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智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)及其控制方法

文檔序號(hào):2625445閱讀:273來源:國知局
專利名稱:智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種電子教育設(shè)備,特別是涉及一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)及其控制方 法。
背景技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展,信息技術(shù)和多媒體技術(shù)已經(jīng)越來越多地影響到各 個(gè)領(lǐng)域,特別是在教育行業(yè)也更多地運(yùn)用到信息技術(shù)。家庭主婦在家學(xué)習(xí)烹飪一般是通過 電視收看烹飪節(jié)目或者在電腦上下載各種烹飪教學(xué)視頻,可是這兩種方法都很難做到學(xué)習(xí) 者與視頻教學(xué)者同步。一是因?yàn)閺N房環(huán)境不適合擺放電視或電腦,二是學(xué)習(xí)者手上通常忙 于準(zhǔn)備烹飪材料或者進(jìn)行燒菜動(dòng)作,手部無暇觸碰電視或者電腦進(jìn)行視頻暫停、回放等操 作,無法做到隨意進(jìn)行播放。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)及其控制方法,使用者可通過該教 學(xué)機(jī)實(shí)時(shí)點(diǎn)播教學(xué)視頻,而且還可以通過聲音、手勢(shì)對(duì)菜單界面進(jìn)行控制,此外該教學(xué)機(jī)還 運(yùn)用了無線充電技術(shù),免去了在廚房布線的困擾。
本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案主要是
智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),包括殼體,在殼體面板上設(shè)置有顯示屏、開關(guān)按鈕以及用于 播放聲音的聲音外放設(shè)備口,在殼體內(nèi)設(shè)置有大容量鋰電池以及與其連接的電子電路板;
所述電子電路板包括主控制器以及與其連接的語音處理模塊、視覺圖像處理模 塊、存儲(chǔ)器、執(zhí)行單元;
在殼體面板上還設(shè)置有聲音信號(hào)接收器、紅外探測(cè)器、圖像傳感器,其中所述聲音 信號(hào)接收器的輸出端與語音處理模塊的輸入端連接,所述圖像傳感器的輸出端與視覺圖像 處理模塊的輸入端連接,所述紅外探測(cè)器的輸出端與主控制器的輸入端連接。
進(jìn)一步,所述存儲(chǔ)器包括用于存儲(chǔ)教學(xué)視頻的視頻庫、用于存儲(chǔ)語音特征參數(shù)的 語音模版庫、用于存儲(chǔ)手勢(shì)控制序列模版的預(yù)定義手勢(shì)序列庫,所述視頻庫、語音模版庫、 預(yù)定義手勢(shì)序列庫與主控制器連接。
進(jìn)一步,所述圖像傳感器為高清攝像頭,該高清攝像頭向主控制器傳送視頻圖像。
進(jìn)一步,由于本發(fā)明應(yīng)用在的廚房場(chǎng)合經(jīng)常會(huì)有水和油煙,水汽浸入充電器容易 發(fā)生漏電事故,因此本發(fā)明采用無線充電的辦法,免除客戶四處尋找插座和電線的痛苦,在 所述殼體一側(cè)設(shè)有磁共振無線充電裝置,所述磁共振無線充電裝置與殼體內(nèi)的大容量鋰電 池連接,所述磁共振無線充電裝置接收來自遠(yuǎn)處磁共振無線供電裝置所傳送的電能,為大 容量鋰電池供電。
本發(fā)明還提供了一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,所述方法包括以下步驟
啟動(dòng)開關(guān)按鈕,教學(xué)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài),顯示屏顯示菜單界面;
用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面進(jìn)行控制;
用戶通過選擇菜單進(jìn)入視頻庫點(diǎn)播教學(xué)視頻,教學(xué)機(jī)進(jìn)入播放模式。在播放模式 下,用戶可通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式控制視頻的播放,包括控制視頻“開始”、 “暫?!?、“后退”、“前進(jìn)”、“下一個(gè)”、“退出”、“返回”等操作。
進(jìn)一步,所述用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面 進(jìn)行控制這一步驟中,所述的語音控制模式,其具體為
聲音信號(hào)接收器捕捉有效距離內(nèi)的語音信息,并將捕捉到的語音信息發(fā)送至語音 處理模塊;
語音處理模塊將語音信息轉(zhuǎn)換成含語音特征矢量的語音數(shù)據(jù)后發(fā)送至主控制 器;
主控制器對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,并且根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出決策;
主控制器根據(jù)決策向執(zhí)行單元發(fā)出指令后,執(zhí)行單元根據(jù)接收到的指令執(zhí)行相關(guān) 操作。
進(jìn)一步,所述主控制器對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,其具體為
主控制器將語音數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在語音模版庫中的語音特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì),判斷該語 音是否命令信號(hào),得出語音識(shí)別結(jié)果。
