灯具及侦测使用者的坐姿状态的方法与流程

本发明涉及智能灯具领域，尤其是涉及一种灯具及侦测使用者的坐姿状态的方法。

背景技术：

一般智能型灯具判断人体的坐姿状态为使用红外线侦测焦距方式，但红外线侦测焦距方式存在易产生误差及侦测敏感度较不佳的问题，对于侦测人体坐姿并进行纠正的效果差强人意。在此情况下，有必要提出改进的侦测使用者的坐姿状态的灯具，来解决上述问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种灯具及侦测使用者的坐姿状态的方法，能够判断使用者是否处于不良的坐姿状态，以便于提醒使用者纠正坐姿。

为了达到上述目的，本发明提出一种灯具，用于侦测使用者的坐姿状态，灯具包括：灯架；影像撷取单元，设置于该灯架上，该影像撷取单元朝向桌面的方向撷取目标影像；以及处理单元，耦接于该影像撷取单元，其中当该目标影像中存在该使用者的头部特征时，该处理单元依据该头部特征及该目标影像决定参考信息，并判断该参考信息是否满足不良坐姿条件。

作为可选的方案，该影像撷取单元的取像范围涵盖该桌面的前缘，该前缘为该桌面邻近该使用者的边缘，该目标影像的影像边缘为该前缘。

作为可选的方案，该灯具还包括：提醒单元，设置于该灯架上；其中，若该参考信息满足该不良坐姿条件，则该提醒单元发出提醒信息。

作为可选的方案，该灯具还包括：距离侦测单元，耦接于该影像撷取单元与该处理单元，其中该距离侦测单元侦测该头部特征与位于该桌面的目标物在垂直方向上的距离，该处理单元依据该距离作为该参考信息。

作为可选的方案，该不良坐姿条件为该距离小于第一门坎值。

作为可选的方案，该处理单元计算该头部特征的面积与该目标影像的总面积的比值，并依据该比值作为该参考信息；或者，该目标影像包括桌面影像，其中该处理单元依据该头部特征的面积与该桌面影像的面积的比值决定该参考信息。

作为可选的方案，该灯具还包括指示单元，该指示单元耦接于该处理单元，该指示单元显示指示信息，以指示该灯具及该影像撷取单元相对于该桌面的摆设位置。

作为可选的方案，该灯具还包括传输单元，该传输单元耦接于该处理单元，其中该目标影像经由该传输单元传输至外部电子装置。

作为可选的方案，该灯架还包括灯头，该灯头上设置光源与该影像撷取单元，该光源用以于该桌面上提供照明区域，其中该目标影像包含于该照明区域内的影像。

本发明还提供一种侦测使用者的坐姿状态的方法，适用于灯具，该灯具包括灯架、影像撷取单元以及处理单元，该方法包括：该影像撷取单元朝向桌面撷取目标影像；当该目标影像中存在该使用者的头部特征时，该处理单元依据该头部特征及该目标影像决定参考信息；以及该处理单元判断该参考信息是否满足不良坐姿条件。

作为可选的方案，该影像撷取单元的取像范围至少涵盖该桌面的前缘，该前缘为该桌面邻近该使用者的边缘，该目标影像的影像边缘为该前缘。

作为可选的方案，该方法还包括：若该参考信息满足该不良坐姿条件，则该灯具的提醒单元发出提醒信息。

作为可选的方案，该方法还包括：侦测该头部特征与位于该桌面的目标物在垂直方向上的距离；以及依据该距离作为该参考信息。

作为可选的方案，该不良坐姿条件为该距离小于第一门坎值。

作为可选的方案，该参考信息为该头部特征的面积与该目标影像的总面积的比值。

作为可选的方案，该不良坐姿条件为该比值大于第二门坎值。

作为可选的方案，在朝向该桌面撷取该目标影像的步骤之前，该方法还包括：该灯具的指示单元显示指示信息，以指示该灯具及该影像撷取单元相对于该桌面的摆设位置。

作为可选的方案，该方法还包括：将该目标影像传输至外部电子装置。

作为可选的方案，该灯架还包括灯头，该灯头上设置光源与该影像撷取单元，该方法还包括：该光源用以于该桌面上提供照明区域，其中该目标影像包含于该照明区域内的影像。

与现有技术相比，本发明的灯具及侦测使用者的坐姿状态的方法藉由影像撷取单元撷取桌面的目标影像，处理单元依据目标影像及目标影像中的头部特征决定参考信息并判断参考信息是否满足不良坐姿条件。藉此，当使用者于桌面进行阅读时，此灯具可判定使用者是否处于不良的坐姿状态，以便于提醒使用者纠正坐姿。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a为本发明的灯具一实施例的结构示意图；

