CN103279260A - 方向自适应显示系统及其调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方向自适应显示系统，包括显示单元、用于实时检测是否存在当前用户以及用户数目的检测单元、用于计算调整方式的控制单元、以及用于调整显示单元的显示方向的调整单元，控制单元根据检测单元的检测结果分析用户所处的位置及观察角度，并控制调整单元对显示单元的显示方向进行调整。本发明解决了现有技术的缺点，不管用户怎么移动，不需要手动去调整显示设备的位置，通过判断眼部角度，进行屏幕垂直旋转，以适应用户躺下姿势的观赏感受。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域。
背景技术
现有技术中的显示设备，例如电视、计算机显示器等，其显示的方向都是固定不变的，除非人为地改变显示设备的位置。而对于用户来说，不可能长时间地静止在显示设备前，观察角度会实时发生变化，而当观察角度变化达到一定程度时，固定不变的显示角度会让用户感到不适。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种软、硬件结合的系统，使显示状态根据用户所处的位置及观察角度而自动改变，从而不论任何角度始终呈现最佳显示位置，为用户提供更好的显示效果。
为达到以上目的，本发明提供了一种方向自适应显示系统，包括显示单元、用于实时检测是否存在当前用户以及用户数目的检测单元、用于计算调整方式的控制单元、以及用于调整所述的显示单元的显示方向的调整单元，所述的控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析用户所处的位置及观察角度，并控制所述的调整单元对所述的显示单元的显示方向进行调整。
作为本发明进一步的改进，所述的检测单元包括图像/视频采集设备，通过动态扑捉、人脸识别、图像对比等技术可以实现实时监控。
作为本发明进一步的改进，所述的调整单元通过水平旋转显示单元以适应不同的观看位置。
作为本发明进一步的改进，所述的调整单元通过垂直旋转显示单元或垂直旋转输出图像以适应不同的观看角度。
根据本发明的另一方面，提供了一种方向自适应显示系统调整方法，用于如上所述的方向自适应显示系统，包括如下步骤:
a) 通过检测单元检测是否存在当前用户并识别用户数目；
b) 控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整；
c) 控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析是否只存在一位用户并且是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元或垂直旋转输出图像对所述的显示单元的显示角度进行调整。
作为本发明进一步的改进，在所述的步骤a）中，由图像/视频采集设备间隔地进行图像采集，通过对比相邻两次图像中眼部位是否有变化判定是否存在当前用户以及用户数目。
作为本发明进一步的改进，在所述的步骤b）中，通过计算图像中头部左右侧分别与左右最大显示像素的间距大小分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整，递归执行此步骤直到两边间距相等。
作为本发明进一步的改进，在所述的步骤c）中，通过计算图像中人眼与基准水平面的夹角分析用户是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元对所述的显示单元的显示角度进行调整，递归执行此步骤直到夹角为零。
作为本发明进一步的改进，设定最小动作距离L，当图像中头部左右侧与左右最大显示像素的间距差小于最小动作距离L时，控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整；设定最小动作角度R，当图像中人眼与基准水平面的夹角大于最小动作角度R时，控制调整单元通过垂直旋转显示单元对所述的显示单元的显示角度进行调整。
作为本发明进一步的改进，通过设定等待间隔，在开机后间隔地重复执行步骤a）～步骤c）。
本发明的有益效果是，不管用户怎么移动，都不需要手动去调整显示设备的位置，屏幕都会始终正对着用户，并通过判断眼部角度，进行屏幕垂直旋转以适应用户躺下姿势。对比目前都固定在底座固定显示方向，而通过本系统，屏幕会自动通过装备于底部的圆盘式旋转部件进行水平方向360°旋转，并可以垂直方向旋转90°来适应用户的不同观看角度。
附图说明
附图1为根据本发明的方向自适应显示系统的实施例的示意图；
附图2描述了附图1中的方向自适应显示系统的垂直旋转显示单元的示意图；
附图3描述了附图1中的方向自适应显示系统的垂直旋转输出图像的示意图；
附图4为根据本发明的方向自适应显示系统调整方法的整体流程图；
附图5为根据本发明的方向自适应显示系统调整方法的确定左右间距流程图。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1与附图2所示，本实施例中的方向自适应显示系统，包括显示单元、用于实时检测是否存在当前用户以及用户数目的检测单元、用于计算调整方式的控制单元、以及用于调整显示单元的显示方向的调整单元，控制单元根据检测单元的检测结果分析用户所处的位置及观察角度，并控制调整单元对显示单元的显示方向进行调整。
本实施例中的检测单元包括图像/视频采集设备，通常可以是固定于显示单元的前置视频摄像头。本实施例中的调整单元包括位于显示系统底部的调整转盘，其可以绕x轴方向水平旋转显示单元以适应不同的观看位置，也可以绕y轴方向垂直旋转显示单元。在本发明的其它实施例中，调整转盘甚至可以绕同时垂直于x轴、y轴的z轴旋转显示单元以适应不同的俯仰观看位置。
参见附图3所示，在本发明的另一个实施例中，还可以通过软件直接垂直旋转输出图像以适应不同的观看角度，以等效替代调整转盘的机械转动。
如附图4所示，本实施中给出了一种方向自适应显示系统调整方法，用于如以所述的方向自适应显示系统，包括如下步骤:
a) 运行本系统之后，首先通过检测单元检测是否存在当前用户而不是画像等静止的物体，之后分别判断并识别用户数目，数目包括1个人或者多个人；
b) 控制单元根据检测单元的检测结果分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对显示单元的显示方向进行调整；
