专利名称：显示器节能方法
技术领域：
本发明涉及一种节能方法，尤指一种应用于显示器上的节能方法。
背景技术：
随着科技的日益进步，信息技术在经济社会各个领域的广泛应用，同时，地球资源不断被消耗并且导致许多环境问题，比如大量的二氧化碳的排放导致的全球变暖问题。在日常生活和工作中，人们常常不关电脑显示器或者电视机，而白白浪费了资源，造成了不必要的资源消耗。以计算机的显示器为例，一台17寸的液晶显示器功率为30w，假设一天中有2个小时显示器是闲置状态，则一个小时将白白消耗O. 03度电，以工业用电每度O. 7元计算，则一台计算机每年将浪费O. 03X2X0. 7X365 = 15. 33元；以100台计算机来计算，一年则要浪 费1533元。对于100台32寸且功率为250w的液晶电视机，一年则要浪费12775元，这是一个巨大的数字，不可忽略。为了节省不必要的资源浪费，业界则采用新型发光材料，对显示器的制作材料进行改进，但是，此种新型发光材料所需成本很高，如此，则增加了显示器的制作成本；又或是利用例如红外感应方式来检测人距显示器的距离，以实现自动开关机，但其方法的最大缺点是容易受到障碍物的影响，从而错误地将显示器关闭，给用户使用带来不便，降低了用户的体验感。因此，如何提供一种可在不增加显示器制作成本的同时兼具使用方便的节能方法，以克服现有技术所存在的问题，便成为目前业界急待克服的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是实时地、有效地控制显示器的工作方式，进而实现能耗的降低。本发明的另一目的在于提供一种具备较佳体验感和低错误率的显示器节能方法。为达到上述目的及其他目的，本发明所提供的显示器节能方法，其包括(I)预先生成训练样本，并予以存储；(2)通过一图像采集设备周期性地采集显示器前方的图像信息，并予以输出；(3)对所采集到的图像信息进行扫描，并依据所存储的训练样本作出相应的处理和判断，以产生一控制信号，并予以输出，所述控制信号为用户忙信号或用户空闲信号；以及(4)接收所述控制信号，如果为用户忙信号，则保持显示器正常工作状态或使显示器进入唤醒状态，如果为用户空闲信号，则降低显示器的亮度或使显示器进入睡眠状态。更详而言之，所述步骤⑴进一步包括(1-1)通过所述图像采集设备采集图像信息，并自所述图像信息中收集人脸图像样本，且进行人脸检测，以检测到人脸所在的区域；(1-2)在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技术截取人眼所在的区域，并将截取的图像标记为训练样本并予以存储，所述训练样本分别为工作状态样本和非工作状态样本；以及(1-3)对工作状态样本和非工作状态样本提取特征，并对工作状态样本和非工作样本的特征正反两个方面进行统计分析和机器学习，以分别生成用户工作状态分类器和用户非工作状态分类器，并予以存储。其中，工作状态状态样本为用户注视着显示器时的人眼图像样本，所述非工作状态样本为用户非注视着显示器时的人眼图像样本。而机器学习是采用金字塔匹配核算法识别测试样本的分类器是为用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器。此外，所述步骤(3)进一步包括(3-1)对所采集到的图像信息使用人脸检测技术，检测是否存在人脸，若是，则进行下一个步骤， 否则，进至步骤(3-4) ； (3-2)在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技截取人眼所在 区域，提取图像特征，将提取到的特征生成测试样本；(3-3)将所存储的训练样本与测试样本用图片相似度的算法进行比较，判断所提取的测试样本是用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器，若是用户工作状态分类器，则生成用户忙信号，并进至步骤(3-5)，否则，进行下一步骤；(3-4)生成用户空闲信号；以及(3-5)将用户忙信号或用户空闲信号予以输出。所述步骤(3)进一步包括当接收到用户空闲信号后，降低显示器亮度，并在一定时间后，如果用户仍未使用显示器，则控制显示器进入睡眠状态。所述步骤(4)进一步包括接收所述控制信号并配合显示器当前工作状态，而决定显示器下一步的工作状态当显示器当前处于高性能状态时，如果控制信号为用户忙信号，则保持显示器的正常工作，否则，降低显示器的亮度，使显示器进入低性能状态；当显示器当前处于低性能状态时，如果控制信号连续多次为用户空闲信号，则使显示器进入睡眠状态；如果一旦控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使其进入高性能状态；否则，保持显示器的低性能状态；以及当显示器当前处于睡眠状态时，如果控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使之进入高性能状态；否则，保持显示器的睡眠状态。