[發明專利]一種自動監控人眼到屏幕距離的方法及系統

有效

• 申請號: 201410798460.3
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104504374A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 金瑩瑩
• 申請（專利權）人: 合肥科飛視覺科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

技術領域

本發明涉及人機交互技術領域，尤其涉及一種自動監控人眼到屏幕距離的方法及系統

背景技術

目前，由于智能設備特別是手持智能設備的快速普及，給人們的生活帶來很多便捷和享受，但隨之使得視力保護工作變得愈加嚴峻。根據最近的2009年調查數據顯示，我國城市中高中生的近視發病率高達84.80％，城市中初中生近視發病率高達53.65％，近視發病更有幼齡化的趨勢。另外，即使是成年人近視程度一般不再發展，但由于其每天使用智能設備的時間增加，導致眼疲勞，使得老花等疾病的發病時間愈發提前。研究表明，當眼-屏幕距離超出合理范圍，特別是距離過近后，視力會有明顯損傷。由于現有治療方法很難徹底解決近視、視疲勞等問題，因此如何養成良好的人機交互中的用眼習慣成為一個亟需解決的社會問題。

現階段，智能設備廣泛應用人臉檢測技術，并有部分設備監控人眼視線，但對人眼到屏幕距離監控較少，難以在使用中給予用戶，特別是還未養成良好用眼習慣的未成年用戶科學合理的建議。而現有的距離、姿態監控要配合多前置攝像頭如微軟Kinect等專用設備，現在亟需一種利用智能終端現有單前置攝像頭，結合人臉檢測、識別就可以進行距離監控的技術與方法。

目前，計算眼-屏幕距離的方法，其通過在監控人眼到屏幕距離前由用戶參與標定標準距離，再以該距離為標準來監控眼到屏幕距離，因而不能直接估算人眼到屏幕的距離。一方面使得距離監控的有效性打了折扣，用戶可以在標定時就選擇一個較近的距離，使得在后續使用中即使距離屏幕過近也不會出發提醒，這一點在兒童上尤為嚴重；另一方面增加了用戶使用前的工作量，增大了使用難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種自動監控人眼到屏幕距離的方法及系統，可以快速、準確的計算人眼到屏幕距離，提高了用戶體驗。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種自動監控人眼到屏幕距離的方法，該方法包括：

獲取用戶信息；

通過攝像頭采集當前用戶的人臉圖像；

根據人臉圖像中頭部和眼球的位置，計算當前用戶的瞳距像素值；

根據當前用戶的瞳距像素值、攝像頭的視角與分辨率，以及所述用戶信息來計算人眼到屏幕的距離。

進一步的，所述計算當前用戶的瞳距像素值包括：

定位當前用戶的頭部及眼球，獲得初始瞳距像素值；

計算該初始瞳距像素值與之前T秒內的瞳距像素值的平均值μ和標準差σ，去除超過μ±σ范圍的瞳距像素值，計算余下瞳距像素值的平均值作為當前用戶的瞳距像素值。

進一步的，所述根據當前用戶的瞳距像素值以及所述用戶信息來計算人眼到屏幕的距離包括：

計算表征人眼到屏幕的距離X的函數F₁(A,I,V,H)，表示為：

其中，A表示當前用戶的瞳距像素值，V表示攝像頭的視角，H表示攝像頭的分辨率，I表示用戶信息，w₁表示用戶信息中的用戶年齡。

進一步的，該方法還包括：

根據預設的人眼到屏幕的距離值Y對當前用戶人眼到屏幕的距離X進行評分，表示為：

其中，S表示評分，δ表示誤差；

當獲得的評分S未達到預定評分值時，則向該用戶發出包含糾正人眼到屏幕距離的提示信息。

一種自動監控人眼到屏幕距離的系統，該系統包括：

用戶信息獲取模塊，用于獲取用戶信息；

人臉圖像采集模塊，用于通過攝像頭采集當前用戶的人臉圖像；

瞳距像素值計算模塊，用于根據人臉圖像中頭部和眼球的位置，計算當前用戶的瞳距像素值；

人眼到屏幕距離計算模塊，用于根據當前用戶的瞳距像素值、攝像頭的視角與分辨率，以及所述用戶信息來計算人眼到屏幕的距離。

進一步的，所述計算當前用戶的瞳距像素值包括：

定位當前用戶的頭部及眼球，獲得初始瞳距像素值；

計算該初始瞳距像素值與之前T秒內的瞳距像素值的平均值μ和標準差σ，去除超過μ±σ范圍的瞳距像素值，計算余下瞳距像素值的平均值作為當前用戶的瞳距像素值。

進一步的，所述根據當前用戶的瞳距像素值以及所述用戶信息來計算人眼到屏幕的距離包括：

計算人眼到屏幕的距離X，表示為：

其中，A表示當前用戶的瞳距像素值，V表示攝像頭的視角，H表示攝像頭的分辨率，I表示用戶信息，w₁表示用戶信息中的用戶年齡。

進一步的，該系統還包括：