CN105719439A - 护眼系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种护眼系统，运行于电子设备中，该电子设备包括影像撷取装置及屏幕，该系统包括：设置模块，用于设置护眼开始时刻；拍摄模块，用于控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像；检测模块，用于检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域；判断模块，用于当拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域时，根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕的时间，判断用户连续观看屏幕的时间是否大于等于预设时间；及提醒模块，用于当用户连续观看屏幕的时间大于等于预设时间时，发出护眼提醒。本发明还提供一种护眼系统。本发明能够提醒用户保护眼睛。

Description

护眼系统及方法

技术领域

本发明涉及一种应用于电子设备的护眼系统及方法。

背景技术

随着智能手机等电子设备的普及，用户观看屏幕画面的时间越来越长。用户长时间观看屏幕会造成眼睛疲劳，容易导致视力下降。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种护眼系统，能够提醒用户保护眼睛。

此外，还有必要提供一种护眼方法，能够提醒用户保护眼睛。

一种护眼系统，运行于电子设备中，该电子设备包括影像撷取装置及屏幕，该系统包括：设置模块，用于设置护眼开始时刻；拍摄模块，用于控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像；检测模块，用于检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域；判断模块，用于当拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域时，根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕的时间，判断用户连续观看屏幕的时间是否大于等于预设时间；及提醒模块，用于当用户连续观看屏幕的时间大于等于预设时间时，发出护眼提醒。

一种护眼方法，应用于电子设备中，该电子设备包括影像撷取装置及屏幕，该方法包括步骤：设置护眼开始时刻；控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像；检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域；当拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域时，根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕的时间，判断用户连续观看屏幕的时间是否大于等于预设时间；及当用户连续观看屏幕的时间大于等于预设时间时，发出护眼提醒。

本发明监测用户连续观看屏幕的时间，根据用户连续观看屏幕的时间提醒用户注意休息以保护眼睛。

附图说明

图1为本发明护眼系统较佳实施例的运行环境示意图。

图2为图1中护眼系统的功能模块图。

图3为本发明护眼方法较佳实施例的流程图。

图4为确定眼部区域的示意图。

主要元件符号说明

电子设备	1
		护眼系统	10
影像撷取装置	11
		屏幕	12
存储设备	13
		处理器	14
设置模块	200
		拍摄模块	210
检测模块	220
		判断模块	230
提醒模块	240
		控制模块	250

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明护眼系统较佳实施例的运行环境示意图。所述护眼系统10安装并运行于电子设备1中，所述电子设备1还包括影像撷取装置11、屏幕12、存储设备13及处理器14。所述影像撷取装置11用于拍摄屏幕12前方的图像。在本实施例中，所述影像撷取装置11是所述电子设备1的前置摄像头。所述屏幕12用于显示画面。所述存储设备13存储影像撷取装置11拍摄的图像以及护眼系统10的计算机化程序代码。所述处理器14执行所述计算机化程序代码，以监测用户连续观看屏幕12的时间，根据用户连续观看屏幕12的时间提醒用户注意休息以保护眼睛。

参阅图2所示，是图1中护眼系统10的功能模块图。所述护眼系统包括设置模块200、拍摄模块210、检测模块220、判断模块230、提醒模块240及控制模块250。以下将结合图3说明各模块的具体功能。

参阅图3所示，是本发明护眼方法较佳实施例的流程图。

步骤S301，设置模块200设置护眼开始时刻。例如，在所述电子设备1开启后，将电子设备1开启的时刻设置为护眼开始时刻。

步骤S302，拍摄模块210控制所述影像撷取装置11拍摄所述屏幕12前方的图像。在本实施例中，所述拍摄模块210根据预先设定的监测周期(例如每3分钟一次)确定是否到达拍摄时间，若到达拍摄时间，则控制所述影像撷取装置11拍摄所述屏幕12前方的图像。所述拍摄模块210可以每次拍摄指定数量(例如3张)的图像，以更准确地检测图像中的人脸区域和眼部区域。

