专利名称：一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备及其方法
技术领域：
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备，还涉及一种可根据人脸方向来调整显示方向的方法。
背景技术：
电子设备的摄像功能使用简单且用途十分广泛，由于个人的喜好对电子设备的摆放位置和方向的不同，人们希望电子设备的屏幕被横向或竖向设置。然而现有电子设备都只能通过重力感应装置、陀螺仪或手动控制来调整显示方向，在无重力的太空或者在在倾斜的情况下较难实现方向的判断。在使用的过程中，需要使电子设备的屏幕的显示方向与人脸的位置相适应。而且，当电子设备的方向不变而使用者由于某种需要改变脸部朝向(如侧脸)来使用电子设备时，会导致使用者由于不是出于最佳的观看方位而眼睛疲劳或无法看清显示屏幕。因此，需要一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备。为解决本发明的技术问题，本发明公开一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备，其包括摄像模块，用于获取用户的画面信息；面部识别模块，用于根据用户的画面信息识别出用户的脸部方位，并定位用户脸部特征与显示屏的相对方向；显示控制模块，根据用户脸部特征与显示屏的相对方向来调整显示模块显示的图像方向，使显示模块的显示的图像方向与用户的观看方向一致；和显示模块，用于显示图像。其中，用户的脸部特征包括眼睛、鼻子、嘴区域的位置和特征。本发明还提供一种根据人脸方向来调整显示方向的方法，其包括
获取用户的画面信息；
识别用户的人脸区域及面部特征；
根据用户脸部特征与显示屏的相对方向来调整显示模块显示的图像方向。其中，所述识别用户的人脸区域及面部特征的步骤进一步包括
寻找所有可能的人脸候选区域；
从各候选区域中确定人脸的区域；
在人脸区域内采用边缘检测算法进一部确定人眼、鼻子嘴等器官的位置。其中，所述边缘检测算法包括如下图像处理过程本地直方图归一化、平滑、二值化、跟踪、特定提取。其中，识别用户的人脸区域及面部特征后，当用户旋转90度、180度或270度面对显示屏时，将显示图像的所有象素点相应的旋转90度、180度或270度。采用本发明的设备和方法，可使得显示屏幕的根据用户人脸的方位自动调整，使用户在任意角度观看时都能看到最适宜观看的显示界面，提升了用户体验。
图1是本发明实施例提供的可根据人脸识别来调整显示方向的电子设备的原理框图。图2是本发明实施例提供的基于经典镶嵌图的系统总体框图。图3是本发明实施例提供的人脸的四分图。图4是本发明实施例提供的确定人脸位置的流程图。图5是本发明实施例提供的边缘检测算法方框图。图6 — 11是本发明实施例提供的实现图像旋转的图形。
具体实施例方式如图1所示，本发明提出一种通过可通过面部识别技术确定显示方向的电子设备，其包括摄像模块，用于获取使用该电子设备人员的信息；面部识别模块，所述面部识别模块的接收来自摄像模块拍摄的用户信息，并对所述用户信息进行人脸识别，定位用户脸部特征(眼睛、鼻子、嘴区域的位置和特征)与显示屏的相对方向；显示控制模块，所述显示控制模块的接收来自面部识别模块定位的面部信息，根据面部特征与显示屏的相对方向，显示屏幕的显示方向进行旋转；显示模块，用于显示图像。所述面部识别方法包括以下步骤启动电子设备的摄像功能获取用户信息；寻找所有可能的人脸候选区域；从各候选区域中确定人脸的区域；在人脸区域内采用改进的边缘检测算法进一部确定人眼、嘴等器官的位置。面部识别完成后，进一步包括根据面部的朝向调整显示方向的步骤，从而使得显示方向总是人眼观看的方向。本发明实现面部识别的方法主要基于特征的人脸检测方法。该方法主要是利用人脸的明显特征，如几何特征、肤色、纹理等，将人脸图像视为一个高维向量，从而将人脸检测问题转化为高维空间中分布信号的检测问题。该方法源于这样一个视觉事实；人类在不同姿态、视角和光照等条件下可以毫不费力地检测出人脸，这说明人脸或人脸的部件可能存在某种在任何条件下具有不变性的特征，利用这种特征就可检测出图像中是否存在人脸。本发明根据象素的灰度和颜色信息等进行图像分割来对人脸特征进行定位。人脸核心区域(眼睛、鼻子、嘴区域)具有独特的灰度分布特征，根据灰度分布特征可以建立若干规则，应用这些规则就可将检测图像中是否存在人脸的问题转化为检测该图像中是否存在满足这些规则的图像块的问题。镶嵌图方法将原始图像的分辨率具有规则地降低后得到图像；他们将原始图像均匀的划分成矩形单元(称为细胞，人脸的五官区域在镶嵌图中占据4*4个细胞的图称为四分图，占据8*8个细胞的镶嵌图称为八分图。