CN107831602A - 多功能阅读辅助眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能阅读辅助眼镜，包括：眼镜主体，包括眼镜腿、辅助支架、垫片、眼镜框架和眼镜片，所述辅助支架设置在眼镜框架上，所述眼镜框架用于放置眼镜片，所述眼镜腿用于架在观众耳部以支撑眼镜主体，所述垫片设置在眼镜框架上；不可见光拍摄设备，设置在所述辅助支架上，用于面对观众的眼睛采用不可见光拍摄以获得并输出即时眼部图像；信息提取设备，与所述不可见光拍摄设备连接，用于接收即时眼部图像，获取所述即时眼部图像中每一个像素点的灰度值，基于所述即时眼部图像中所有像素点的灰度值确定所述即时眼部图像的平均亮度并作为图像平均亮度输出。通过本发明，能够对观众眼镜的功能进行有效扩展。

Description

多功能阅读辅助眼镜

技术领域

本发明涉及眼镜领域，尤其涉及一种多功能阅读辅助眼镜。

背景技术

1268年，罗吉尔·培根最早记录了用于光学目的的透镜。然而，与此同时，将透镜装入框中的放大透镜用于阅读已经在欧洲和中国出现了。关于眼镜是从欧洲传入中国还是中国传入欧洲一直存在着争论。在欧洲，最早的眼镜出现在意大利，由Alessandro diSpina of Florence引入，最早有眼镜的画像《Hugh of Provence》是Tommaso da Modena于1352年绘制的，宋朝之前中国已经出现眼镜雏形。

眼镜的主体架构早已确定，基本上包括眼镜腿、辅助支架、垫片、眼镜框架和眼镜片，当前对眼镜的研发主要集中在对眼镜片的光学性能以及对眼镜框架的轻巧设计方面，而缺乏相应的电子辅助功能，满足不了佩戴者的定制需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多功能阅读辅助眼镜，采用不可见光拍摄设备，设置在所述辅助支架上，用于面对观众的眼睛采用不可见光拍摄以获得并输出即时眼部图像，还对各种图像处理后的图像中的眼帘进行形状解析以获取眼帘尺寸，并基于所述眼帘尺寸的长短判断观众的清醒等级，从而扩展了眼镜的辅助功能。

更具体地，本发明至少具有以下三个重要发明点：

(1)采用信息提取设备对输入图像的平均亮度进行评估，在过亮或过暗时选择高强度多层次的图像滤波设备以提高图像滤波质量，在输入图像的平均亮度在预设亮度范围时，选择普通的整体处理的边缘滤波处理设备以减少不必要的图像处理设备的相关功耗，从而实现了增强滤波效果以及降低设备功耗双重目的；

(2)将眼帘识别设备和语音提醒设备集成在眼镜主体上，方便对观众进行非清醒状态下的提醒；

(3)采用不可见光对观众的状态进行数据采集，避免对观众阅读造成干扰。

根据本发明的一方面，提供了一种多功能阅读辅助眼镜，所述系统包括：

眼镜主体，包括眼镜腿、辅助支架、垫片、眼镜框架和眼镜片，所述辅助支架设置在眼镜框架上，所述眼镜框架用于放置眼镜片，所述眼镜腿用于架在观众耳部以支撑眼镜主体，所述垫片设置在眼镜框架上；

不可见光拍摄设备，设置在所述辅助支架上，用于面对观众的眼睛采用不可见光拍摄以获得并输出即时眼部图像；

信息提取设备，与所述不可见光拍摄设备连接，用于接收即时眼部图像，获取所述即时眼部图像中每一个像素点的灰度值，基于所述即时眼部图像中所有像素点的灰度值确定所述即时眼部图像的平均亮度并作为图像平均亮度输出，还用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围内时，选择整体滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像，用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围之外时，选择分块滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像；

分块滤波设备，与所述信息提取设备连接，包括分块小波滤波单元和分块递归滤波单元，所述分块小波滤波单元用于接收所述即时眼部图像，基于所述图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述即时眼部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得拼接处理图像，所述分块递归滤波单元与所述分块小波滤波单元连接，用于接收所述拼接处理图像，基于所述拼接处理图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述拼接处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的递归滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得第二拼接图像，将所述第二拼接图像作为目标滤波图像输出；

