CN218848735U - 图像显示设备、智能平板、笔记本电脑及显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种图像显示设备、智能平板、笔记本电脑及显示器。其中，该图像显示设备包括：显示屏，中央处理器，内存，距离检测装置和图形处理器。通过将内存设置在中央处理器与图形处理器之间，在内存与中央处理器之间设置控制信道和图像数据信道，由中央处理器将用于在显示屏中显示的视频的视频图像数据传输至内存中，并基于距离检测装置的距离状态检测结果控制内存向图形处理器传输内存数据，本实用新型解决了智能平板设备实现将警告图像覆盖在视频图像上方的动作时受到操作系统及软件兼容性限制的技术问题。

Description

图像显示设备、智能平板、笔记本电脑及显示器

技术领域

本实用新型涉及智能设备领域，具体而言，涉及一种图像显示设备、智能平板、笔记本电脑及显示器。

背景技术

随着平板电脑功能的增强以及平板电脑应用的普及，现在很多事务都需要利用电脑进行处理，例如网课、娱乐、处理部分轻量级办公任务等。而平板电脑在过近距离使用时，可能会对使用者的视力水平造成不可逆的损伤，尤其是当下疫情的环境，很多青少年有不可抗的网课需求，重度使用下，造成的视力水平损害不容小视。为了保护平板电脑使用者的视力，健康安全使用平板电脑工作、学习和娱乐，现有技术中提出了一种基于计算机视觉和传统数学算法的平板电脑安全使用距离检测系统，包括平板电脑显示器、图像采集器、存储器、处理器，用于对图像采集器采集的图像信息进行识别，并与存储器中的预设特征信息相比对，以判断是否存使用者使用平板电脑距离低于预设安全使用距离的情况发生。本实用新型在判断出存在上述行为时，采取显示器显示警示画面这一措施来防止上述行为的发生。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种图像显示设备、智能平板、笔记本电脑及显示器，以至少解决智能平板设备实现将警告图像覆盖在视频图像上方的动作时受到操作系统及软件兼容性限制的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种图像显示设备，包括：显示屏，所述显示屏设置在所述图像显示设备的表面；中央处理器，所述中央处理器设置在所述图像显示设备内部，通过图像数据信道与内存连接，所述中央处理器还通过控制信道与所述内存连接，所述图像数据信道为传输视频的图像数据的信道，所述控制信道为传输所述中央处理器对所述内存的控制指令的信道；所述内存，所述内存设置在所述图像显示设备内部，分别与所述中央处理器和图形处理器连接；距离检测装置，所述距离检测装置设置于所述显示屏所在的表面，所述距离检测装置与所述中央处理器连接，用于检测观看所述图像显示设备的目标对象的面部与所述显示屏之间的距离状态并将所述距离状态传输至所述中央处理器；所述图形处理器，所述图形处理器设置在所述图像显示设备内部，所述图形处理器与所述内存连接以从所述内存中获取内存数据，所述图形处理器还与所述显示屏连接以将处理所述内存数据得到的模拟信号输出至所述显示屏进行显示。

可选地，所述距离检测装置，包括：目标相机，其中，所述目标相机的镜头光轴方向与所述显示屏所在平面垂直。

可选地，所述目标相机，包括：双目相机，其中，所述双目相机中的两个镜头经过联合标定使得各自拍摄的图像在同一平面且平行。

可选地，所述目标相机，包括：单目相机。

可选地，所述距离检测装置还包括：嵌入式神经网络处理器，其中，所述嵌入式神经网络处理器与所述目标相机连接，还与所述中央处理器连接。

可选地，所述距离检测装置包括：红外测距传感器。

可选地，所述图像显示设备还包括：直接存储访问控制器，其中，所述直接存储访问控制器通过所述控制信道与所述中央处理器连接，所述直接存储访问控制器还分别与所述内存和所述图形处理器连接以将所述内存数据传输至所述图形处理器。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种智能平板，所述智能平板包括上述任意一项所述的图像显示设备。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种笔记本电脑，所述笔记本电脑包括上述任意一项所述的图像显示设备。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种显示器，所述显示器包括上述任意一项所述的图像显示设备。

在本实用新型实施例中，通过将内存设置在中央处理器与图形处理器之间在内存中预存警告图像，由与内存连接的中央处理器将用于在显示屏中显示的视频的视频图像传输至内存中，并基于距离检测装置的距离状态检测结果控制内存向图形处理器传输内存数据，达到了在显示屏中快捷切换显示内容的目的，从而实现了提高在显示屏中显示警告图像的灵活性和便捷性的技术效果，进而解决了智能平板设备实现将警告图像覆盖在视频图像上方的动作时受到操作系统及软件兼容性限制的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例提供的图像显示设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的智能平板的结构框图；