以下结合上述技术方案，说明本发明的有益技术效果。相比于现有技术，本发明主要涉及通过一图像采集设备实时采集显示器前方的图像信息，并对所采集的图像信息进行扫描，且配合预先生成的训练样本判断用户当前的工作状态为忙状态还是空闲状态，并据以动态地、有效地控制显示器的工作方式，以在判断为忙状态时，保持显示器正常工作或使显示器进入唤醒状态，在判断为空闲状态时，对显示器进行节能控制，以减少能源的耗费，而且中间不需要用户对其进行任何操作，即可自行调节显示器的工作方式，使显示器的使用更加的智能化、人性化，实现了人机交互，使用极为方便，克服了现有方法的高错误率和较差的体验感。此外，本发明除了用于采集图像信息的例如摄像头的图像采集设备之外，不需要任何其他的外部设备，进而避免现有技术中，采用新型发光材料制作显示器，造成成本增加的弊端。再者，由于本发明采用人眼检测技术对所采集的图像信息进行扫描，故，适用于多人的工作环境，不受用户人数上的限制，即根据用户当前使用显示器的情况，实时地变更显示器的工作状态，做到一旦人的眼睛离开显示器立即进入节能状态；人的眼睛注视着显示器时，能够自动唤醒显示器进入正常的工作模式。
图I为本发明的显示器节能方法的操作流程示意图；图2为图I中的步骤SlO的具体执行步骤示意图；图3为图I中的步骤S12的具体执行步骤示意图4为显示器的工作状态转换示意图。主要元件符号说明SlO S13步骤SlOO S102步骤S120 S125步骤O用户空闲信号I用户忙信号00显示器进入睡眠状态
01显示器低性能状态11显示器达到最高性能
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，所属领域的普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。如图I所示，其为显示本发明的显示器节能方法的操作流程图。以下即结合图2至图4详细说明本发明的显示器节能方法的具体操作步骤。首先，执行步骤S10，预先生成训练样本，并予以存储。具体而言，请参阅图2，是通过如下步骤生成训练样本首先，在步骤SlOO中，通过一图像采集设备采集图像信息，并自所述图像信息中收集人脸图像样本，且进行人脸检测，以检测到人脸所在的区域，然后，进行步骤SlOl ;在步骤SlOl中，在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技术截取人眼所在的区域，并将截取的图像标记为训练样本，所述训练样本分别为工作状态样本和非工作状态样本，其中，该工作状态状态样本为用户注视着显示器时的人眼图像样本，而非工作状态样本为用户非注视着显示器时的人眼图像样本，然后，进行步骤S102;在步骤S102中，对工作状态样本和非工作状态样本提取特征，并对工作状态样本和非工作样本的特征正反两个方面进行统计分析和机器学习，以分别生成用户工作状态分类器和用户非工作状态分类器，其中，该机器学习是采用金字塔匹配核算法识别测试样本的分类器是为用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器，此外，由于金字塔匹配核算法为本领域技术人员通知的技术，故，于此不做详细介绍。在本实施例中，该图像采集设备可例如为摄像头。而且该图像采集设备可直接嵌设于显示器中，也可以作为外部设备通过外接接口与显示器连接。此外，本实施例中所提及的人脸检测与人眼检测均为本领域技术人员熟知的技术，故，于此不再为文赘述。接着，进行步骤SI I。在步骤Sll中，通过该图像采集设备周期性地采集显示器前方的图像信息，并予以输出。优选地，该图像采集设备采用循环渐进的时间间隔周期不断采集显示器前方的图像信息，以监测用户当前状态。如果显示器未进入睡眠状态，该图像采集设备每1-10秒采集一次图像信息，以检测一次用户的工作状态；如果显示器进入睡眠状态，该图像采集设备每1-30秒采集一次图像信息，以检测一次用户当前的工作状态。但，图像采集设备采集图像信息的时间周期并非以上述所列为限，合先陈明。接着，进行步骤S12。在步骤S12中，对所采集到的图像信息进行扫描，并依据预先生成的训练样本库作出相应的处理和判断，以产生一控制信号，并予以输出，所述控制信号为用户忙信号或用户空闲信号。