步骤S303，检测模块220检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域。在本实施例中，检测模块220首先采用基于肤色的人脸检测技术检测从所述拍摄的图像中检测人脸区域，然后从人脸区域中检测眼部区域。肤色对面部表情、头部旋转以及图像尺度的变化不敏感，然而是人脸检测的一个重要特征，因而可以根据肤色进行脸部检测。

在HSV(hue-saturation-value，色度-饱和度-明度)颜色空间，图像的照度和色度是分离的，肤色聚类更紧密，不易受周围光线的影响。因此，本实施例采用基于RGB和HSV颜色空间的肤色聚类算法对人脸区域进行检测。所述影像撷取装置11拍摄的图像为RGB格式，可以利用式(1)实现从RGB颜色空间到HSV空间的转换：

一般脸部肤色聚类比较稳定，肤色被限定在如式(2)所示的范围内。因此，利用式(2)可将图像中的人脸区域检测出来：

多数人脸的宽高比在0.8-1.4之间，本实施例所做脸部边界确定规则如下：

$h^{\′}=\left\{\begin{array}{cc}1.25w& h\∉[0.8w,1.4w]\\ h& h\∈[0.8w,1.4w]\end{array}\right.---\left(3\right),$

其中，h,w分别为水平和垂直投影求得的脸部区域的高度和宽度。

眼部区域确定：参阅图4所示，假设检测出的人脸区域长度为H_F、宽度为W_F，在竖直方向上，眼睛大概位于脸部二分之一以上、头顶以下H_F/5的区域。在水平方向上，眼部边界区域被定位于距离脸部左边界W_F/8处开始到距离脸部右边界W_F/8处的区域。根据上述原则，初始眼部检测区域为如图4所示的矩形EFGH区域。

区别眼睛和人脸：边缘是图像灰度变化剧烈的地方，在从皮肤到眼白再到瞳孔的变化过程中，包含了丰富的眼部图像边缘信息，因此可以用边缘提取的方法将眼部边缘提取出来作为人眼检测和定位的基础。利用Sobel算子对初始眼部检测区域进行边缘检测，能够有效地将眼部边缘提取出来。Sobel算子可用矩阵形式表示为：

$G_x=\left[\begin{array}{ccc}1& 2& 1\\ 0& 0& 0\\ -1& -2& -1\end{array}\right],G_y\left[\begin{array}{ccc}1& 0& -1\\ 2& 0& -2\\ 1& 0& -1\end{array}\right].$

初始眼部区域边缘值可通过以下3个步骤获得：

(a)将初始眼部区域四周边沿像素的灰度值设定为0；

(b)用式(4)、(5)分别计算初始眼部区域每个像素在水平边缘和竖直边缘上的边缘值：

$B_x(i,j)=\underset{\mathrm{mn}-1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{\mathrm{mn}-1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}A(i+m,j+n)\·G_x(m,n)---\left(4\right)$

$B_y(i,j)=\underset{\mathrm{mn}-1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{\mathrm{mn}-1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}A(i+m,j+n)\·G_y(m,n)---\left(5\right)$

其中，A(i,j)为卷积前初始眼部区域内第i行、第j列对应像素的灰度值；G_x(m,n)、G_y(m,n)表示Sobel算子矩阵G_x和G_y中第m行、第n行对应的元素值，并假定其中心元素的位置为第0行、第0列；

(c)比较B_x(i,j)和B_y(i,j)的绝对值的大小，若|B_x(i,j)|≥|B_y(i,j)|，则B*(i,j)＝|B_x(i,j)|，否则B*(i,j)＝|B_y(i,j)|。

通过设定某一阈值T，根据式(6)可将眼部区域与周围其他像素分开，B*(i,j)＝1代表眼部区域，B*(i,j)＝0代表非眼部区域，T的大小可根据初始眼部区域灰度均值放大一定比例得到。

$B*(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}1& B(i,j)\&GreaterEqual;T\\ 0& B(i,j)<T\end{array}\right.---\left(6\right)$

若拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域，步骤S304，判断模块230根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕12的时间，判断用户连续观看屏幕12的时间是否小于预设时间(例如40分钟)。若用户连续观看屏幕12的时间小于预设时间，返回步骤S302。

若用户连续观看屏幕12的时间大于等于预设时间，步骤S305，提醒模块240发出护眼提醒，执行步骤S309。所述提醒模块250可以通过声音或文字发出护眼提醒。例如，所提醒模块250通过播放提醒声音(例如预先设定的铃声或语音)提醒用户休息。又如，所述提示模块250在所述屏幕12上显示：“眼睛休息的时间到了，请休息片刻”。

若步骤S303中拍摄的图像中不存在人脸区域或眼部区域，步骤S306，控制模块250控制所述电子设备1进入待机状态，并记录电子设备1进入待机状态的时刻T1。

步骤S307，在所述电子设备1被唤醒时，控制模块250记录电子设备1被唤醒的时刻T2。所述电子设备1可以由用户手动唤醒，也可以在监测到有人时自动唤醒。

步骤S308，控制模块250计算电子设备1被唤醒的时刻T2与电子设备1进入待机状态的时刻T1的差值，判断所述差值是否小于指定的眼睛休息时间C(例如5分钟)。若所述差值小于指定的眼睛休息时间，则返回步骤S302。

若所述差值大于等于指定的眼睛休息时间，步骤S309，判断是否结束护眼监测，若继续护眼监测，返回步骤S301，重新设置护眼开始时刻，否则，若结束护眼监测，流程结束。

在其他的实施例中，若步骤S303中从拍摄的图像中没有检测到人脸区域或眼部区域，则流程结束。

Claims (8)

1.一种护眼系统，运行于电子设备中，该电子设备包括影像撷取装置及屏幕，其特征在于，该系统包括：

设置模块，用于设置护眼开始时刻；

拍摄模块，用于控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像；

检测模块，用于检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域；

判断模块，用于当拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域时，根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕的时间，判断用户连续观看屏幕的时间是否大于等于预设时间；及

提醒模块，用于当用户连续观看屏幕的时间大于等于预设时间时，发出护眼提醒。

2.如权利要求1所述的护眼系统，其特征在于，该系统还包括：

控制模块，用于当拍摄的图像中不存在人脸区域或眼部区域时，控制所述电子设备进入待机状态。

3.如权利要求2所述的护眼系统，其特征在于，所述控制模块还用于记录所述电子设备进入待机状态的时刻及被唤醒的时刻，计算所述电子设备被唤醒的时刻与进入待机状态的时刻的差值，判断所述差值是否小于指定的眼睛休息时间。

4.如权利要求1所述的护眼系统，其特征在于，所述检测模块采用基于肤色的人脸检测技术检测从所述拍摄的图像中检测人脸区域。

5.一种护眼方法，应用于电子设备中，该电子设备包括影像撷取装置及屏幕，其特征在于，该方法包括步骤：

设置护眼开始时刻；

控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像；

检测拍摄的图像中是否存在人脸区域和眼部区域；

当拍摄的图像中存在人脸区域和眼部区域时，根据设置的护眼开始时刻计算用户连续观看屏幕的时间，判断用户连续观看屏幕的时间是否大于等于预设时间；及

当用户连续观看屏幕的时间大于等于预设时间时，发出护眼提醒。

6.如权利要求5所述的护眼方法，其特征在于，该方法还包括：

当拍摄的图像中不存在人脸区域或眼部区域时，控制所述电子设备进入待机状态。

7.如权利要求6所述的护眼方法，其特征在于，该方法还包括：

记录所述电子设备进入待机状态的时刻及被唤醒的时刻，计算所述电子设备被唤醒的时刻与进入待机状态的时刻的差值，若所述差值小于指定的眼睛休息时间，返回控制所述影像撷取装置拍摄所述屏幕前方的图像的步骤。

8.如权利要求5所述的护眼方法，其特征在于，该方法采用基于肤色的人脸检测技术检测从所述拍摄的图像中检测人脸区域。