CN103680465A - 视疲劳的检测及缓解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所提供的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，包括步骤：检测用户瞳孔的直径值；检测用户瞳孔直径的变化频率；当用户瞳孔直径的变化频率超过频率预定值时，调节用户观看的屏幕的显示参数。本发明通过检测用户瞳孔直径的变化频率，将瞳孔直径的变化频率与表示视疲劳的频率预定值进行比较，从而能够准确掌握用户的视疲劳情况，能够及时进行用户观看的设备的屏幕显示参数，缓解用户的视疲劳。

Description

视疲劳的检测及缓解方法
技术领域
本发明涉及一种视疲劳的检测及缓解方法，尤其涉及使用电子设备时，通过前置摄像头检测用户眼睛的视疲劳状态后，通过控制用户所使用的电子设备的屏幕显示参数来缓解视疲劳的视疲劳的检测及缓解方法。
背景技术
目前人们生活和工作中电子设备是必不可少的一部分，例如手机、电脑等。但是在长时间使用手机、电脑时，会出现眼疲劳的情况。特别是经常用电脑的上班族，工作时需要长时间盯着电脑屏幕，闲时还要盯着手机屏幕，肯定会出现眼睛疲劳的情况。
但在一般情况下，用户在眼睛疲劳时也很难感受得到，直到收起屏幕时才会有所感觉，但那时眼睛已经很难受了。
当用户的眼睛疲劳时，人眼的眨眼动作次数会减少。因此，目前有一种通过检测人眼的眨眼频率来检测人眼的疲劳，由此进行设备的控制而缓解视疲劳的技术。但是，通过人眼的眨眼频率来检测视疲劳的方式，不能准确地掌握视疲劳，容易产生误判，进而无法及时调整设备来缓解视疲劳。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种能够准确掌握用户的视疲劳情况，由此能够及时进行设备调整的视疲劳的检测及缓解方法。
本发明所提供的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，包括步骤：检测用户瞳孔的直径值；检测用户瞳孔直径的变化频率；当用户瞳孔直径的变化频率超过频率预定值时，调节用户观看的屏幕的显示参数。
并且，所述频率预定值设定为每分钟十次。
并且，所述屏幕的显示参数包括屏幕的亮度、色调和饱和度。
并且，当瞳孔的变化频率超过所述频率预定值时，将当前的屏幕的亮度、色调和饱和度分别调节为逐步向亮度基准值、色调基准值以及饱和度基准值靠近，直至用户瞳孔直径的变化频率小于或等于频率预定值。
并且，当所述屏幕的亮度值超过所述亮度基准值时，将屏幕的亮度调低10%；当所述屏幕的色调值超过色调基准值时，将屏幕的色调调低10%；当所述屏幕的饱和度值超过饱和度基准值时，将屏幕的饱和度调低10%。
并且，当调整后的所述屏幕亮度值小于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度值设定为亮度基准值不变；当调整后的所述屏幕色调值小于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调值设定为色调基准值不变；当调整后的所述屏幕饱和度值小于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度值设定为饱和度基准值不变。
并且，当所述屏幕的亮度值小于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度调高10%；当所述屏幕的色调值小于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调调高10%；当所述屏幕的饱和度值小于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度调高10%。
并且，当调整后的所述屏幕亮度值大于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度值设定为亮度基准值不变；当调整后的所述屏幕色调值大于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调值设定为色调基准值不变；当调整后的所述屏幕饱和度值大于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度值保持为饱和度基准值不变。