進(jìn)一步,所述用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面 進(jìn)行控制這一步驟中,所述的手勢(shì)控制模式,其具體為
圖像傳感器輸入視頻圖像至視覺圖像處理器;
視覺圖像處理器對(duì)視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理,并將預(yù)處理后的視頻圖像傳送至主控制 器;
紅外探測(cè)器檢測(cè)用戶手部的運(yùn)動(dòng)軌跡,并將運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至主控制器,主控制器 分析手部的運(yùn)動(dòng)信息確定手勢(shì)輪廓的可提取區(qū)域,并從視頻圖像中分離出手部圖像;
主控制器從手部圖像中檢測(cè)手部的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以及膚色區(qū)域,將獲取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以 及膚色區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算,分割出手勢(shì)區(qū)域;
主控制器利用邊緣檢測(cè)方法提取手勢(shì)區(qū)域的輪廓,并從輪廓中提取關(guān)鍵點(diǎn);
主控制器根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)建立手勢(shì)控制序列,進(jìn)而與存儲(chǔ)在預(yù)先定義手勢(shì)序列庫的手 勢(shì)控制序列模版進(jìn)行比對(duì),并通過模糊邏輯規(guī)則獲得手勢(shì)識(shí)別結(jié)果;
主控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出決策,并向執(zhí)行單元發(fā)出指令;
執(zhí)行單元根據(jù)接收到的指令執(zhí)行相關(guān)操作。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),用戶可通過實(shí)時(shí) 點(diǎn)播方式選擇教學(xué)視頻,并通過簡(jiǎn)單的語音命令或者手勢(shì)即可完成選擇菜單和控制操作, 實(shí)現(xiàn)無接觸式操控,解放了用戶的雙手,讓用戶切實(shí)地享受烹飪的樂趣。同時(shí)該教學(xué)機(jī)采用 了新型的無線充電方式,免除了廚房布線的麻煩。本發(fā)明適應(yīng)了當(dāng)今產(chǎn)品智能化、人性化、 個(gè)性化的發(fā)展方向,迎合了市場(chǎng)的需求,適合推廣使用。


圖1是本發(fā)明的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的外部結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖3是本發(fā)明的基于智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法流程示意圖4是本發(fā)明的語音控制模式的流程示意圖5是本發(fā)明的手勢(shì)控制模式的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,以下結(jié)合實(shí)施方式以及附圖作進(jìn)一步的說明。
請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2,本發(fā)明的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),包括殼體1,在殼體I面板上設(shè) 置有顯示屏2、開關(guān)按鈕3以及用于播放聲音的聲音外放設(shè)備口 4,在殼體I內(nèi)設(shè)置有大容 量鋰電池5以及與其連接的電子電路板6 ;
所述電子電路板6包括主控制器10以及與其連接的語音處理模塊11、視覺圖像處 理模塊12、存儲(chǔ)器13、執(zhí)行單元14 ;
在殼體I面板上還設(shè)置有聲音信號(hào)接收器7、紅外探測(cè)器8、圖像傳感器9,其中所 述聲音信號(hào)接收器7的輸出端與語音處理模塊11的輸入端連接,所述圖像傳感器9的輸出 端與視覺圖像處理模塊12的輸入端連接,所述紅外探測(cè)器8的輸出端與主控制器10的輸 入端連接。
具體的,所述存儲(chǔ)器13包括用于存儲(chǔ)教學(xué)視頻的視頻庫131、用于存儲(chǔ)語音特征 參數(shù)的語音模版庫132、用于存儲(chǔ)手勢(shì)控制序列模版的預(yù)定義手勢(shì)序列庫133,所述視頻庫 131、語音模版庫132、預(yù)定義手勢(shì)序列庫133與主控制器10連接。
具體的,所述圖像傳感器9為高清攝像頭,該高清攝像頭向主控制器10傳送視頻 圖像。
由于本發(fā)明應(yīng)用在的廚房場(chǎng)合經(jīng)常會(huì)有水和油煙,水汽浸入充電器容易發(fā)生漏電 事故,因此本發(fā)明采用無線充電的辦法,免除客戶四處尋找插座和電線的痛苦。具體的,在 所述殼體I 一側(cè)設(shè)有磁共振無線充電裝置15,所述磁共振無線充電裝置15與殼體I內(nèi)的大 容量鋰電池5連接,所述磁共振無線充電裝置15接收來自遠(yuǎn)處磁共振無線供電裝置所傳送 的電能,為大容量鋰電池5供電。
請(qǐng)參照?qǐng)D3,本發(fā)明還提供了一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,所述方法包括 以下步驟
S01,啟動(dòng)開關(guān)按鈕,教學(xué)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài),顯示屏2顯示菜單界面;
S02,用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏2顯示的菜單界面進(jìn)行 控制;