图3是根据本实用新型实施例提供的笔记本电脑的结构框图；

图4是根据本实用新型实施例提供的显示器的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、图像显示设备；11、显示屏；12、中央处理器；13、内存；14、距离检测装置；15、图形处理器；20、智能平板；30、笔记本电脑；40、显示器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

用户使用图像显示设备，例如使用平板电脑、笔记本电脑时，可能会离设备显示屏较近，当使用者使用平板电脑距离低于安全使用距离，威胁到其视力水平时，可以将图像显示设备正在显示的正常画面隐藏，同时在显示屏中显示警示画面用于提示用户眼睛距离显示屏过近，建议保持安全使用距离。

相关技术中为了完成正常画面隐藏和显示警示画面可以采用如下方法，即由平板电脑的后台运行应用程序，从应用层层面使能将警示画面覆盖正常画面，将警示画面强制置于最顶层图层显示。此方法从系统应用层层面使能，将警示画面覆盖显示到正常应用程序界面之上完成警示画面显示，然而，使用这种方法显示警告画面会受到平板电脑操作系统权限限制以及软件兼容性问题，导致警示画面显示不及时或显示不全的情况发生。

为了解决现有技术中的智能平板设备实现将警告图像覆盖在视频图像上方的动作时受到操作系统及软件兼容性限制的技术问题，本实用新型提供了一种图像显示设备。

图1是根据本实用新型实施例提供的图像显示设备的结构示意图，如图1所示，图像显示设备10包括如下部分：

显示屏11，显示屏设置在图像显示设备的表面。

中央处理器12，中央处理器设置在图像显示设备内部，通过图像数据信道与内存连接，所述中央处理器还通过控制信道与所述内存连接，所述图像数据信道为传输视频的图像数据的信道，所述控制信道为传输所述中央处理器对所述内存的控制指令的信道。

其中，中央处理器通过与内存连接将用于在显示屏中显示的视频的视频图像数据通过图像数据信道传输至内存中，中央处理器还通过控制信道与内存连接，控制信道用于传输中央处理器指示内存向图形处理器传输内存数据的控制指令。

内存13，内存设置在图像显示设备内部，分别与所述中央处理器和所述图形处理器连接。可选地，内存13中可以设置为两个内存分区，第一分区存储图像数据信道传输的视频图像数据，第二分区存储一张警告图像。

距离检测装置14，距离检测装置设置于显示屏所在的表面，距离检测装置与中央处理器连接，用于检测观看图像显示设备的目标对象的面部与显示屏之间的距离状态并将距离状态传输至中央处理器。

图形处理器15，图形处理器设置在图像显示设备内部，图形处理器与内存连接以从内存中获取内存数据，图形处理器还与显示屏连接以将处理内存数据得到的模拟信号输出至显示屏进行显示。

本实施例中，通过将内存设置在中央处理器与图形处理器之间在内存中预存警告图像，由与内存连接的中央处理器将用于在显示屏中显示的视频的视频图像传输至内存中，并基于距离检测装置的距离状态检测结果控制内存向图形处理器传输内存数据，本实用新型解决了智能平板设备实现将警告图像覆盖在视频图像上方的动作时受到操作系统及软件兼容性限制的技术问题。

需要说明的是，内存中除了存储有视频的视频图像帧，还可以存储有至少一幅警告图像，警告图像用于在用户距离显示屏过近时在显示屏中展示，以提示用户抬头或者将显示屏放置在距离用户面部较远的位置，进而保护用户的视力。在内存中可以同时存储视频的视频图像帧以及警告图像，二者互不影响，在同一时间可以根据观看距离状态控制内存将二者之一传输至显示屏进行显示，此时未传输至显示屏的另一幅图像帧可以不进行用于传输的任何处理。

基于上述结构，在内存向显示屏传输视频图像帧时，用户从显示屏中观看到的是视频的正常图像；当用户的面部距离显示屏过近时，内存向显示屏传输警告图像，用户从显示屏中无法再观看到视频，而只能看到提醒其保持合理观看距离的警告图像，此时可以让用户产生“警告图像是覆盖在视频上”的感受。上述过程在技术层面上并不需要在系统应用层面上进行图层覆盖，因而可以减轻CPU中应用层的处理压力，避免出现操作系统权限限制以及软件兼容性问题，达到了根据用户面部与显示屏的距离在显示屏中为用户提供相应图像的目的。

作为一种可选的实施例，距离检测装置可以包括目标相机，其中，目标相机的镜头光轴方向与显示屏所在平面垂直。

作为一种可选的实施例，目标相机可以包括双目相机，其中，双目相机中的两个镜头经过联合标定使得各自拍摄的图像在同一平面且平行。

需要说明的是，双目相机可以位于智能平板上且与显示屏同侧。使用双目相机可以用于测距以获得使用设备的用户的面部与显示屏之间的距离。进行测距之前，需要进行双目相机进行联合标定处理，分别得到两台相机的内外参数矩阵、单应矩阵。