并且，所述亮度基准值设定为205cd/m2，所述色调基准值设定为85，所述饱和度基准值设定为123。
并且，每次对所述屏幕的显示参数进行调节后，相隔预定时间检测用户瞳孔的变化频率。
这里，所述预定时间为一分钟。
根据本发明所提供的视疲劳的检测及缓解方法，能够及时准确掌握用户的视疲劳情况，从而能够及时进行设备的屏幕显示参数，使设备的屏幕显示色彩柔和、光量度合适，视觉刺激小，能使用眼量降到最低程度，以缓解用户的视疲劳，达到理想的缓解视疲劳效果。
附图说明
图1是用于说明眼部区域的定位过程的图。
图2是用于说明确定人眼的瞳孔直径的图。
图3是用于说明判断用户的视疲劳的方法的流程图。
图4是用于说明根据视疲劳状态调节屏幕亮度的方法的流程图。
图5是用于说明根据视疲劳状态调节屏幕色调的方法的流程图。
图6是用于说明根据视疲劳状态调节屏幕饱和度的方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
目前研究表明，当光线增强时，正常人眼的瞳孔直径会变小，而光线减弱时，瞳孔直径就会增大。即使光线的变化微弱到大脑视觉中枢无法感知的地步，瞳孔直径的大小也会发生变化。如果眼睛处于疲劳状态，人的瞳孔直径因光线变化而变化的程度就会加剧。据测试，在普通环境下，处于正常状态（不疲劳状态）的人的瞳孔直径变化频率平均每分钟5～10次，而长时间未睡眠休息的情况下，普通环境下的瞳孔直径变化率平均每分钟可达15次。换句话说，瞳孔直径变化频率超过10次时，人眼已经处于疲劳状态，而接近15次时，已经处于非常疲劳的状态了。
本发明根据该项研究结果，基于瞳孔的变化频率判断人眼的疲劳情况，并及时调整用户所使用的电子设备的屏幕的显示参数来缓解视疲劳。这里，屏幕的显示参数可以包括对瞳孔的变化频率有直接影响的屏幕亮度，还可以包括能够提高眼部舒适度的屏幕色度和饱和度。
在本发明中，用户的视疲劳通过如下步骤进行检测。
如图3所示，首先，通过电子设备的前置摄像头和眼部识别技术，取得当前用户的瞳孔直径值（S1）。具体来讲，如图1和图2所示，通过前置摄像头根据比例关系在人脸上定位眼部区域，对人的瞳孔进行标准的原型匹配检测，然后对前置摄像头所采集的图像进行处理，分别获取左右眼的瞳孔直径值。对前置摄像头所采集的图像进行处理时，首先对所采集的图像进行分析，分辨出图像中瞳孔和虹膜轮廓，然后计算瞳孔直径d1和虹膜轮廓直径d2之比。在此，由于无论瞳孔如何变化，其外侧的虹膜轮廓的大小几乎不发生变化，因此可以将瞳孔直径与虹膜轮廓直径之比作为判定瞳孔直径值的参数。对于前置摄像头采集到的用户眼部的图像，可以利用很多手段区分出其中的瞳孔、虹膜轮廓等部分，比如将图像进行灰度处理后，各部分对应的辉度都不同，因而可以用于对不同的部分进行区分，并进一步获取对应的数据，比如瞳孔直径、虹膜轮廓直径等。这里，采用瞳孔直径d1与虹膜轮廓直径d2之比作为瞳孔直径值的参数的理由在于，防止对瞳孔直径的误测，得到更加精确的结果。
其次，在取得用户的左右眼的瞳孔直径值后，统计瞳孔直径值的变化频率（S2）。在本实施方式中，获取每分钟的瞳孔直径变化次数。但是本发明并不限定于此，可以取更长或更短时间内的瞳孔直径变化次数进行比较。
然后，判断左右眼中的任意一侧瞳孔直径变化次数是否超过每分钟十次（S3）。
当在步骤S3中判断为超过每分钟十次时，判断为用户眼睛已经处于疲劳状态，进入步骤S4而调节用户观看的屏幕的显示参数。
当在步骤S3中判断为没有超过每分钟十次时，判断为用户眼睛尚处于舒适状态，返回到步骤S2。
如图3所示，当判断出用户眼睛处于疲劳状态时，调节屏幕的显示参数。在本发明中，主要对屏幕的亮度、色调和饱和度进行调节，以使屏幕趋近于淡黄色或淡绿色这种对眼睛比较舒适的光线，从而达到缓解视疲劳的目的。需要说明的是，在本发明的实施例中同时对屏幕的亮度、色调和饱和度进行调节，但并不局限于此，可以根据情况，仅调节其中的一种或两种。