S03,用戶通過選擇菜單進(jìn)入視頻庫131點(diǎn)播教學(xué)視頻,教學(xué)機(jī)進(jìn)入播放模式。在 播放模式下,用戶可通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式控制視頻的播放,包括控制視頻 “開始”、“暫停”、“后退”、“前進(jìn)”、“下一個(gè)”、“退出”、“返回”等操作。
進(jìn)一步,請(qǐng)參照?qǐng)D4,所述用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏2顯 示的菜單界面進(jìn)行控制這一步驟中,所述的語音控制模式,其具體為
Sll,聲音信號(hào)接收器7捕捉有效距離內(nèi)的語音信息,并將捕捉到的語音信息發(fā)送 至語音處理模塊11。
S12,語音處理模塊11將語音信息轉(zhuǎn)換成含語音特征矢量的語音數(shù)據(jù)后發(fā)送至主 控制器10,具體的,語音處理模塊11主要任務(wù)是將捕捉到的語音信息進(jìn)行濾波,消除環(huán)境噪聲對(duì)語音的影響,進(jìn)而將濾波后的語音信息轉(zhuǎn)換為能被主控制器10處理的語音數(shù)據(jù)。
S13,主控制器10對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,并且根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出決策,具體操作是將語音數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在語音模版庫132中的語音特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì),判斷該語音是否命令信號(hào),得出語音識(shí)別結(jié)果并做出決策。
S14,主控制器10根據(jù)決策向執(zhí)行單元14發(fā)出指令后,執(zhí)行單元14根據(jù)接收到的指令執(zhí)行相關(guān)操作。
進(jìn)一步,請(qǐng)參照?qǐng)D5,所述用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏2顯示的菜單界面進(jìn)行控制這一步驟中,所述的手勢(shì)控制模式,其具體為
S21,圖像傳感器9輸入視頻圖像至視覺圖像處理器12。
S22,視覺圖像處理器12對(duì)視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理,并將預(yù)處理后的視頻圖像傳送至主控制器10,圖像預(yù)處理包括消除圖像的基本噪聲、增強(qiáng)圖像對(duì)比度等,以改善圖像質(zhì)量,使圖像變得較為清晰,便于后續(xù)的處理和分析,預(yù)處理后的視頻圖像傳送至主控制器 10。
S23,紅外探測(cè)器8檢測(cè)用戶手部的運(yùn)動(dòng)軌跡,并將運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至主控制器10, 主控制器10分析手部的運(yùn)動(dòng)信息確定手勢(shì)輪廓的可提取區(qū)域,并從視頻圖像中分離出手部圖像。
S24,主控制器10從手部圖像中檢測(cè)手部的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以及膚色區(qū)域,將獲取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以及膚色區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算,分割出手勢(shì)區(qū)域。
具體的,先利用背景差分法獲取手勢(shì)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域,所述背景差分法是采用連續(xù)多幀圖像建立背景幀,以此作為參考背景做幀差,同時(shí)設(shè)定閾值進(jìn)行二值化來提取圖像中的變化區(qū)域。在本實(shí)施方式中,先建立AT幀的視頻幀緩沖,用來生成當(dāng)前幀k的背景模型。 為了限定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的位置,通過生成中值背景模型來檢測(cè)當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)狀況。所述背景模型生成算法如下所示
Iref (X,y, k) =Median (I (x, y, k_l),I (x, y, k_2), . . .1 (x, y, k-Δ T));
然后作背景減除法,提取出前景模型,其算法公式如下所示
權(quán)利要求
1.智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),包括殼體,在殼體面板上設(shè)置有顯示屏、開關(guān)按鈕以及用于播放聲音的聲音外放設(shè)備口,在殼體內(nèi)設(shè)置有大容量鋰電池以及與其連接的電子電路板,其特征在于所述電子電路板包括主控制器以及與其連接的語音處理模塊、視覺圖像處理模塊、存儲(chǔ)器、執(zhí)行單元;在殼體面板上還設(shè)置有聲音信號(hào)接收器、紅外探測(cè)器、圖像傳感器,其中所述聲音信號(hào)接收器的輸出端與語音處理模塊的輸入端連接,所述圖像傳感器的輸出端與視覺圖像處理模塊的輸入端連接,所述紅外探測(cè)器的輸出端與主控制器的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),其特征在于所述存儲(chǔ)器包括用于存儲(chǔ)教學(xué)視頻的視頻庫、用于存儲(chǔ)語音特征參數(shù)的語音模版庫、用于存儲(chǔ)手勢(shì)控制序列模版的預(yù)定義手勢(shì)序列庫,所述視頻庫、語音模版庫、預(yù)定義手勢(shì)序列庫與主控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),其特征在于所述圖像傳感器為高清攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能廚房烹飪教學(xué)機(jī),其特征在于所述殼體一側(cè)設(shè)有磁共振無線充電裝置,所述磁共振無線充電裝置與大容量鋰電池連接。