图1b为图1a中的影像撷取单元撷取的目标影像与头部特征的第一示意图；

图2为本发明的侦测使用者的坐姿状态的方法的流程图；

图3a为本发明的影像撷取单元撷取的目标影像与头部特征的第二示意图；

图3b为本发明的影像撷取单元撷取的目标影像与头部特征的第三示意图；

图3c为本发明的影像撷取单元撷取的目标影像与头部特征的第四示意图；

图4为本发明的灯具的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示。并且，除非有其他表示，在不同图式中相同的组件符号可视为相对应的组件。这些图式的绘示是为了清楚表达这些实施方式中各组件之间的连接关系，并非绘示各组件的实际尺寸。

图1a为本发明的灯具1一实施例的结构示意图；图1b为图1a中的影像撷取单元12撷取的目标影像i与头部特征f的第一示意图。如图1a所示，使用者u在观看桌面s上的目标物t，而灯具1放置于桌面s上以提供照明，并同时侦测使用者u观看目标物t时的坐姿状态。目标物t可以是桌面s，也可以是摆放于桌面s上的任一物体，如书本、文件、笔记本电脑、平板计算机或手机等使用者u所观看的任一物体。

本发明实施例的灯具1主要包括灯架11、影像撷取单元12以及处理单元13。如图1a和图1b所示，影像撷取单元12可以是相机，影像撷取单元12设置于灯架11上且朝向桌面s的方向撷取目标影像i(标示于图1b)。具体而言，影像撷取单元12撷取桌面s上的画面内容作为目标影像i的画面。在一实施例中，影像撷取单元12撷取目标影像i的取像范围可至少涵盖桌面s的前缘b，前缘b为桌面s邻近使用者u的边缘，亦即当取像范围超出桌面s的前缘b，目标影像i的影像边缘j(标示于图3a)可为桌面s前缘b。在一实施例中，灯架11还可包括灯头111，灯头111上设置光源ls，光源ls用以于该桌面上提供照明区域；影像撷取单元12可设置于灯头111上，可随同灯头111转动而改变撷取的目标影像i的位置，由于灯头111的照明区域通常会位于桌面s上，影像撷取单元12所撷取的目标影像i包含于照明区域内的影像，亦即目标影像i至少会包括桌面s的影像，此影像除桌面外还会包括文具、书本等。

处理单元13耦接于影像撷取单元12，二者例如是通过配线而电性连接。当目标影像i中存在使用者u的头部特征f时，处理单元13即依据头部特征f及目标影像i决定参考信息，并判断参考信息是否满足不良坐姿条件。举例而言，头部特征f可以是和使用者u的头部相关的信息，例如头部面积、头围长度、头部前缘、头的形体或前述的任何组合，但不以此为限。若目标影像i的画面中并未出现使用者u的头部特征f，则表示使用者u当前为良好坐姿状态，故不必对使用者u的坐姿进行纠正；反之，如图1b所示，一旦在目标影像i的画面中出现使用者u的头部特征f时，表示使用者u的坐姿有较为前倾、或低头的情况，而可能即将处于一种不良坐姿状态；在此情况下，处理单元13需进一步依据头部特征f及目标影像i决定参考信息，并判断此参考信息是否满足所设定的不良坐姿条件，以确定使用者u是否处于不良坐姿状态。

如图1a及图1b所示，在一实施例中，灯具1可选择地包括提醒单元14。提醒单元14可设置于灯架11上。若处理单元13决定的参考信息满足不良坐姿条件，则令提醒单元14发出提醒信息。提醒单元14可以是微型显示屏、蜂鸣器或警示灯等信号装置，提醒信息则对应为文字、声音或灯号等信息。使用者u通过提醒单元14发出的提醒信息，可得知自身处于不良的坐姿状态，进而调整成正确的坐姿，藉此达到提醒提使用者u纠正坐姿的效果。

在一实施例中，灯具1还可包括指示单元15。指示单元15耦接于处理单元13。指示单元15用以显示指示信息，指示信息例如是可变换颜色的灯号，以指示灯具1及影像撷取单元12目前相对于桌面s的摆设位置是否合适。举例来说，若灯具1在摆设位置上能够让影像撷取单元12所撷取目标影像i的取像范围至少涵盖桌面s的前缘b，表示此为合适的摆设位置，指示单元15可通过改变灯号的颜色的方式，例如是由红灯转为绿灯，以指示目前正处于合适的摆设位置。

在一实施例中，灯具1还可包括传输单元16，传输单元16耦接于处理单元13。传输单元16例如是有线或无线的传输接口。目标影像i经由传输单元16传输至外部电子装置e。外部电子装置e可以是外接的计算机主机。目标影像i还可在传输至外部电子装置e后，通过外部电子装置e传输到云端数据库，目标影像i可在云端数据库处理、判别与回馈给灯具1做进一步的应用。

图2为本发明的侦测使用者u的坐姿状态的方法2的流程图。如图1a、图1b和图2所示，方法2包括以下步骤s1～s3。步骤s1：影像撷取单元12朝向桌面s撷取目标影像i。步骤s2：当目标影像i中存在头部特征f时，处理单元13依据头部特征f及目标影像i决定参考信息。步骤s3：处理单元13判断参考信息是否满足不良坐姿条件。以下将配合图2的方法2，以不同实施例描述步骤s2和步骤s3的实施方式。