作为一种可选的实施例，目标相机可以包括单目相机。

作为一种可选的实施例，距离检测装置还可以包括嵌入式神经网络处理器，其中，嵌入式神经网络处理器与目标相机连接，还与中央处理器连接。其中，嵌入式神经网络处理器(简称NPU)为擅长进行深度神经网络等深度学习模型运算的芯片，通过在距离检测装置中设置该NPU芯片，可以提高面部与显示屏之间距离的识别速度，解放 CPU的性能，NPU可以仅将距离识别结果给到CPU即可。

作为一种可选的实施例，距离检测装置可以包括红外测距传感器。红外距离传感器利用红外线作为介质测量物体距离，测量范围广，响应时间短，主要应用于现代科技，国防和工农业领域。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。可选的，当场景光照不足时，使用相机无法采集到的清晰的图片，此时可以采用红外测距传感器来确定距离状态，以提高智能平板的整个功能的鲁棒性。

作为一种可选的实施例，图像显示设备还可以包括直接存储访问控制器(简称DMA控制器)，其中，直接存储访问控制器通过控制信道与中央处理器连接，直接存储访问控制器还分别与内存和图形处理器连接以将内存数据传输至图形处理器。

DMA控制器可以基于CPU的控制指令控制内存中数据地高速读取和写入，具体的，CPU基于距离状态生成控制指令，当距离状态为目标对象的面部与显示屏之间的距离不小于距离阈值的情况下，CPU通过控制指令控制DMA控制器将视频图像从内存中取出并传输至显示屏；当距离状态为目标对象的面部与显示屏之间的距离小于距离阈值的情况下，CPU通过控制指令控制DMA控制器将警告图像从内存中取出并传输至显示屏。基于直接存储访问的方式进行内存中的数据调用可以保证视频信号传输到显示屏上的时延很短(一般在几个毫秒)，用户几乎感觉不到延时，所以不影响用户体验，而将内存中的警告图像传输到显示屏进行显示也只需要几个毫秒，因此可以实现对显示屏中显示画面切换的高速响应。

图2是根据本实用新型实施例提供的智能平板的结构框图，如图2所示，智能平板20可以包括上述任意实施例中述及的图像显示设备10。

图3是根据本实用新型实施例提供的笔记本电脑的结构框图，如图3所示，笔记本电脑30可以包括上述任意实施例中述及的图像显示设备10。

图4是根据本实用新型实施例提供的显示器的结构框图，如图4所示，显示器40 可以包括上述任意实施例中述及的图像显示设备10。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像显示设备，其特征在于，包括：

显示屏，所述显示屏设置在所述图像显示设备的表面；

中央处理器，所述中央处理器设置在所述图像显示设备内部，通过图像数据信道与内存连接，所述中央处理器还通过控制信道与所述内存连接，所述图像数据信道为传输视频的图像数据的信道，所述控制信道为传输所述中央处理器对所述内存的控制指令的信道；

所述内存，所述内存设置在所述图像显示设备内部，分别与所述中央处理器和图形处理器连接；

距离检测装置，所述距离检测装置设置于所述显示屏所在的表面，所述距离检测装置与所述中央处理器连接，用于检测观看所述图像显示设备的目标对象的面部与所述显示屏之间的距离状态并将所述距离状态传输至所述中央处理器；

所述图形处理器，所述图形处理器设置在所述图像显示设备内部，所述图形处理器与所述内存连接以从所述内存中获取内存数据，所述图形处理器还与所述显示屏连接以将处理所述内存数据得到的模拟信号输出至所述显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，所述距离检测装置，包括：

目标相机，其中，所述目标相机的镜头光轴方向与所述显示屏所在平面垂直。

3.根据权利要求2所述的图像显示设备，其特征在于，所述目标相机，包括：双目相机，其中，所述双目相机中的两个镜头经过联合标定使得各自拍摄的图像在同一平面且平行。

4.根据权利要求2所述的图像显示设备，其特征在于，所述目标相机，包括：单目相机。

5.根据权利要求2所述的图像显示设备，其特征在于，所述距离检测装置还包括：嵌入式神经网络处理器，其中，所述嵌入式神经网络处理器与所述目标相机连接，还与所述中央处理器连接。

6.根据权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，所述距离检测装置包括：红外测距传感器。

7.根据权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，所述图像显示设备还包括：直接存储访问控制器，其中，所述直接存储访问控制器通过所述控制信道与所述中央处理器连接，所述直接存储访问控制器还分别与所述内存和所述图形处理器连接以将所述内存数据传输至所述图形处理器。

8.一种智能平板，其特征在于，所述智能平板包括权利要求1至7中任意一项所述的图像显示设备。

9.一种笔记本电脑，其特征在于，所述笔记本电脑包括权利要求1至7中任意一项所述的图像显示设备。

10.一种显示器，其特征在于，所述显示器包括权利要求1至7中任意一项所述的图像显示设备。

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