专利名称：一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字家庭人机交互技术领域，尤其涉及一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统。
背景技术：
电视机作为目前家庭里主要的娱乐设备之一，在人们的生活当中已经充当着越来越重要的作用，它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，其强大的功能以及极其丰富的内容，使得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上，不能自由转动。而很多时候，用户观看电视节目时也不是处于最佳观看角度，这既影响了用户观看电视的视觉效果，同时对用户的眼睛也会造成一定的伤害。因此有必要提供一种电视机系统，使电视机能够根据人眼的视线方向而自动改变角度，保证用户在各个方位都可以达到直视电视机的效果，从而收到满意的视觉效果，使得人与电视机之间的交互更加人性化。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统。本实用新型是这样实现的一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其包括图像采集模块，用于获取电视用户的眼部图像；图像处理模块，用于对获取到的眼部图像信息进行图像处理并计算电视用户的视线方向；注视点计算模块，用于根据图像处理后得到的数据进行用户注视点坐标的计算；内存模块，用于存储图像处理模块处理后得到的数据以及注视点计算模块计算后得到的注视点坐标数据；中央处理模块，用于从内存模块提取用户注视点坐标数据，计算得到经过注视点且垂直于电视机屏幕的直线与电视用户的视线方向的夹角，以确定电视机的最佳角度；控制模块，根据中央处理模块计算的电视机的最佳角度将电视机调节到最佳观看角度。所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其还包括一计时器，所述计时器定时发送一个脉冲信号给中央处理模块，所述中央处理模块每隔设定时间就控制图像采集模块采集电视用户的眼部图像。所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其中，所述图像采集模块包括红外光源、眼摄像机及图像采集卡，红外光源在人眼角膜形成的反射亮点为光斑，眼摄像机对用户的眼部进行拍摄，图像采集卡获取眼摄像机拍摄的图像。所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其中，所述图像采集模块还包括云台，用以控制眼摄像机做二维扫描。[0015]所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其中，所述图像处理模块对瞳孔边界点进行椭圆拟合以提取瞳孔中心，所述的视线方向由瞳孔中心和光斑位置确定。所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其中，该注视点坐标是以用户的注视点在以眼摄像机的光心为原点，光轴为Z轴，水平和竖直方向分别为X、Y轴的右手直角坐标系中的坐标。应用本实用新型根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，用户在观看电视节目的时候，可以根据人眼的视线方向而自动调整电视机的角度，无须手动去挪动电视机，使得用户总能直视电视机，在保证用户有较好收看效果的同时，也起到了保护用户眼睛的作用。
图1是本实用新型根据人眼视线方向调节角度的电视机系统的较佳实施方式的框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请参考图1，本实用新型根据人眼视线方向调节角度的电视机系统较佳实施方式包括图像采集模块10、图像处理模块20、注视点计算模块30、内存模块40、中央处理模块50、计时器60和控制模块70。图像采集模块10用于获取电视用户的眼部图像，该模块包括红外光源12、眼摄像机14及图像采集卡16。同时，图像采集模块10使用了云台18，能控制眼摄像机14做二维扫描，保证用户眼睛始终在眼摄像机14的视场范围内。该红外光源12为安装在电视屏幕上的LED灯，该眼摄像机14位于电视屏幕下方，红外光源12在人眼角膜形成的反射亮点为光斑，即普尔钦斑点，并以普尔钦斑点为基准点计算人眼视线方向，眼摄像机14对用户的眼部进行拍摄，图像采集卡16获取眼摄像机14拍摄的图像。图像采集模块10获取到的眼部图像信息经过图像处理模块20处理之后，可以得到电视用户的瞳孔中心和光斑位置信息，视线方向由瞳孔中心和光斑位置确定，将得到的瞳孔中心和光斑位置信息传递给注视点计算模块30，同时将得到的视线方向信息保存到内存模块40中。注视点计算模块30用于根据图像处理后得到的数据信息进行用户注视点坐标的计算，同时将注视点坐标信息存入内存模块40中。所述的注视点坐标是指用户的注视点在以眼摄像机14的光心为原点，光轴为Z 轴，水平和竖直方向分别为X、Y轴的右手直角坐标系中的坐标。内存模块40用于存储图像处理模块20处理后得到的数据及注视点计算模块30 计算后得到的注视点坐标数据。中央处理模块50与内存模块40进行数据交互，用于控制并协调各模块工作，同时处理各个模块提供的信息，包括从内存模块40提取用户注视点坐标信息，从而得到经过注视点且垂直于电视机屏幕的直线L的信息，计算用户的视线方向与直线L的夹角，最终确定电视机的最佳角度。