c) 控制单元根据检测单元的检测结果分析是否只存在一位用户并且是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元或垂直旋转输出图像对显示单元的显示角度进行调整。
如附图5所示，在步骤a）中，由图像/视频采集设备间隔地进行图像采集，由于人每次眨眼睛需要200～400毫秒，通过显示设备的前置摄像头，每隔150毫秒进行拍摄，对最近一次跟当前的照片作对比，判断眼睛部位置(左右显示像素间距Y-右间距XR[n]处)是否有变化，即可判定是否为真人还是画像等精致物体；通过对比相邻两次图像中眼部位变化数目可以判断用户数目。
在步骤b）中，通过计算图像中头部左右侧分别与左右最大显示像素的间距（XL[n]，XR[n]）大小分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对显示单元的显示方向进行调整，递归执行此步骤直到两边间距相等。
当用户为一个人的情况，通过计算图片中头部左右侧各离左右最大显示像素间的距离来判定当前用户是否在屏幕中间，即所谓的左右基线来判断是否已经在屏幕中间位置，哪边距离小就往哪边水平旋转，递归执行此步骤直到两边距离相等，停止转动；当用户为二个人的情况，左基线为左边人距离左边最大显示像素的距离，右基线为右边人离右边最大显示像素的距离，以此类推，多个人的情况等同于两个人，通过左右基线来判断当前用户们是否在屏幕中间，并进行水平旋转调整。
与步骤b）相似的，在步骤c）中通过计算图像中人眼与基准水平面（显示设备当前放置的位置为基准水平面）的夹角分析用户是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元对显示单元的显示角度进行调整，递归执行此步骤直到夹角为零。
在上述在步骤b）中可以设定最小动作距离L，当图像中头部左右侧与左右最大显示像素的间距差小于最小动作距离L时，控制调整单元通过水平旋转显示单元对显示单元的显示方向进行调整；在上述在步骤c）中可以设定最小动作角度R，当图像中人眼与基准水平面的夹角大于最小动作角度R时，控制调整单元通过垂直旋转显示单元对显示单元的显示角度进行调整，例如可以设定大于正45°时向逆时针方向旋转屏幕，大于负45°时相顺时针方向旋转屏幕。而通过设定等待间隔，在开机后间隔地重复执行步骤a）～步骤c），则可以实现实时调整。
例A、B、C 三人从左至右正同时观看一台电脑，运行本系统之后，通过显示设备上的摄像头每隔150毫秒进行拍摄，并确定每个人距离屏幕中的左右间距值，通过比较最左边的左间距值跟最右边的右间距值差异，电脑会自动调整水平显示方向。期间B、C两人离开，只剩A一个人，他要躺下来看电影，通过计算两眼所在直线跟当前水平位置间的夹角，调整垂直显示方向，逆时针或顺时针90°旋转显示方向。可以看出不管用户怎么移动，都不需要手动去调整显示设备的位置，屏幕都会始终正对着用户，并通过判断眼部角度，进行屏幕垂直旋转以适应用户躺下姿势。对比目前都固定在底座固定显示方向，而通过本系统，屏幕会自动通过装备于底部的圆盘式旋转部件进行水平方向360°旋转，并可以垂直方向旋转90°来适应用户的不同观看角度。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种方向自适应显示系统，其特征在于：包括显示单元、用于实时检测是否存在当前用户以及用户数目的检测单元、用于计算调整方式的控制单元、以及用于调整所述的显示单元的显示方向的调整单元，所述的控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析用户所处的位置及观察角度，并控制所述的调整单元对所述的显示单元的显示方向进行调整。
2.根据权利要求1所述的方向自适应显示系统，其特征在于：所述的检测单元包括图像/视频采集设备。
3.根据权利要求1所述的方向自适应显示系统，其特征在于：所述的调整单元通过水平旋转显示单元以适应不同的观看位置。
4.根据权利要求1所述的方向自适应显示系统，其特征在于：所述的调整单元通过垂直旋转显示单元或垂直旋转输出图像以适应不同的观看角度。
5.一种方向自适应显示系统调整方法，用于如以上任一权利要求所述的方向自适应显示系统，其特征在于，包括如下步骤:
a)通过检测单元检测是否存在当前用户并识别用户数目；
b)控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整；
c)控制单元根据所述的检测单元的检测结果分析是否只存在一位用户并且是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元或垂直旋转输出图像对所述的显示单元的显示角度进行调整。
6.根据权利要求5所述的方向自适应显示系统调整方法，其特征在于：在所述的步骤a）中，由图像/视频采集设备间隔地进行图像采集，通过对比相邻两次图像中眼部位是否有变化判定是否存在当前用户以及用户数目。
7.根据权利要求6所述的方向自适应显示系统调整方法，其特征在于：在所述的步骤b）中，通过计算图像中头部左右侧分别与左右最大显示像素的间距大小分析用户是否处于水平区域中间位置，否则控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整，递归执行此步骤直到两边间距相等。
8.根据权利要求6所述的方向自适应显示系统调整方法，其特征在于：在所述的步骤c）中，通过计算图像中人眼与基准水平面的夹角分析用户是否处于竖立观看角度，否则控制调整单元通过垂直旋转显示单元对所述的显示单元的显示角度进行调整，递归执行此步骤直到夹角为零。
9.根据权利要求6所述的方向自适应显示系统调整方法，其特征在于：设定最小动作距离L，当图像中头部左右侧与左右最大显示像素的间距差小于最小动作距离L时，控制调整单元通过水平旋转显示单元对所述的显示单元的显示方向进行调整；设定最小动作角度R，当图像中人眼与基准水平面的夹角大于最小动作角度R时，控制调整单元通过垂直旋转显示单元对所述的显示单元的显示角度进行调整。
10.根据权利要求5～9中任一项所述的方向自适应显示系统调整方法，其特征在于：通过设定等待间隔，在开机后间隔地重复执行步骤a）～步骤c）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130904 |