具体而言，请参阅图3，是通过如下步骤执行处理和判断操作以产生相应的控制信号首先，在步骤S120中，对所采集到的图像信息使用人脸检测技术，检测是否存在人脸，如果检测到人脸存在，则进行步骤S121，否则，则认为用户不在使用显示器，并进至步骤S124 ;在步骤S121中，在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技截取人眼所在区域，提取图像特征，将提取到的特征生成测试样本，然后，进行步骤S122 ;在步骤S122中，将所存储的训练样本与测试样本用图片相似度的算法进行比较，判断所提取的测试样本是用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器，若是用户工作状态分类器，则进至步骤S123，否则，进至步骤S124 ;在步骤S123中，生成用户忙信号，接着，进行步骤S125 ;在步骤S124中，生成用户空闲信号，接着，进行步骤S125;在步骤S125中，将用户忙信号或用户空闲信号予以输出。此处需予以说明的是，由于图片相似度的算法为本领域技术人员通知的技术， 故，于此不做详细介绍。接着，进行步骤S13。在步骤S13中，接收所述控制信号，如果为用户忙信号，则保持显示器正常工作状态或使显示器进入唤醒状态，如果为用户空闲信号，则对显示器进行节能控制，例如降低显示器亮度或是使显示器进入睡眠状态。具体而言，是接收所述控制信号并配合显示器当前工作状态，而决定显示器下一步的工作状态保持显示器的正常工作、睡眠状态、降低其亮度或是唤醒状态。显示器的各种工作状态及其转化过程如下a)显示器将会处于3个状态I)高性能状态，即用户设置的显示器亮度值。2)低性能状态，即系统降低显示器的亮度值。3)睡眠状态，即显示器进入睡眠节能状态。b)显示器状态转化过程可用显示器工作状态转换图来表述，详如图4所示，其中，图中的I表示控制信号为用户忙信号，O表示控制信号为用户空闲信号；U0U1表示显示器当前的状态，(即UOUl = 11,表示显示器达到最高性能;U0U1 = 00,表示显示器进入睡眠状态;U0U1 = 01,表示显示器低性能状态)，具体过程如下I)当显示器当前处于高性能状态时，如果控制信号为用户忙信号，则保持显示器的正常工作；否则，降低显示器的亮度，使显示器进入低性能状态。2)当显示器当前处于低性能状态时，如果控制信号连续η次为用户空闲信号，则使显示器进入睡眠状态；如果一旦控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使其进入高性能状态；否则，保持显示器的低性能状态。3)当显示器当前处于睡眠状态时，如果控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使之进入高性能状态；否则，保持显示器的睡眠状态。在工程实践中，可以在显示器的多个层次面上，使用多种方式实现对显示器的工作状态的有效管理可以用硬件的方式，直接控制显示器内部的部件，完成调解亮度和进入睡眠的功能；也可以使用软件的方式，在操作系统的层面上，通过使用操作系统提供的应用程序接口(API)对显示器进行控制。总之，可以根据具体应用环境的不同，选定不同的设计方法，实现对显示器的节能控制，于此不再一一详述。综上所述，本发明主要通过一例如摄像头的图像采集设备实时采集显示器前方的图像信息，并采用人脸与人眼检测技术扫描该图像信息，且配合预先生成的训练样本判断用户当前的工作状态为忙状态还是空闲状态，而相应地调整显示器的工作方式，如降低显示器的亮度或者使其进入睡眠状态，从而有效地降低了显示器的能耗。而且本发明除了用于采集图像信息的例如摄像头的图像采集设备之外，不需要任何其他的外部设备，避免了现有技术中为了达成显示器使用节能的效果，而相应增加显示器制造成本的缺陷。再者，本发明具有很好的人机交互性，并且适用于多人用户，可以根据用户当前使用显示器的情况，实时地变更显示器的工作状态，做到一旦人的眼睛离开显示器立即进入节能状态；人的眼睛注视着显示器时，能够自动唤醒显示器进入正常的工作模式。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何所属技术领域的普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰 与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如所附的权利要求书的范围所列。
权利要求
1.一种显示器节能方法，其包括 (1)预先生成训练样本，并予以存储； (2)通过一图像采集设备周期性地采集显示器前方的图像信息，并予以输出； (3)对所采集到的图像信息进行扫描，并依据所存储的训练样本作出相应的处理和判断，以产生一控制信号，并予以输出，所述控制信号为用户忙信号或用户空闲信号；以及 (4)接收所述控制信号，如果为用户忙信号，则保持显示器正常工作状态或使显示器进入唤醒状态，如果为用户空闲信号，则降低显示器的亮度或使显示器进入睡眠状态。
