户的眼睛与便携式终端之间的距离， 根据计算的距离初步确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外， 基于关于用户的面部图像中眼睛移动的信息来计算用户专注于便携式终端的程度，以及 根据计算的专注程度最终确定用户观看便携式终端的状态是在正常范围内还是落在正常范围外。
29.—种设备,包括 用于帮助用户保持正确姿势的装置，所述装置包括 报警单元，被配置为根据基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端的确定结果，来提供预定报警。
全文摘要
提供一种用于帮助用户保持正确姿势的设备和方法。所述设备包括确定单元，被配置为基于由便携式终端捕获的用户的面部图像、便携式终端的倾斜角度或者所述用户的面部图像与所述便携式终端的倾斜角度的任何组合，来确定用户是否正在以正确姿势使用便携式终端；以及报警单元，被配置为根据确定单元的确定结果提供预定报警。
文档编号G08B21/24GK103021140SQ201210351879
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者李昊燮 申请人:三星电子株式会社