5.一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟啟動(dòng)開關(guān)按鈕,教學(xué)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài),顯示屏顯示菜單界面;用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面進(jìn)行控制;用戶通過選擇菜單進(jìn)入視頻庫點(diǎn)播教學(xué)視頻,教學(xué)機(jī)進(jìn)入播放模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,其特征在于,用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面進(jìn)行控制這一步驟中,所述的語音控制模式,其具體為聲音信號(hào)接收器捕捉有效距離內(nèi)的語音信息,并將捕捉到的語音信息發(fā)送至語音處理模塊;語音處理模塊將語音信息轉(zhuǎn)換成含語音特征矢量的語音數(shù)據(jù)后發(fā)送至主控制器;主控制器對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,并且根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出決策;主控制器根據(jù)決策向執(zhí)行單元發(fā)出指令,執(zhí)行單元根據(jù)接收到的指令執(zhí)行相關(guān)操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,其特征在于,所述主控制器對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別,其具體為主控制器將語音數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在語音模版庫中的語音特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì),判斷該語音是否命令信號(hào),得出語音識(shí)別結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)的控制方法,其特征在于,用戶通過語音控制模式或者手勢(shì)控制模式對(duì)顯示屏顯示的菜單界面進(jìn)行控制這一步驟中,所述的手勢(shì)控制模式,其具體為圖像傳感器輸入視頻圖像至視覺圖像處理器;視覺圖像處理器對(duì)視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理,并將預(yù)處理后的視頻圖像傳送至主控制器;紅外探測(cè)器檢測(cè)用戶手部的運(yùn)動(dòng)軌跡,并將運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送至主控制器,主控制器分析手部的運(yùn)動(dòng)信息確定手勢(shì)輪廓的可提取區(qū)域,并從視頻圖像中分離出手部圖像;主控制器從手部圖像中檢測(cè)手部的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以及膚色區(qū)域,將獲取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域以及膚色區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算,分割出手勢(shì)區(qū)域;主控制器利用邊緣檢測(cè)方法提取手勢(shì)區(qū)域的輪廓,并從輪廓中提取關(guān)鍵點(diǎn);主控制器根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)建立手勢(shì)控制序列,進(jìn)而與存儲(chǔ)在預(yù)先定義手勢(shì)序列庫的手勢(shì)控制序列模版進(jìn)行比對(duì),并通過模糊邏輯規(guī)則獲得手勢(shì)識(shí)別結(jié)果;主控制器根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出決策,并向執(zhí)行單元發(fā)出指令;執(zhí)行單元根據(jù)接收到的指令執(zhí)行·相關(guān)操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能廚房烹飪教學(xué)機(jī)及其控制方法,該設(shè)備包括顯示屏幕、聲音信號(hào)接收器、紅外探測(cè)器、圖像傳感器,并設(shè)有磁共振無線充電裝置。用戶可通過實(shí)時(shí)點(diǎn)播方式選擇教學(xué)視頻,并通過簡(jiǎn)單的語音命令或者手勢(shì)即可完成選擇菜單和控制操作,實(shí)現(xiàn)無接觸式操控,解放了用戶的雙手,讓用戶切實(shí)地享受烹飪的樂趣。同時(shí)該教學(xué)機(jī)采用了新型的無線充電方式,免除了廚房布線的麻煩。本發(fā)明適應(yīng)了當(dāng)今產(chǎn)品智能化、人性化、個(gè)性化的發(fā)展方向,迎合了市場(chǎng)的需求,適合推廣使用。
文檔編號(hào)G09B5/06GK103000054SQ20121049178
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者孟振宇, 鄭為民 申請(qǐng)人:廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所
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