[發明專利]一種具有眨眼檢測功能的智能眼鏡及實現方法在審
| 申請號: | 201410343434.1 | 申請日: | 2014-07-18 |
| 公開(公告)號: | CN104142583A | 公開(公告)日: | 2014-11-12 |
| 發明(設計)人: | 陳艷姣;伍楷舜;張黔 | 申請(專利權)人: | 廣州市香港科大霍英東研究院 |
| 主分類號: | G02C11/00 | 分類號: | G02C11/00;G02B27/01;A61B5/0488 |
| 代理公司: | 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102 | 代理人: | 羅曉林;李志強 |
| 地址: | 511458 廣東省廣*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 具有 眨眼 檢測 功能 智能 眼鏡 實現 方法 | ||
技術領域
本發明涉及智能眼鏡檢測技術,特別是涉及一種基于肌電信號的具有眨眼檢測功能的智能眼鏡及實現方法。
背景技術
隨著無線傳感器技術和生物信息技術的發展,人們對可以用于保健的智能可穿戴移動設備的需求與日俱增。谷歌智能眼鏡的開發,使人們看到了利用智能眼鏡實現各種功能的可能性。然而,智能眼鏡具有電量小,計算能力有限,位置固定等限制。如何在這種限制條件下最大程度地開發智能眼鏡的潛在作用,成為研究熱點。
由于智能眼鏡主要位于眼部,其最大的潛在功能之一就是監測用戶的眨眼行為。眨眼行為的監測具有多重意義。首先,正常規律的眨眼是防止干眼病的最自然有效的方法。正常的眨眼頻率是6~30次/分鐘。然而,研究顯示,人們如果長時間集中注意力觀看同一物體(如看書,盯著電腦屏幕),眨眼頻率會下降到3~4次/分鐘,大大增加干眼病的幾率。其次,研究顯示,疲勞駕駛的駕駛員眨眼頻率顯著降低。通過監測這一現象可以進行干預措施防止車禍發生。再次,眨眼也可以作為智能人機交互的方法之一。
現有的探測眨眼行為的方法有兩種。90%以上的研究工作采用的是用照相機拍攝眼部視頻,然后通過圖像分析判斷眨眼行為。Hoang?Le提出在兩側鏡框下緣各安裝一個微型照相機分別拍攝雙眼。照相機位于鏡框最下方以防止遮擋視線。然后通過分析每一幀視頻畫面找到閉眼畫面作為眨眼的判斷標準。Ioana?Bacivarov提出了一個統計模型用來判斷拍攝的眼部視頻中眼睛的位置和眨眼行為。其他拍攝眼睛畫面并由此判斷眨眼行為的方法包括利用電腦攝像頭和利用智能手機攝像頭。然而通過視頻或者圖像判斷眨眼行為的方法計算復雜度高,因此耗電量大,將照相機安置在眼鏡上難度大。另一種探測眨眼行為的方法是測腦電信號。眨眼會引起腦電信號的噪音,通過提取這種噪音信號并加以分析,可以判斷眨眼行為。然而,監測腦電信號的傳感器十分復雜,很難整合在眼鏡上,而噪音與正常信號并存的情況也降低了這種方法的準確性。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種具有眨眼檢測功能的智能眼鏡及實現方法,能有效提高判斷眨眼頻率的精確度,簡化運算程序。
為了達到上述目的,本發明采用的技術方案是:
一種具有眨眼檢測功能的智能眼鏡,包括鏡框、鏡橋、鏡片、鼻托及鏡腿,所述鼻托及鏡腿上分別設置肌電傳感器,所述鏡橋上設置振動提醒器,所述鏡腳上還設置肌電信號處理裝置及攝像頭。
較佳地,所述肌電信號處理裝置內部設置肌電信號處理電路,肌電信號處理電路由中央處理器組成。
較佳地,所述鼻托上的肌電傳感器包括三相接口,一相為接地端,另外兩相為肌電差分電路,分別置于鼻托兩側。
一種利用所述的具有眨眼檢測功能的智能眼鏡的實現方法,包括如下步驟:
步驟1.通過肌電傳感器采集眼部變化的肌電信號;
步驟2.將采集到的肌電信號發送至信號處理電路進行處理,獲取肌電信號的特征;
步驟3.將獲取的肌電信號特征與預設置的肌電信號特征進行對比,與預設置的肌電信號特征一致則判斷為一次眨眼動作,否則繼續下一次判斷;
步驟4.獲取單位時間內的眨眼動作次數,得到眨眼頻率;
步驟5.根據眨眼頻率判斷用戶眨眼是否異常,是則通過振動提醒器振動發出提醒。
較佳地,所述方法還包括預設置的肌電信號特征,步驟如下:
步驟S101.通過肌電傳感器采集眼部變化的肌電信號,肌電傳感器包括三相接口,一相為接地端,另外兩相為肌電差分電路,置于鼻托兩側;
步驟S102.根據采集到的肌電信號計算肌電信號的平均值和標準差;
步驟S103.設置眨眼動作引發的肌電信號特征為:首先產生一個不低于平均值+標準差的信號峰值,然后產生一個不高于平均值-標準差的信號谷值,肌電信號峰值與肌電信號谷值的差大于設定的閾值,判斷為一次眨眼動作;
步驟S104.對設置的眨眼動作引發的肌電信號特征進行存儲。
較佳地,步驟5具體包括:?
步驟S201.連續獲取數次單位時間內的眨眼頻率;
步驟S202.逐個判斷單位時間內的眨眼頻率是否異于正常眨眼頻率,所述正常眨眼頻率預先設置并存儲在肌電信號處理電路中;
步驟S203.若連續數次眨眼頻率均異于正常眨眼頻率,則觸發振動提醒器產生振動進行提醒。
較佳地,所述的方法進一步包括關閉振動提醒,關閉振動提醒通過手動或自動方式實現。
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