[發明專利]一種基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統

在審

• 申請號: 202110187324.0
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN113012407A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 左楠楠;高桂革
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G08B21/24
• 分類號: G08B21/24;H04M1/72409;G06F16/583;G06K9/00;G06T5/00;G06T7/62;G06T7/70
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

1.一種基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，該系統基于智能手機實現，其特征在于，包括：

用戶信息創建模塊，對使用智能手機的用戶創建對應的用戶信息；

圖像采集模塊，目標用戶通過智能手機的前置單目攝像頭實時拍攝人臉照片并存入數據庫；

人臉識別模塊，采用智能手機的前置攝像頭確定預防應用對象，確認對象身份，并在已創建的用戶數據庫中確定匹配的標準眼屏距離數據，對標準眼屏距離數據下及不同眼屏距離下的用戶圖像進行人臉識別處理，獲取人臉識別圖像；

圖像處理模塊，對圖像采集模塊采集的圖像進行處理，獲取實時眼屏距離數據，將實時眼屏距離數據與標準眼屏距離數據進行比較，判斷是否需要進行預防近視警示；

定時提示模塊，控制前置攝像頭定時采集人像，并對人臉識別模塊無法識別的人像及單目相機測距模塊測量的眼屏距離超過標準眼屏距離的情況進行提示。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述標準眼屏距離數據對應標準比例系數，該系數為目標用戶人臉像素面積與拍攝照片的全像素面積的比值。

3.根據權利要求2所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述圖像處理模塊包括：

圖像透視校正單元，對通過智能手機的前置攝像頭采集的人臉照片進行透視變換校正，將校正后的圖像的所有坐標點映射至新圖像；

單目相機測距單元，測算圖像采集模塊拍攝的照片中目標用戶人臉的像素面積，獲取實施比例系數，將實施比例系數與標準比例系數進行比較，判斷是否需要進行預防近視警示。

4.根據權利要求3所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述圖像采集模塊具體執行以下操作：

用戶創建信息后，首先調用智能手機的前置單目攝像頭，在標準眼屏距離下根據對比度法確定標準焦距f_標準后，采集人臉標準距離下的用戶圖像，將該圖像發送至人臉識別模塊；當用戶的人臉在前置單目攝像頭中移動至任意位置時，圖像采集模塊利用對比度法確定實時焦距fi后，采集不同眼屏距離下的用戶圖像，將該圖像發送至人臉識別模塊。

5.根據權利要求4所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述單目相機測距單元根據標準眼屏距離數據計算標準比例系數值，并將其存入數據庫；對于接收的不同眼屏距離下的用戶圖像，根據不同情況下的人臉識別圖像，計算出實時比例系數值，然后將該數據存入數據庫，并對實時比例系數值與標準比例系數值進行比較。

6.根據權利要求5所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，若實時比例系數值標準比例系數值，則判斷人臉距離智能手機過遠，若實時比例系數值標準比例系數值，則判斷人臉距離智能手機過近，觸發定時提示模塊。

7.根據權利要求3所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述圖像透視校正單元利用透視變換原理將用戶成像投影規律進行變換，并對產生畸變的圖像進行修復和校正。

8.根據權利要求7所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述圖像透視校正單元進行透視變換校正的具體內容為：

利用透視校正計算出智能手機的前置攝像頭采集的人臉照片中四個角點坐標與標準圖像的四個角點坐標的對應關系，并利用矩陣變換將校正后的圖像的所有坐標點映射至新圖像。

9.根據權利要求1所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，所述人臉識別模塊對標準眼屏距離數據下及不同眼屏距離下的用戶圖像利用DCNN檢測人臉關鍵部位，進行人臉識別處理，獲取人臉識別圖像。

10.根據權利要求6所述的基于機器視覺的眼屏距離提示預防近視系統，其特征在于，該系統執行眼屏距離提示預防近視過程的具體步驟包括：

1)通過智能手機的前置攝像頭在提示下采集用戶標準眼屏人像照片，建立用戶個人化信息數據庫，并測算照片中目標用戶人臉的像素面積，獲取比例系數K；

2)當目標用戶允許通過前置攝像頭采集自己的人臉圖像時，首先進行人臉識別，確定在已創建用戶數據庫中相應匹配的標準眼屏距離數據；

3)對通過前置攝像頭實時采集的人臉照片進行透視變換校正，利用透視校正計算出人像的四個角點坐標與標準圖像的四個角點坐標的對應關系，進而利用矩陣變換將變形圖像的所有坐標點全部映射至新圖像中；

4)將后期定時獲取的人像像素面積占比與標準眼屏距離對應的人像像素面積占比進行比較，若占比不一致，則控制智能手機對眼屏距離過近的情況進行提示。