一种人眼到屏幕视距的监控方法

摘要

本发明提供了一种人眼到屏幕视距的监控方法，预设人脸图像中两眼距离的安全阈值，按预设的采样周期进行图像采样，确定人脸图像中两眼实际距离值；并在采集过程中确定M幅图像，计算所述M个两眼实际距离值的平均值，如果该平均值大于所述安全阈值，则提示用户调整人眼到屏幕的视距；否则，继续返回采样。应用本发明方案，可以实时监控用户的视距，提示用户保持合适的距离，保护用户健康，为用户提供智能化、个性化的服务。

权利要求

1.一种人眼到屏幕视距的监控方法，其特征在于，预先设置人脸图像中两眼距离的安全阈值，所述安全阈值是根据摄像头采集人脸图像时人眼到屏幕的视距确定的；该方法还包括：A、按预设的采样周期对用户的面部进行图像采样，根据图像分析法确定人脸图像中两眼实际距离值；并在采集过程中确定M幅图像，其M个两眼实际距离值的变化幅度不超过预设的差异阈值；所述M为大于1的正整数；

其中，该步骤A包括：

a1、到达预设的采样周期时，对用户的面部进行图像采样；

a2、根据图像分析法确定当前采样到的人脸图像中两眼实际距离值，并作为当前数据；

a3、判断正常数据缓冲区是否保存有历史数据，所述历史数据为此前采样的人脸图像中的两眼实际距离值，如果没有，则将所述当前数据保存到正常数据缓冲区中，并返回步骤a1；否则，执行步骤a4；

a4、将所述当前数据与所有历史数据的平均值进行比较，如果其差值的绝对值超过预设的差异阈值，则执行步骤a5；否则，在正常数据缓冲区已满时，丢弃最老数据，再将所述当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤a7；或者在正常数据缓冲区未满时，直接将所述当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤a7；

a5、如果异常数据缓冲区中没有数据，则直接将所述当前数据保存在所述异常数据缓冲区中，再执行步骤a1；否则，执行步骤a6；

a6、将所述当前数据和异常数据缓冲区中的数据比较，如果其差值的绝对值超过所述差异阈值，则丢弃所述异常数据缓冲区中的数据，并将所述当前数据保存于所述正常数据缓冲区中，再执行步骤a7；否则，清空正常数据缓冲区的数据，将异常数据缓冲区的数据和当前数据都保存于所述正常数据缓冲区中，再返回步骤a1；

a7、判断所述正常数据缓冲区中数据的个数是否达到M个，如果是，执行步骤B；否则，返回步骤a1；

B、计算所述M个两眼实际距离值的平均值，如果该平均值大于所述安全阈值，则提示用户调整人眼到屏幕的视距；否则，返回步骤A。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述提示用户调整人眼到屏幕的视距之后，该方法进一步包括：X1、缩短所述采样周期；

X2、在到达新的采样周期时，对用户的面部进行图像采样；根据图像分析法确定当前采样到的人脸图像中两眼实际距离值；

X3、判断步骤X2中两眼实际距离值是否小于所述安全阈值，如果是，则取消对用户的提示，并执行步骤X4；否则，返回步骤X2；

X4、计算步骤B所述M个两眼实际距离值的平均值与步骤X2中两眼实际距离值的比值，根据该比值调整屏幕显示的字体大小，再返回步骤A。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设置人脸图像中两眼距离的安全阈值的方法包括：在首次监控用户人眼到屏幕的视距时，利用摄像头对用户采集人脸图像，该用户的眼到屏幕的视距为满足要求的安全视距；根据图像分析法确定人脸图像中两眼距离值，并将其作为安全阈值，所述安全阈值对应所述安全视距。

说明书

一种人眼到屏幕视距的监控方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，特别涉及一种人眼到屏幕视距的监控方法。

背景技术

[0002] 目前，电子产品越来越多，比如计算机、笔记本电脑、移动终端、电子书等等。在使用这些电子产品的过程中，用户往往会长时间阅读屏幕中的内容，造成人眼的疲倦。为了减少人眼的不舒适的感受，用户会不自觉地靠近屏幕，从而减轻人眼负担，达到轻松阅读的目的。