控制模块70根据中央处理模块50计算的结果将电视机调节到最佳角度。计时器60定时发送一个脉冲信号给中央处理模块50以使中央处理模块控制相应模块工作，使得每隔一段时间t就采集电视用户的眼部图像进行处理，并根据计算结果重新调节电视机角度，其中t的取值可以根据用户的需要自己进行设定。该根据人眼视线方向调节角度的电视机系统在控制自动调节电视机角度时的工作过程如下眼摄像机14摄取电视用户的眼部图像，图像采集卡16可得到一组图像序列，对每一帧图像进行检测分析；如果能正常获取到用户的眼部图像，则对获取到的眼部图像进行图像预处理；如果不能正常获取到用户的眼部图像，则控制云台18使得眼摄像机14做二维扫描，以保证用户眼睛在眼摄像机14的视场范围内；再进行图像直方图分析，直方图是用于表达图像灰度分布情况的统计图表，进行自适应阈值提取，即分析图像直方图，瞳孔与虹膜峰间波谷处的灰度值为要提取的瞳孔阈值，提取光斑阈值，对直方图从右向左搜索，待像素数和大于光斑像素数时，对应的灰度值作为光斑阈值；提取瞳孔边界点，依据最小均方差原则的最小二乘原理，对瞳孔边界点进行椭圆拟合以提取瞳孔中心；计算视线方向并将结果写入内存模块40，视线方向由瞳孔中心和光斑位置决定；注视点计算模块30计算注视点坐标，并将结果写入内存模块40中；中央处理模块50获得内存模块40中用户的视线方向信息和注视点坐标信息，计算得到经过注视点且垂直于电视机屏幕的直线L的信息，计算用户的视线方向与直线L的夹角α，从而确定电视机的最佳角度；控制模块70将电视机旋转α角度；判断计时器60计时时间是否到达时限t，已经到达的话则重新执行上述过程， 否则继续等待。应用本实用新型根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，用户在观看电视节目的时候，可以根据人眼的视线方向而自动调整电视机的角度，用户处在电视机前面的多个方位都能以最佳角度观看电视，无须手动去挪动电视机，使得用户总能直视电视机，在保证用户有较好收看效果的同时，也起到了保护用户眼睛的作用。在定位用户眼睛瞳孔中心的时候，采用了椭圆拟合技术，从而起到抵抗噪声，提高瞳孔中心定位精度的作用。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其特征在于，该系统包括 图像采集模块，用于获取电视用户的眼部图像；图像处理模块，用于对获取到的眼部图像信息进行图像处理并计算电视用户的视线方向；注视点计算模块，用于根据图像处理后得到的数据进行用户注视点坐标的计算； 内存模块，用于存储图像处理模块处理后得到的数据以及注视点计算模块计算后得到的注视点坐标数据；中央处理模块，用于从内存模块提取用户注视点坐标数据，计算得到经过注视点且垂直于电视机屏幕的直线与电视用户的视线方向的夹角，以确定电视机的最佳角度；控制模块，根据中央处理模块计算的电视机的最佳角度将电视机调节到最佳观看角度。
2.根据权利要求1所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其还包括一计时器，所述计时器定时发送一个脉冲信号给中央处理模块，所述中央处理模块每隔设定时间就控制图像采集模块采集电视用户的眼部图像。
3.根据权利要求1所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其特征在于所述图像采集模块包括红外光源、眼摄像机及图像采集卡，红外光源在人眼角膜形成的反射亮点为光斑，眼摄像机对用户的眼部进行拍摄，图像采集卡获取眼摄像机拍摄的图像。
4.根据权利要求3所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其特征在于所述图像采集模块还包括云台，用以控制眼摄像机做二维扫描。
5.根据权利要求3所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其特征在于所述图像处理模块对瞳孔边界点进行椭圆拟合以提取瞳孔中心，所述的视线方向由瞳孔中心和光斑位置确定。
6.根据权利要求3所述的根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，其特征在于该注视点坐标是以用户的注视点在以眼摄像机的光心为原点，光轴为Z轴，水平和竖直方向分别为Χ、γ轴的右手直角坐标系中的坐标。
专利摘要一种根据人眼视线方向调节角度的电视机系统，包括图像采集模块、图像处理模块、注视点计算模块、内存模块、中央处理模块及控制模块。图像采集模块获取电视用户的眼部图像；图像处理模块对获取到的眼部图像信息进行图像处理并计算电视用户的视线方向；注视点计算模块根据图像处理后得到的数据进行用户注视点坐标的计算；内存模块存储图像处理模块处理后得到的数据及注视点坐标数据；中央处理模块从内存模块提取用户注视点坐标数据，计算得到经过注视点且垂直于电视机屏幕的直线与用户的视线方向的夹角，以确定电视机的最佳角度；控制模块根据将电视机调节到最佳角度。该装置使用户在观看电视的时候能控制电视机随用户的视线旋转，提供更好的观看效果。
文档编号G05D3/12GK202306329SQ20112009515
公开日2012年7月4日 申请日期2011年4月2日 优先权日2010年12月22日
发明者刘文飞, 刘林 申请人:Tcl集团股份有限公司