2.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，其特征在于，所述步骤(I)进一步包括 (1-1)通过所述图像采集设备采集图像信息，并自所述图像信息中收集人脸图像样本，且进行人脸检测，以检测到人脸所在的区域； (1-2)在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技术截取人眼所在的区域，并将截取的图像标记为训练样本并予以存储，所述训练样本分别为工作状态样本和非工作状态样本；以及 (1-3)对工作状态样本和非工作状态样本提取特征，并对工作状态样本和非工作样本的特征正反两个方面进行统计分析和机器学习，以分别生成用户工作状态分类器和用户非工作状态分类器，并予以存储。
3.根据权利要求2所述的显示器节能方法，其特征在于，所述工作状态状态样本为用户注视着显示器时的人眼图像样本，所述非工作状态样本为用户非注视着显示器时的人眼图像样本。
4.根据权利要求2所述的显示器节能方法，其特征在于，所述机器学习是采用金字塔匹配核算法识别测试样本的分类器是为用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器。
5.根据权利要求2所述的显示器节能方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括 (3-1)对所采集到的图像信息使用人脸检测技术，检测是否存在人脸，若是，则进行下一个步骤，否则，进至步骤(3-4)； (3-2)在所检测到的人脸所在的区域，使用人眼检测技截取人眼所在区域，提取图像特征，将提取到的特征生成测试样本； (3-3)将所存储的训练样本与测试样本用图片相似度的算法进行比较，判断所提取的测试样本是用户工作状态分类器还是用户非工作状态分类器，若是用户工作状态分类器，则生成用户忙信号，并进至步骤(3-5)，否则，进行下一步骤； (3-4)生成用户空闲信号；以及 (3-5)将用户忙信号或用户空闲信号予以输出。
6.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括当接收到用户空闲信号后，降低显示器亮度，并在一定时间后，如果用户仍未使用显示器，则控制显示器进入睡眠状态。
7.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，在显示器未进入睡眠状态下，所述步骤(I)是以1-10秒的周期采集图像信息。
8.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，在显示器进入睡眠状态下，所述步骤(I)是以1-30秒的周期采集图像信息。
9.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，所述步骤(I)是以循环渐进的时间不断采集图像信息。
10.根据权利要求I所述的显示器节能方法，其特征在于，所述步骤(4)进一步包括接收所述控制信号并配合显示器当前工作状态，而决定显示器下一步的工作状态 当显示器当前处于高性能状态时，如果控制信号为用户忙信号，则保持显示器的正常工作，否则，降低显示器的亮度，使显示器进入低性能状态； 当显示器当前处于低性能状态时，如果控制信号连续多次为用户空闲信号，则使显示器进入睡眠状态；如果一旦控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使其进入高性能状态；否则，保持显示器的低性能状态；以及 当显示器当前处于睡眠状态时，如果控制信号为用户忙信号，则立刻唤醒显示器，使之进入高性能状态；否则，保持显示器的睡眠状态。
全文摘要
本发明涉及一种显示器节能方法，主要是预先生成训练样本，并通过图像采集设备实时采集显示器前方的图像信息，并对此图像进行扫描，使用人脸检测，判断是否存在人脸，如果没有人脸，则产生用户空闲信号，并予以输出而对显示器进行节能控制；否则，进一步使用人眼检测技术，截取人眼所在的区域，提取特征生成测试样本，将其与训练样本进行比较，以产生用户忙信号或用户空闲信号的控制信号，并予以输出控制显示器的工作方式，由此解决了由于显示器闲置时所造成的能源的浪费，克服了现有方法的高错误率和较差的体验感的缺点。
文档编号G09G5/00GK102779499SQ201110122000
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者任领美, 施巍松, 林志樱 申请人:同济大学