在本发明中，对电子设备的屏幕亮度按照如下方法进行调整。
首先，将屏幕亮度基准值设定为205cd/m2，但本发明并不限定于此，可以根据实际需要设定上述基准值。
如图4所示，首先判断用户眼睛是否处于视疲劳状态（S10）。在此，用户眼睛的视疲劳状态可以根据图3中的方法进行判断。
步骤S10的判断结果，如果用户眼睛处于视疲劳状态，则判断电子设备的屏幕亮度是否大于基准值205cd/m2（S11）。
当电子设备的屏幕亮度大于205cd/m2时，将亮度调低10%（S12）。
然后，判断进行了调节后的屏幕亮度是否小于205cd/m2（S13）。
步骤S13的判断结果，如果调节后屏幕亮度小于205cd/m2，则将屏幕亮度设定为205cd/m2（S14），结束亮度调节，如果屏幕亮度不小于205cd/m2，则返回到步骤S10，继续根据视疲劳状态进行下一轮的亮度调节。
在步骤S11的判断结果，如果屏幕亮度不大于205cd/m2，则判断屏幕亮度是否小于205cd/m2（S15）。
步骤S15的判断结果，如果屏幕亮度小于205cd/m2，则将屏幕亮度调高10%（S16）。
然后，判断调节后的屏幕亮度是否大于205cd/m2（S17）。
步骤S17的判断结果，如果调节后的屏幕亮度大于205cd/m2，则进入步骤S14，将屏幕亮度设定为205cd/m2，如果调节后的屏幕亮度不大于205cd/m2，则返回到步骤S10，继续根据视疲劳状态进行下一轮的亮度调节。
这里，每一次进行亮度调节后，为了得到人眼适应新环境后的更加精确的瞳孔变化频率的测试结果，可以在调整亮度后相隔一分钟后检测用户瞳孔的变化频率。当然，亮度调节后检测瞳孔直径变化频率的相隔时间并不限定于一分钟，可以设定为更长。
在步骤S10中，如果判断出用户的眼睛不处于视疲劳状态，则直接跳出程序。
如上所述，通过使屏幕亮度逐步向基准值靠近，从而缓解当前用户的视疲劳。
在本发明中，除了对屏幕亮度进行调节之外，还要对屏幕的色调和饱和度进行调节。在此，将色调的基准值设定为85，将饱和度的基准值设定为123。但本发明并不限定于此，可以根据实际需要设定上述基准值。
对屏幕的色调和饱和度的调节，可以采用与屏幕的亮度调节方法类似的方法。
如图5所示，首先判断用户眼睛是否处于视疲劳状态（S20）。在此，用户眼睛的视疲劳状态可以根据图3中的方法进行判断。
步骤S20的判断结果，如果用户眼睛处于视疲劳状态，则判断电子设备的屏幕色调是否大于基准值85（S21）。
当电子设备的屏幕色调值大于85时，将色调值调低10%（S22）。
然后，判断进行了调节后的屏幕色调是否小于85（S23）
步骤S23的判断结果，如果调节后屏幕色调小于85，则将屏幕色调设定为85（S24），结束对色调的调节，如果屏幕色调不小于85，则返回到步骤S20，继续根据视疲劳状态进行下一轮的色调调节。
在步骤S21的判断结果，如果屏幕色调不大于85，则判断屏幕色调是否小于85（S25）。
步骤S25的判断结果，如果屏幕色调小于85，则将屏幕色调调高10%（S26）。
然后，判断调节后的屏幕色调是否大于85（S27）。
步骤S27的判断结果，如果调节后的屏幕色调大于85，则进入步骤S24，将屏幕色调设定为85，如果调节后的屏幕色调不大于85，则返回到步骤S20，继续根据视疲劳状态进行下一轮的色调调节。
这里，每一次进行色调调节后，为了得到人眼适应新环境后的更加精确的瞳孔变化频率的测试结果，可以在调整色调后相隔一分钟后检测用户瞳孔的变化频率。当然，色调调节后检测瞳孔直径变化频率的相隔时间并不限定于一分钟，可以设定为更长。
在步骤S20中，如果判断出用户的眼睛不处于视疲劳状态，则直接跳出程序。
如上所述，通过将屏幕色调值调节为逐步靠近基准值85，从而使屏幕的色调从当前的色调逐步调向至淡绿色。
对于屏幕饱和度的调节，可以参考图6的流程图。由于对屏幕的饱和度的调节方法与对屏幕亮度、屏幕色调的调节方法相同，因此在此省略详细说明。
需要说明的是，在本发明中，将调节屏幕亮度、色度、饱和度时的调节幅度设定为10%，但本发明并不限定于此，可以根据实际需要将调节幅度设定为不同值，例如5%。