[0003] 但医学专家建议人眼到屏幕的视距应该保持在某个范围之外，否则不利于对视力的保护。实际情况中，用户通常是主动意识到视距的变化后，才适当拉开视距。比如：用户利用手机阅读某电子文档，一段时间后，人眼会感觉到疲倦，其视距也会不自觉地缩短。当用户意识到自己距离屏幕太近，会主动拉开距离，以此保护眼睛。

[0004] 因此，现有技术这种方法需要用户主动意识到视距的变化，设备本身不能为用户提供智能化、人性化的服务，用户体验很差。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种人眼到屏幕视距的监控方法，可以实时监控用户到屏幕的视距，并主动提示用户调整到合适的视距，以保护用户视力，为用户提供智能化、人性化服务。

[0006] 针对上述发明目的，本发明提出的技术方案为：

[0007] 一种人眼到屏幕的视距的监控方法，预先设置人脸图像中两眼距离的安全阈值，所述安全阈值是根据摄像头采集人脸图像时人眼到屏幕的视距确定的；该方法还包括：

[0008] A、按预设的采样周期对用户的面部进行图像采样，根据图像分析法确定人脸图像中两眼实际距离值；并在采集过程中确定M幅图像，其M个两眼实际距离值的变化幅度不超过预设的差异阈值；所述M为大于1的正整数；

[0009] B、计算所述M个两眼实际距离值的平均值，如果该平均值大于所述安全阈值，则提示用户调整人眼到屏幕的视距；否则，返回步骤A。

[0010] 本发明提供一种人眼到屏幕的视距的监控方法，通过人脸采集和图像分析技术确定图像中人眼之间的实际距离，该距离对应了用户到屏幕的视距。将采集确定出的人眼实际距离与预设的安全阈值比较，并根据比较结果确定是否应该提示用户调整视距，从而达到保护用户视力，为其提供智能化、人性化服务的目的。

附图说明

[0011] 图1是本发明的方法流程图。

[0012] 图2～图3是应用本发明方案的实施例的方法流程图。

具体实施方式

[0013] 本发明预先确定人脸图像中两眼距离的安全阈值，在用户阅读屏幕时，用摄像头实时监控用户，并采集下用户的人脸图像。而后，将采集到的人脸图像中两眼的实际距离与设置的安全阈值比较，根据比较结果确定用户是否距离屏幕太近，如果太近则提醒用户调整视距。

[0014] 图1是本发明实现人眼到屏幕的视距的监控方法的流程图，该方法包括：

[0015] 步骤101：预先设置人脸图像中两眼距离的安全阈值，所述安全阈值是根据摄像头采集人脸图像时人眼到屏幕的视距确定的。

[0016] 步骤102：按预设的采样周期对用户的面部进行图像采样，根据图像分析法确定人脸图像中两眼实际距离值；在采集过程中确定M幅图像，其M个两眼实际距离值的变化幅度不超过预设的差异阈值；所述M为大于1的正整数。

[0017] 步骤103：计算M个两眼实际距离值的平均值。

[0018] 步骤104：如果步骤103计算出的平均值大于安全阈值，则执行步骤105；否则，返回步骤102。

[0019] 步骤105：提示用户调整人眼到屏幕的视距。

[0020] 实际应用中，根据不同类型的屏幕，人眼到屏幕的视距通常有一个安全视距。比如：用户阅读手机，专家就建议安全视距应该保持在35厘米以上。如果小于35厘米，将不利于用户眼睛的保护。当然，其他类型的屏幕可能有不同的安全视距，其值由应用本方案的用户自行确定，此处不再赘述。

[0021] 不管是哪种设备的屏幕，当摄像头拍摄下用户的面部图像，用户到屏幕的视距与人脸图像中两眼距离值存在一种对应关系，那么，安全视距下拍摄的人脸图像中两眼的距离就可以作为安全阈值。当用户太靠近屏幕，小于安全视距，拍摄下的人脸图像中两眼距离就应该大于安全阈值，反之，拍摄下的人脸图像中两眼距离就应该小于安全阈值。因此，本发明方案可以利用此原理实时监控用户视距，为用户提供个性化、智能化的服务。

