专利名称：一种互动电视系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于电视领域，尤其涉及一种互动电视系统及其控制方法。
背景技术：
目前电视机的图像模式和声音模式的调整大都还是通过用户自己手动调整。当用 户心情好时，电视机的画面可能比较暗，声音也比较小；当用户心情低落的时候，电视机的 画面可能比较亮，声音也比较大。这就造成了电视的图像模式和声音模式不能和用户的心 情进行匹配，缺乏人性化。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种互动电视系统，旨在解决现有电视系统必须通 过用户手动调节，缺乏人性化的问题。本发明实施例是这样实现的，一种互动电视系统，所述系统包括图像采集单元，所述图像采集单元用于采集图像，并将采集到的图像编码后输 出；图像处理单元，所述图像处理单元对所述图像采集单元输出的编码图像进行预处 理，并输出二值图像；人脸识别单元，所述人脸识别单元对所述图像处理单元输出的二值图像进行人脸 检测处理和面部特征提取，并输出表情参数；结果处理单元，所述结果处理单元根据所述人脸识别单元输出的表情参数调用相 应的程序，对电视执行操作；以及中央控制单元，所述中央控制单元接收所述图像采集单元、所述图像处理单元、所 述人脸识别单元以及所述结果处理单元输出的数据，并发送控制指令控制所述图像采集单 元、所述图像处理单元、所述人脸识别单元以及所述结果处理单元。本发明实施例的另一目的在于提供一种包含上述互动电视系统的电视机。本发明实施例的另一目的在于提供一种互动电视系统的控制方法，所述方法包括 下述步骤图像采集单元采集图像，并对所述图像进行编码；中央控制单元接收编码图像，并向图像处理单元发送预处理指令；图像处理单元对所述编码图像进行预处理，将彩色图像转换为黑白的二值图像；中央控制单元接收所述二值图像，并向人脸识别单元发送检测、提取指令；人脸识别单元检测所述二值图像中的人脸图像，并对所述人脸图像中的面部特征 进行表情数据提取；中央控制单元接收所述表情数据，并向结果处理单元发送调用指令；结果处理单元根据所述表情数据调用相应的程序模块对电视执行操作。本发明实施例通过对人脸表情的探测，来自动调整电视的图像模式和声音模式，从而实现任何电视系统的人性化互动。
图1是本发明第一实施例提供的互动电视系统的结构原理图；图2是本发明第二实施例提供的互动电视系统的控制方法的实现流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明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发明，并 不用于限定本发明。本发明实施例提供的电视系统能根据人的面部表情自动调整图像模式和声音模 式，自动实现人和电视的互动，给用户带来更人性化的体验。图1示出了本发明实施例提供的互动电视系统的结构原理，为了便于说明，仅示 出了与本发明相关的部分。在本发明实施例中，所述互动电视系统包括图像采集单元1，该图像采集单元1用于采集图像，并将采集到的图像编码后输 出；图像处理单元2，该图像处理单元2对图像采集单元1输出的编码图像进行预处 理，并输出二值图像；人脸识别单元3，该人脸识别单元3对所述图像处理单元2输出的二值图像进行人 脸检测处理和面部特征提取，并输出表情参数；结果处理单元4，该结果处理单元4根据所述人脸识别单元3输出的表情参数调用 相应的程序，对电视执行操作；以及中央控制单元5，该中央控制单元5接收图像采集单元1、图像处理单元2、人脸识 别单元3以及结果处理单元4输出的数据，并发送控制指令控制图像采集单元1、图像处理 单元2、人脸识别单元3以及结果处理单元4。作为本发明一优选实施例，图像采集单元1包括摄像装置11 ；图像处理单元2包 括将彩色图像转换为灰度图像的灰度处理模块21、将所述灰度处理模块输出的灰度图像进 行阈值分割的直方图分析模块22、以及将通过所述直方图分析模块进行阈值分割的灰度图 像转化为黑白图像的二值化处理模块23。人脸识别单元3包括检测图像中是否存在人脸图 形的人脸检测模块31和对人脸图像进行表情判断的面部特征提取模块32 ；结果处理单元4 包括增强图像模式和声音模式的高兴程序模块41、控制图像模式和声音模式为中间值的平 和程序模块42、以及减弱图像模式和声音模式的沮丧程序模块43 ；中央控制单元5包括处 理器51和存储器52。以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细说明。电视开机后启动图像采集单元1，摄像装置11对电视机前的物体进行图像采集， 图像采集单元1将采集到的M位真彩色图像按照一定的图像格式进行编码，并将编码后的 图像存储在中央控制单元5中的存储器52上。