综上所述，本发明通过结合电子设备的前置摄像头的功能和图像识别技术，能够及时准确地检测当前用户的视疲劳情况，并能够及时调整电子设备的屏幕显示参数，使设备的屏幕显示色彩柔和、光量度合适，视觉刺激小，能使用眼量降到最低程度，从而缓解用户的视疲劳情况，达到理想的缓解视疲劳效果。

Claims (10)

1.一种视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，包括步骤：
检测用户瞳孔的直径值；
检测用户瞳孔直径的变化频率；
当用户瞳孔直径的变化频率超过频率预定值时，调节用户观看的屏幕的显示参数。
2.根据权利要求1所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，所述频率预定值设定为每分钟十次。
3.根据权利要求2所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，所述屏幕的显示参数包括屏幕的亮度、色调和饱和度。
4.根据权利要求3所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，当瞳孔的变化频率超过所述频率预定值时，将当前的屏幕的亮度、色调和饱和度分别调节为逐步向亮度基准值、色调基准值以及饱和度基准值靠近，直至用户瞳孔直径的变化频率小于或等于频率预定值。
5.根据权利要求4所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，当所述屏幕的亮度值超过所述亮度基准值时，将屏幕的亮度调低10%；当所述屏幕的色调值超过色调基准值时，将屏幕的色调调低10%；当所述屏幕的饱和度值超过饱和度基准值时，将屏幕的饱和度调低10%。
6.根据权利要求5所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，当调整后的所述屏幕亮度值小于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度值设定为亮度基准值不变；当调整后的所述屏幕色调值小于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调值设定为色调基准值不变；当调整后的所述屏幕饱和度值小于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度值设定为饱和度基准值不变。
7.根据权利要求4所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，当所述屏幕的亮度值小于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度调高10%；当所述屏幕的色调值小于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调调高10%；当所述屏幕的饱和度值小于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度调高10%。
8.根据权利要求7所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，当调整后的所述屏幕亮度值大于所述亮度基准值时，将所述屏幕的亮度值设定为亮度基准值不变；当调整后的所述屏幕色调值大于所述色调基准值时，将所述屏幕的色调值设定为色调基准值不变；当调整后的所述屏幕饱和度值大于所述饱和度基准值时，将所述屏幕的饱和度值保持为饱和度基准值不变。
9.根据权利要求4至8中的任意一项所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，所述亮度基准值设定为205cd/m2，所述色调基准值设定为85，所述饱和度基准值设定为123。
10.根据权利要求4至8中的任意一项所述的视疲劳的检测及缓解方法，其特征在于，每次对所述屏幕的显示参数进行调节后，相隔预定时间检测用户瞳孔直径的变化频率。
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