[0022] 为了更好地说明本发明方案，下面用一个较佳实施例进行详细说明。

[0023] 本实施例中，假设用户要阅读手机的屏幕，其安全视距设为35厘米。用户预先启动手机摄像头功能并在安全视距位置处拍摄人脸图像，即：在首次监控用户人眼到屏幕的视距时，利用摄像头对用户采集人脸图像，该用户的眼到屏幕的视距是满足要求的安全视距。之后，根据图像分析法确定人脸图像中两眼距离值，并将其作为安全阈值。本实施例假设安全阈值为120个像素点。为描述方便，下面实施例将直接用像素点的个数表示图像中两眼的距离。

[0024] 另外，实际应用中，摄像头在采集人脸图像时，采集到的数据可能会发生波动，那么，从人脸图像分析出的两眼之间的距离值是一个不正常的波动数据。为了过滤出这些波动数据，利用正常的数据计算两眼实际距离，本实施例专门设置了一个正常数据缓冲区，用于存储M个正常的数据，同时设置了一个异常数据缓冲区，用于保存一个待检验的波动数据。

[0025] 图2是本实施例监控人眼到屏幕的视距的方法流程图。如图2所示，该方法包括：

[0026] 步骤201、到达预设的采样周期时，对用户的面部进行图像采样。

[0027] 这里的采样周期是摄像头对用户面部拍摄照片的间隔时间，如10秒，具体时间可以由用户自行确定。

[0028] 步骤202、根据图像分析法确定当前采样到的人脸图像中两眼实际距离值，并作为当前数据。

[0029] 图像分析法是现有方法，本实施例可以采用区域特征分析等方法从图像中分析出人脸，再从人脸中确定眼睛部位，最后计算出两眼之间的像素值个数，将该像素值个数作为两眼之间的实际距离值。

[0030] 步骤203、判断正常数据缓冲区是否保存有历史数据，所述历史数据为此前已采样的人脸图像中的两眼实际距离值，如果没有，则执行步骤204；否则，执行步骤205。

[0031] 步骤204、将当前数据保存到正常数据缓冲区中，并返回步骤201。

[0032] 步骤205、将当前数据与所有历史数据的平均值进行比较，如果其差值的绝对值超过预设的差异阈值，则执行步骤206；否则，执行步骤207。

[0033] 这里，如果计算出的当前数据与历史数据的差距较大，或者说变化幅度超过预设的差异阈值，说明当前数据可能是一个波动数据，可暂时将其保存在异常数据缓冲区中。当利用以下的步骤206、208、209、210等确认是波动数据后，再将其过滤掉。

[0034] 步骤206、如果异常数据缓冲区中没有数据，则执行步骤208；否则，执行步骤209。

[0035] 步骤207、在正常数据缓冲区已满时，丢弃最老数据，再将当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤212；或者在正常数据缓冲区未满时，直接将所述当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤212。

[0036] 这里，正常数据缓冲区只能保存M个数据，所以每次仅留下最新的M个数据，丢弃老的数据，从而节约存储资源。

[0037] 步骤208、直接将当前数据保存在异常数据缓冲区中，再执行步骤201。

[0038] 步骤209、将当前数据和异常数据缓冲区中的数据比较，如果其差值的绝对值超过差异阈值，则执行步骤210；否则，执行步骤211。

[0039] 本步骤是确定数据是否是波动数据的关键步骤，即：将上次采集确定的数据与当前数据比较，如果差异较大或者说变化幅度太大，则认为上次数据是波动数据，有可能是图像采集时发生了异常情况从而产生了差错，不能直接作为计算的数据。如果差异不大，则认为当前数据和上次采集确定的数据都是正常数据，是用户自身到屏幕的视距发生了实质性的变化，需要后续判断这种变化是否正常，如果不正常，比如距离屏幕太近，就需要提醒用户。