中央控制单元5中的处理器51依据系统程 序控制图像处理单元2中的灰度处理模块21对编码的图像进行灰度化处理，再由直方图分析模块22对经过灰度化处理的图像进行直方图分析，得到一个合适的阈值，该阈值用来对 灰度图像进行阈值分割，并将经过阈值分割的灰度图像通过二值化处理模块23进行二值 化处理后，将二值化数据发送给中央控制单元5中的存储器52，此时完成将彩色图像转化 为黑白的二值图像的过程。中央控制单元5中的处理器51在接收到二值化数据后控制人 脸识别单元3中的人脸检测模块31对该二值图像进行人脸图像检测，判断该图像是否存在 人脸图像，如果存在人脸图像，由面部特征提取模块32提取人脸五官的位置和形状，由中 央控制单元中5的处理器51提供算法，根据人面部特征来判断人的表情，可将表情分为三 类笑脸、正常和苦脸，笑脸对应的心情可以理解为高兴，正常相对应的心情可以理解为平 和，苦脸对应的心情可以理解为沮丧。并将该表情数据反馈给中央控制单元5中的处理器 51，处理器51根据系统程序控制结果处理单元4根据识别结果，调用相应的程序模块。当识别到的人脸表情是笑脸时，结果处理单元4调用执行高兴程序模块41，增强 电视的图像模式和声音模式；当识别到的人脸表情是正常时，结果处理单元4调用执行平 和程序模块42，控制电视图像模式和声音模式为中间值；结果处理单元4调用当识别到的 人脸表情为苦脸时，执行沮丧程序模块43，减弱电视的图像模式和声音模式。作为本发明的一个实现示例，增强图像模式和声音模式包括但不限于加大对比 度和亮度、调整色调为暖色调、增加彩色浓度、提高清晰度、提高音量的大小，加大重低音、 提升高音、开启环绕声。图像模式和声音模式为中间值包括但不限于调整对比度、亮度为 比较适合的中间值，调整色调为正常色调、降低彩色浓度为正常彩色、清晰度调整为比较适 合的中间值；声音模式方面包括但不限于，降低音量大小至较为合适的中间值、降低重低音 为较为合适的中间值、降低高音至较为合适的中间值、开启环绕声。减弱图像模式和声音模 式包括但不限于降低对比度、亮度为比较低的值，调整色调为冷色调、降低彩色浓度、降低 清晰度为比较低的值、降低音量大小至比较小的值、降低重低音为比较小的值、降低高音至 比较小的值、关闭环绕声。图2示出了本发明第二实施例提供的互动电视系统的控制方法的实现流程，详述 如下在步骤S201中，图像采集单元采集图像，并对该图像进行编码；在本发明实施例中，通过图像采集单元中的摄像装置对电视机前的物体进行图像 采集，采集到的图像可以为M位真彩色图像，图像采集单元将采集到的图像按照一定的图 像格式进行编码。在步骤S202中，中央控制单元接收编码图像，并向图像处理单元发送预处理指 令；在本发明实施例中，中央控制单元包括处理器和存储器，存储器用于存储编码图 像，而控制器负责向图像处理单元发送执行预处理指令。在步骤S203中，图像处理单元对编码图像进行预处理，将彩色图像转换为黑白的
二值图像；在本发明实施例中，图像处理单元包括灰度处理模块、直方图分析模块和二值化 处理模块。当图像处理单元接收到预处理指令后，由灰度处理模块对经过图像采集单元编 码的彩色图像进行灰度化处理，将彩色图像转换为灰度图像，再由直方图分析模块对灰度 图像进行直方图分析，以得到适合的阈值对灰度图像进行阈值分割，最后通过二值化处理模块对灰度图像进行二值化处理，获得二值图像，将灰度图像转化为黑白图像。在步骤S204中，中央控制单元接收二值图像，并向人脸识别单元发送检测、提取 指令；在本发明实施例中，由中央控制单元中的处理器接收二值图像，并发送执行检测、 提取指令。在步骤S205中，人脸识别单元检测二值图像中的人脸图像，并对人脸图像中的面 部特征进行表情数据提取；在本发明实施例中，人脸识别单元包括人脸检测模块和面部特征提取模块，由人 脸检测模块判断二值图像中是否存在人脸，如果存在，由面部特征提取模块提取人脸五官 的位置和形状，由中央控制单元中的处理器提供算法，根据人面部特征来判断人的表情，可 将表情分为三类笑脸、正常和苦脸，笑脸对应的心情可以理解为高兴，正常相对应的心情 可以理解为平和，苦脸对应的心情可以理解为沮丧。在步骤S206中，中央控制单元接收表情数据，并向结果处理单元发送调用指令；在本发明实施例中，由中央控制单元中的处理器接收表情数据，并发送执行调用 指令。在步骤S207中，结果处理单元根据表情数据调用相应的程序模块对电视执行操 作。在本发明实施例中，结果处理单元包括对应笑脸表情的高兴程序模块、对应正常 表情的平和程序模块和对应苦脸表情的沮丧程序模块。当结果处理单元接收到中央控制单 元发送的执行指令后，根据表情数据调用相应的程序，例如，当面部表情为笑脸时，执行高 兴程序模块，增强电视的图像模式和声音模式；当面部表情正常时，执行平和程序模块，控 制电视的图像模式和声音模式为中间值；当面部表情为苦脸时，执行沮丧程序模块，减弱电 视的图像模式和声音模式。本发明实施例通过人脸识别技术来识别用户的面部表情及心情，并根据用户的心 情来调整电视的图像模式和声音模式，达到一种电视和用户互动的效果，从而让电视更加 人性化，提升了用户的体验。