整体滤波设备，与所述信息提取设备连接，用于接收所述即时眼部图像，对所述即时眼部图像整体执行小波滤波处理以获得中间滤波图像，并对中间滤波图像整体执行递归滤波处理以获得目标滤波图像；

眼帘解析设备，分别与所述分块滤波设备和所述整体滤波设备连接，用于接收所述目标滤波图像，并对所述目标滤波图像中的眼帘进行形状解析以获取眼帘尺寸，并基于所述眼帘尺寸的长短判断观众的清醒等级。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的多功能阅读辅助眼镜的不可见光拍摄设备的结构示意图。

图2为根据本发明实施方案示出的多功能阅读辅助眼镜的结构方框图。

附图标记：10前半球罩；11后半球罩；12衔接压圈；13出光面均朝向对应的玻璃

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的多功能阅读辅助眼镜的实施方案进行详细说明。

现有技术中的眼镜缺乏用户所需的定制电子功能，为了克服上述不足，本发明搭建了一种多功能阅读辅助眼镜，用于在用户使用眼镜进行阅读时，能够及时有效地对用户进行清醒状态的提醒操作。

图1为根据本发明实施方案示出的多功能阅读辅助眼镜的不可见光拍摄设备的结构示意图。

所述不可见光拍摄设备包括前半球罩10、后半球罩11、衔接压圈12和底座，前半球罩10与后半球罩11螺接且围合成一容纳PCB电板、镜头及多个密封式海螺球罩，海螺球罩通过衔接压圈12固定压接在底座上；前半球罩10的顶端上开设有用于容纳镜头的第一容纳孔101和用于容纳红外灯的第二容纳孔102，第一容纳孔101和第二容纳孔102的开口端处均密封有玻璃14，且出光面均朝向对应的玻璃14；后半球罩11的底端上设有多个散热棱。

图2为根据本发明实施方案示出的多功能阅读辅助眼镜的结构方框图，所述系统包括：

眼镜主体，包括眼镜腿、辅助支架、垫片、眼镜框架和眼镜片，所述辅助支架设置在眼镜框架上，所述眼镜框架用于放置眼镜片，所述眼镜腿用于架在观众耳部以支撑眼镜主体，所述垫片设置在眼镜框架上；

不可见光拍摄设备，设置在所述辅助支架上，用于面对观众的眼睛采用不可见光拍摄以获得并输出即时眼部图像；

信息提取设备，设置在所述辅助支架上，与所述不可见光拍摄设备连接，用于接收即时眼部图像，获取所述即时眼部图像中每一个像素点的灰度值，基于所述即时眼部图像中所有像素点的灰度值确定所述即时眼部图像的平均亮度并作为图像平均亮度输出，还用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围内时，选择整体滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像，用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围之外时，选择分块滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像；

分块滤波设备，设置在所述辅助支架上，与所述信息提取设备连接，包括分块小波滤波单元和分块递归滤波单元，所述分块小波滤波单元用于接收所述即时眼部图像，基于所述图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述即时眼部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得拼接处理图像，所述分块递归滤波单元与所述分块小波滤波单元连接，用于接收所述拼接处理图像，基于所述拼接处理图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述拼接处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的递归滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得第二拼接图像，将所述第二拼接图像作为目标滤波图像输出；

整体滤波设备，设置在所述辅助支架上，与所述信息提取设备连接，用于接收所述即时眼部图像，对所述即时眼部图像整体执行小波滤波处理以获得中间滤波图像，并对中间滤波图像整体执行递归滤波处理以获得目标滤波图像；

眼帘解析设备，设置在所述辅助支架上，分别与所述分块滤波设备和所述整体滤波设备连接，用于接收所述目标滤波图像，并对所述目标滤波图像中的眼帘进行形状解析以获取眼帘尺寸，并基于所述眼帘尺寸的长短判断观众的清醒等级；

其中，所述不可见光拍摄设备、所述信息提取设备、所述分块滤波设备、所述眼帘解析设备、所述分块滤波设备和所述整体滤波设备被集成在同一块集成电路板上；

其中，所述不可见光拍摄设备还包括亮度传感单元、不可见光强度测量单元和不可见光强度控制单元。

接着，继续对本发明的多功能阅读辅助眼镜的具体结构进行进一步的说明。

在所述多功能阅读辅助眼镜中：

在在所述眼帘解析设备中，所述眼帘尺寸越长，观众的清醒等级越低。

在所述多功能阅读辅助眼镜中：

在所述分块小波滤波单元中，所述图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述即时眼部图像平均分割成的相应块越大。