[0040] 步骤210、丢弃异常数据缓冲区中的数据，并且更新正常数据缓冲区，即：在正常数据缓冲区已满时，丢弃最老数据，再将当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤212；或者在正常数据缓冲区未满时，直接将所述当前数据保存在正常数据缓冲区中，之后执行步骤212。

[0041] 步骤211、先清空正常数据缓冲区的数据，将异常数据缓冲区的数据和当前数据都保存于正常数据缓冲区中，再返回步骤201。

[0042] 本步骤说明用户自身的视距发生了实质性的变化，前两次采集到“波动数据”实际上是正常数据，需要根据其进一步检验。

[0043] 步骤212、判断正常数据缓冲区中数据的个数是否达到M个，如果是，执行步骤213；否则，返回步骤201。

[0044] 步骤213、计算正常数据缓冲区中M个两眼实际距离值的平均值，如果该平均值大于所述安全阈值，则执行步骤214；否则，返回步骤201。

[0045] 步骤214、提示用户调整人眼到屏幕的视距。实际应用中，提示用户的方法可以采用声音或文字等多种方法，此处不再赘述。

[0046] 至此，本实施例已经完成对用户人眼到屏幕视距的监控。其中，步骤201～212实现了如何在采样过程中确定M幅图像，且这M幅图像中两眼实际距离值的变化幅度不超过预设的差异阈值。步骤213～214是根据这M个两眼实际距离值的平均值来确定是否提示用户进行调整。

[0047] 在提示用户之后，实际应用中还可以进一步实施以下步骤，以更好地为用户提供智能服务：

[0048] 步骤215、缩短采样周期。

[0049] 在确认用户需要调整视距后，为了更好地监控用户的改变，本实施例缩短了采样周期，比如将10秒的采样周期缩短到2秒。当然，实际应用中如果仍然采用原来的采样周期也是可以实现的，本步骤可以省略。

[0050] 步骤216、在到达新的采样周期时，对用户的面部进行图像采样；根据图像分析法确定当前采样到的人脸图像中两眼实际距离值。

[0051] 步骤217、判断步骤216中所述两眼实际距离值是否小于安全阈值，如果是，则执行步骤218；否则，返回步骤216。

[0052] 步骤218、取消对用户的提示，并执行步骤219。

[0053] 这里，步骤216、217、218仅利用一张图像确定用户是否恢复到合适的视距。一旦发现恢复到合适的视距，就立即取消提示。当然，实际应用中，还可以利用采集到的多个人脸图像的平均值来确定用户是否恢复到视距，此处不再赘述。

[0054] 步骤219、计算正常数据缓冲区中M个两眼实际距离值的平均值与步骤216中两眼实际距离值的比值，根据该比值调整屏幕显示的字体大小，再返回步骤201。

[0055] 这里所述的M个两眼实际距离值是指步骤213中最后保存的值，步骤214之后根据采集的图像所确定的值可以保存在其它缓冲区；或者，将步骤213中最后保存的值保留到其他存储空间，以免被新的数据所覆盖，而步骤214之后根据采集的图像所确定的值仍然保存到正常数据缓冲区或异常数据缓冲区。

[0056] 另外，本步骤中由于确定用户两眼疲倦使视距发生了变化，那么，当用户恢复到安全视距后，还可以进一步将屏幕的字体按照一定比例放大，从而使用户还能够轻松阅读。

[0057] 本实施例利用正常数据缓冲区保存M个正常数据，利用异常数据缓冲区保存待检验的波动数据。当采集并确定M个正常数据时，如果这M个数据的变化幅度不大，说明用户当前的视距是稳定的，就可以利用这M个正常数据的平均值与安全阈值进行比较，根据比较结果判断用户是否应该调整视距。

[0058] 下面再根据本实施例的方法举例：

[0059] 假设：安全视距为35厘米，安全阈值为120个像素点，差异阈值为5个像素点，采样周期为10秒，正常数据缓冲区可以保存3个正常数据，异常数据缓冲区可以保存一个待检验的波动数据，在初始状态时都为空。