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种互动电视系统，其特征在于，所述系统包括图像采集单元，所述图像采集单元用于采集图像，并将采集到的图像编码后输出； 图像处理单元，所述图像处理单元对所述图像采集单元输出的编码图像进行预处理， 并输出二值图像；人脸识别单元，所述人脸识别单元对所述图像处理单元输出的二值图像进行人脸检测 处理和面部特征提取，并输出表情参数；结果处理单元，所述结果处理单元根据所述人脸识别单元输出的表情参数调用相应的 程序，对电视执行操作；以及中央控制单元，所述中央控制单元接收所述图像采集单元、所述图像处理单元、所述人 脸识别单元以及所述结果处理单元输出的数据，并发送控制指令控制所述图像采集单元、 所述图像处理单元、所述人脸识别单元以及所述结果处理单元。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像采集单元包括摄像装置。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像处理单元包括 将彩色图像转换为灰度图像的灰度处理模块；将所述灰度处理模块输出的灰度图像进行阈值分割的直方图分析模块；以及 将通过所述直方图分析模块进行阈值分割的灰度图像转化为黑白图像的二值化处理 模块。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人脸识别单元包括 检测图像中是否存在人脸图形的人脸检测模块；对人脸图像进行表情判断的面部特征提取模块。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结果处理单元包括 增强图像模式和声音模式的高兴程序模块；控制图像模式和声音模式为中间值的平和程序模块；以及 减弱图像模式和声音模式的沮丧程序模块。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制单元包括处理器和存储器。
7.—种互动电视机，其特征在于，所述电视机包含如权利要求1至6任一项所述的互动 电视系统。
8.—种互动电视系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 图像采集单元采集图像，并对所述图像进行编码；中央控制单元接收编码图像，并向图像处理单元发送预处理指令； 图像处理单元对所述编码图像进行预处理，将彩色图像转换为黑白的二值图像； 中央控制单元接收所述二值图像，并向人脸识别单元发送检测、提取指令； 人脸识别单元检测所述二值图像中的人脸图像，并对所述人脸图像中的面部特征进行 表情数据提取；中央控制单元接收所述表情数据，并向结果处理单元发送调用指令； 结果处理单元根据所述表情数据调用相应的程序模块对电视执行操作。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述图像处理单元对所述编码图像进行预 处理，将彩色图像转换为黑白的二值图像的步骤具体为灰度处理模块对所述彩色图像进行灰度化处理，将所述彩色图像转换为灰度图像；直方图分析模块对所述灰度图像进行直方图分析，将所述灰度图像进行阈值分割； 二值化处理模块对经过阈值分割的所述灰度图像进行二值化处理，将所述灰度图像转 化为黑白图像。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述结果处理单元根据所述表情数据调用 相应的程序模块对电视执行操作的步骤具体为当所述面部表情为笑脸时，执行高兴程序模块，增强电视的图像模式和声音模式； 当所述面部表情正常时，执行平和程序模块，控制电视的图像模式和声音模式为中间值；当所述面部表情为苦脸时，执行沮丧程序模块，减弱电视的图像模式和声音模式。
全文摘要
本发明适用于电视领域，提供了一种互动电视系统及其控制方法，所述互动电视系统包括中央控制单元、图像采集单元、图像处理单元、人脸识别单元以及结果处理单元，在所述中央控制单元的控制下，所述图像采集单元将采集到的人脸图像编码后输出给图像处理单元，所述图像处理单元对编码图像进行预处理，并输出二值图像，所述人脸识别单元对二值图像进行人脸检测处理和面部特征提取，并输出表情参数；所述结果处理单元根据表情参数调用相应的程序，对电视执行操作。本发明通过人脸识别技术来识别用户的面部表情及心情，并根据用户的心情来调整电视的图像模式和声音模式，达到一种电视和用户互动的效果，从而让电视更加人性化，提升了用户的体验。
文档编号H04N21/431GK102098567SQ201010566869
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者杨钢 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司