人脸在四分图和八分图具有一定的规则，依据这些规则对图像从粗分辨率到高分辨率进行筛选，以样本满足这些规则的程度作为人脸检测的依据。经典的镶嵌图方法是一个基于知识的三层检测系统，其系统总体框图如图2所示，包括筛选人脸候选区域、确定人脸基本位置和对人脸位置进行分割。第一层针对四分图，如图3所示，格局如下较简单的规则寻找所有可能的人脸候选区域(1)面部中心有4个灰度基本相同的细胞；(2)面部上部、外围的8个细胞有基本相同的灰度；(3)四分图中心部分和上部、外围部分平均灰度有较明显的差别。第二层针对八分图，如图4所示，根据如下规则从各候选区域中确定人脸区域(I)眼区本行中有两个灰度极小的值，它们之间的距离2〈d〈5;本行中有一个灰度极大的值，嘴亮点的位置靠近中心，且极小的值与最亮点的距离0〈d〈3 ; (2)鼻区眼区中心以下一个细胞单位处有一个垂直灰度极小的值，并且在水平方向它也接近于极小值；(3) 口区在鼻区下方一个细胞单位处有一个垂直方向的灰度极小值，并且在水平方向有一个宽度为2 3个细胞的低灰度值区域.。第三层的具体过程如图5所示，在人脸区域内采用改进的边缘检测算法，具体包括本地直方图归一化、平滑、二值化、跟踪、特定提取等步骤，进一步确定人眼、嘴等器官的位置。通过上述方法，用户的面部特征能够被识别出来，由于人脸的核心区域(眼睛、鼻子、嘴区域)具有独特的灰度分布特征，因此面部器官和显示屏的相对方向就能被确定如图6。当用户旋转90度面对显示屏的时候如图7，根据灰度分布特征(眼睛、鼻子、嘴区域具有独特的灰度分布)，面部器官和显示屏的相对方向能被确定如图8。将图像所有的象素点(图中每个方格代表一个象素点)相应的旋转90度，这样图像就能按照用户观看的相对角度显不出来如图9。根据上面的操作，当用户旋转180度或270度面对显示屏的时候，通过软件配置，将图像所有的象素点旋转180度或270度(图10或图11)，这样一来无论使用者是站立、平躺、倒立或是各种角度的倾斜都可以按照人类本来的习惯看到图像或视频。与现有技术相比较，采用本发明的设备和方法，可使得显示屏幕的根据用户人脸的方位自动调整，使用户在任意角度观看时都能看到最适宜观看的显示界面，提升了用户体验。
权利要求
1.一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备，其特征在于包括摄像模块，用于获取用户的画面信息；面部识别模块，用于根据用户的画面信息识别出用户的脸部方位，并定位用户脸部特征与显示屏的相对方向；显示控制模块，根据用户脸部特征与显示屏的相对方向来调整显示模块显示的图像方向，使显示模块的显示的图像方向与用户的观看方向一致；和显示模块，用于显示图像。
2.如权利要求1所述的可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备，其特征在于，用户的脸部特征包括眼睛、鼻子、嘴区域的位置和特征。
3.一种根据人脸方向来调整显示方向的方法，其特征在于，包括获取用户的画面信息；识别用户的人脸区域及面部特征；根据用户脸部特征与显示屏的相对方向来调整显示模块显示的图像方向。
4.如权利要求3所述的根据人脸方向来调整显示方向的方法，其特征在于，所述识别用户的人脸区域及面部特征的步骤进一步包括寻找所有可能的人脸候选区域；从各候选区域中确定人脸的区域；在人脸区域内采用边缘检测算法进一部确定人眼、鼻子嘴等器官的位置。
5.如权利要求4所述的根据人脸方向来调整显示方向的方法，其特征在于，所述边缘检测算法包括如下图像处理过程本地直方图归一化、平滑、二值化、跟踪、特定提取。
6.如权利要求3所述的根据人脸方向来调整显示方向的方法，其特征在于，识别用户的人脸区域及面部特征后，当用户旋转90度、180度或270度面对显示屏时，将显示图像的所有象素点相应的旋转90度、180度或270度。
全文摘要
本发明公开一种可根据人脸方向来调整显示方向的电子设备，其包括摄像模块，用于获取用户的画面信息；面部识别模块，用于根据用户的画面信息识别出用户的脸部方位，并定位用户脸部特征与显示屏的相对方向；显示控制模块，根据用户脸部特征与显示屏的相对方向来调整显示模块显示的图像方向，使显示模块的显示的图像方向与用户的观看方向一致；和显示模块，用于显示图像。本发明的电子设备可根据用户的脸部朝向来调整显示屏幕的显示方向。本发明还提供一种根据人脸方向来调整显示方向的方法。
文档编号G06F3/01GK103049084SQ20121054978
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者徐浩, 任义 申请人:深圳国微技术有限公司