[0060] 第一次采集：确定图像中两眼实际距离值为115个像素点，将其保存到正常数据缓冲区。

[0061] 第二次采集：确定图像中两眼实际距离值为114个像素点，也将其保存到正常数据缓冲区。

[0062] 第三次采集：确定图像中两眼实际距离值为180个像素点，与正常数据缓冲区中历史数据的平均值的差值超过了差异阈值，于是将其保存到异常数据缓冲区，作为待检验的波动数据。

[0063] 第四次采集：确定图像中两眼实际距离值为119个像素点，与异常数据缓冲区中的值差值超过了差异阈值，说明上次(第三次)采集所确定的值是一个波动数据，应该过滤掉，因此将异常数据缓冲区中的值删除，将本次的值保存到正常数据缓冲区。此时，正常数据缓冲区中已经保存有3个正常数据，但其平均值为(115+114+119)/3＝116个像素点，小于安全阈值，因此本次不提示用户，继续监控。

[0064] 第五次采集：确定图像中两眼实际距离值为113个像素点，删除正常数据缓冲区中最老的数据(115)，并将本次采集确定的值保存在正常数据缓冲区。正常数据缓冲区中有3个正常数据，但平均值(114+119+113)/3＝115.33，小于安全阈值，因此本次不提示用户，继续监控。

[0065] 第六次采集：图像中无法分析人脸，丢弃。

[0066] 第七次采集：确定图像中两眼实际距离值为200个像素点，与正常数据缓冲区中的平均值(115.33)的差值大于差异阈值，于是将其保存到异常数据缓冲区，作为待检验的波动数据。

[0067] 第八次采集：确定图像中两眼实际距离值为118个像素点，与异常数据缓冲区中的值差值超过了差异阈值，说明上次(第七次)采集所确定的值是一个波动数据，应该过滤掉，因此将异常数据缓冲区中的值删除，将本次的值保存到正常数据缓冲区。此时，正常数据缓冲区中已经保存有3个正常数据，但其平均值为(113+118+119)/3＝116.67个像素点，小于安全阈值，因此本次不提示用户，继续监控。

[0068] 第九次采集：确定图像中两眼实际距离值为150个像素点，与正常数据缓冲区中的平均值(116.67)的差值大于差异阈值，于是将其保存到异常数据缓冲区，作为待检验的波动数据。

[0069] 第十次采集：确定图像中两眼实际距离值为152个像素点，与异常数据缓冲区中的值差值没有差异阈值，说明上次(第九次)采集所确定的值不是一个波动数据，而是正常数据。因此，清空正常数据缓冲区，将异常数据缓冲区的值(150)和本次采集确定的值(152)保存到正常数据缓冲区。

[0070] 第十一次采集：确定图像中两眼实际距离值为155个像素点，将其保存到正常数据缓冲区。此时，正常数据缓冲区已经保存有3个正常数据，其平均值为(150+152+155)/3＝152.33，大于安全阈值120，因此认为用户的视距已经小于安全视距，应该提示用户调整视距，并保存该平均值。

[0071] 同时，为了更好地监控用户的视距变化，将采样周期从10秒缩短到2秒。

[0072] 第十二次采集：确定图像中两眼实际距离值为142个像素点，大于安全阈值，继续提示用户。

[0073] 第十三次采集：确定图像中两眼实际距离值为112个像素点，小于安全阈值，认为用户已经调整到合适的视距，且大于安全视距35厘米，则取消对用户的提示。

[0074] 同时，根据保存的平均值152.33/本次采集确定的值112计算得到比例1.36，因此将当前屏幕的字体放大1.36倍，使用户继续轻松阅读。假设原字体为36号，则应该将字体调整为36×1.36＝49号。

[0075] 当然，调整之后，还可以自动地将采样周期还原到10秒，将正常数据缓冲区和异常数据缓冲区都清空，准备下一次采集。

[0076] 应用本发明方案，利用图像采集和图像分析法确定两眼实际距离值，将其与预设的安全阈值进行比较，直接根据比较结果就可以准确判断用户是否应该调整视距，从而为用户提供个性化、智能化的服务，保护用户健康。

[0077] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。