图3a为本发明的影像撷取单元12撷取的目标影像i与头部特征f的第二示意图，图3b为本发明的影像撷取单元12撷取的目标影像i与头部特征f的第三示意图，图3c为本发明的影像撷取单元12撷取的目标影像i与头部特征f的第四示意图，图4为本发明的灯具1的另一实施例的结构示意图。

如图1a和图3a所示，在一实施例中，头部特征f可为头部面积a1。处理单元13计算头部特征f的面积a1与目标影像i的总面积a2的比值，并依据比值作为参考信息。由于随使用者u低头的幅度增加，出现在目标影像i的画面的头部特征的面积a1会增加，而目标影像i的总面积a2根据影像撷取单元12的取像范围而定，故在此实施例中，不良坐姿条件可设定为头部特征f的面积a1与目标影像i的总面积a2的比值大于第二门坎值，来判定使用者u是否过度低头；上述目标影像i另可为桌面的影像，可由头部特征f的面积a1在桌面上占据面积的比值进一步判定是否过度低头。此外，第二门坎值可根据影像撷取单元12的取像范围而订定。当处理单元13计算并得出此比值大于第二门坎值时，判断参考信息满足不良坐姿条件，表示使用者u过度低头而处于不良的坐姿状态，则令提醒单元14发出提醒信息。

如图1a和图3b所示，在一实施例中，头部特征f可为头围长度l。处理单元13计算出现在目标影像i中的头部特征f的头围长度l，并依据此头围长度l作为参考信息。由于随使用者u低头的幅度增加，头部特征f的头围长度l亦会增加，则不良坐姿条件可设定为头部特征f的头围长度l大于第三门坎值，来判定使用者u是否过度低头。当处理单元13计算并得出头围长度l大于第三门坎值时，判断参考信息满足不良坐姿条件，表示使用者u过度低头而处于不良的坐姿状态，则令提醒单元14发出提醒信息。

如图1a和图3c所示，在一实施例中，头部特征f可为头部前缘。处理单元13根据出现在目标影像i中的头部特征f的前缘位置p与目标影像i的中心位置c，计算前缘位置p与中心位置c之间的距离d1，并依据距离d1作为参考信息。由于随使用者u低头的幅度增加，头部特征f的前缘位置p会逐渐朝向目标影像i的中心位置c移动，随着此动作路径，中心位置p与中心位置c会逐渐接近，两者之间的距离d1会渐缩。由此，不良坐姿条件设定为前缘位置p与中心位置c之间的距离d1小于第四门坎值，来判定使用者u是否过度低头。当处理单元13侦测并计算出距离d1小于第四门坎值时，判断参考信息满足不良坐姿条件，表示使用者u过度低头而处于不良的坐姿状态，则令提醒单元14发出提醒信息。

如图4所示，灯具1可更包括距离侦测单元17，可设置于灯架11上(例如在灯头111上)。距离侦测单元17可以是红外线传感器，可侦测目标物体的对焦距离。距离侦测单元17可透过侦测头部特征f的对焦距离及桌面s的目标物t的对焦距离，进而获得头部特征f与位于桌面s的目标物t在垂直方向(如图所示的y方向)上的距离d2。处理单元13依据距离d2作为参考信息，来判断此参考信息是否满足不良坐姿条件。在此实施例中，不良坐姿条件设定为距离d2小于第一门坎值，此第一门坎值可依据一般良好的阅读距离设定(例如为35cm)。当处理单元13判断距离d2小于35cm时，判断参考信息满足不良坐姿条件，表示使用者u过度低头而处于不良的坐姿状态，则令提醒单元14发出提醒信息。

并且，亦可组合各图3a～3c、图4所示的实施例中的判断参考信息是否满足不良坐姿条件的方式，以结合多种以上的判定方式来侦测使用者u的坐姿状态。

此外，在一实施例中，在影像撷取单元12朝向桌面s撷取目标影像i之前，即在方法2的步骤s1之前，方法2还可包括以下步骤：灯具1的指示单元15显示指示信息，以指示灯具1及影像撷取单元12相对于桌面s的摆设位置。关于指示单元15与指示信息的详细内容已于前文中所描述，在此不再赘述。

此外，在一实施例中，方法2可更包括以下步骤：将目标影像i传输至外部电子装置e，例如是经由传输单元16传输至外部电子装置e。关于传输单元16的详细内容已于前文中所描述，在此不再赘述。

综上，通过上述些实施例所提供的灯具及侦测使用者的坐姿状态的方法，藉由图像处理单元撷取桌面的目标影像，处理单元依据目标影像及目标影像中的头部特征决定参考信息并判断参考信息是否满足不良坐姿条件。藉此，当使用者于桌面进行阅读时，此灯具可判定使用者是否处于不良的坐姿状态，以便于提醒使用者纠正坐姿。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。