在所述多功能阅读辅助眼镜中：

在所述分块递归滤波单元中，所述拼接处理图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述拼接处理图像平均分割成的相应块越大。

在所述多功能阅读辅助眼镜中：

在所述分块小波滤波单元中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的边缘滤波处理的力度越小。

在所述多功能阅读辅助眼镜中：

在所述分块递归滤波单元中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的对比度滤波处理的力度越小。

所述多功能阅读辅助眼镜中，还包括：

TF存储芯片，与所述信息提取设备连接，用于存储所述预设亮度范围，所述预设亮度范围是由预设亮度上限阈值和预设亮度下限阈值限制出的亮度范围。

所述多功能阅读辅助眼镜中，还包括：

提醒设备，被嵌入在所述眼镜腿内，与所述眼帘解析设备通过WIFI无线通信链路连接；

其中，所述提醒设备用于接收观众的清醒等级，并在观众的清醒等级小于等于预设等级阈值时，发出语音提醒信号。

采用本发明的多功能阅读辅助眼镜，针对现有技术中眼镜功能单一的技术问题，通过引入不可见光拍摄设备以及各种高精度的、有针对性的图像处理设备，对使用眼镜的用户的阅读状态，尤其是清醒状态进行准确判断，并在异常状态下进行及时提醒，从而解决了上述技术问题。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种多功能阅读辅助眼镜，所述眼镜包括：

眼镜主体，包括眼镜腿、辅助支架、垫片、眼镜框架和眼镜片，所述辅助支架设置在眼镜框架上，所述眼镜框架用于放置眼镜片，所述眼镜腿用于架在观众耳部以支撑眼镜主体，所述垫片设置在眼镜框架上；

不可见光拍摄设备，设置在所述辅助支架上，用于面对观众的眼睛采用不可见光拍摄以获得并输出即时眼部图像；

信息提取设备，设置在所述辅助支架上，与所述不可见光拍摄设备连接，用于接收即时眼部图像，获取所述即时眼部图像中每一个像素点的灰度值，基于所述即时眼部图像中所有像素点的灰度值确定所述即时眼部图像的平均亮度并作为图像平均亮度输出，还用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围内时，选择整体滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像，用于在所述图像平均亮度在预设亮度范围之外时，选择分块滤波设备对所述即时眼部图像进行相应的图像滤波处理以获得目标滤波图像；

分块滤波设备，设置在所述辅助支架上，与所述信息提取设备连接，包括分块小波滤波单元和分块递归滤波单元，所述分块小波滤波单元用于接收所述即时眼部图像，基于所述图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述即时眼部图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得拼接处理图像，所述分块递归滤波单元与所述分块小波滤波单元连接，用于接收所述拼接处理图像，基于所述拼接处理图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述拼接处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同力度的递归滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得第二拼接图像，将所述第二拼接图像作为目标滤波图像输出；

整体滤波设备，设置在所述辅助支架上，与所述信息提取设备连接，用于接收所述即时眼部图像，对所述即时眼部图像整体执行小波滤波处理以获得中间滤波图像，并对中间滤波图像整体执行递归滤波处理以获得目标滤波图像；

眼帘解析设备，设置在所述辅助支架上，分别与所述分块滤波设备和所述整体滤波设备连接，用于接收所述目标滤波图像，并对所述目标滤波图像中的眼帘进行形状解析以获取眼帘尺寸，并基于所述眼帘尺寸的长短判断观众的清醒等级；

其中，所述不可见光拍摄设备、所述信息提取设备、所述分块滤波设备、所述眼帘解析设备、所述分块滤波设备和所述整体滤波设备被集成在同一块集成电路板上；

其中，所述不可见光拍摄设备还包括亮度传感单元、不可见光强度测量单元和不可见光强度控制单元。

2.如权利要求1所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于：

在所述眼帘解析设备中，所述眼帘尺寸越长，观众的清醒等级越低。

3.如权利要求2所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于：

在所述分块小波滤波单元中，所述图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述即时眼部图像平均分割成的相应块越大。

4.如权利要求3所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于：

在所述分块递归滤波单元中，所述拼接处理图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述拼接处理图像平均分割成的相应块越大。

5.如权利要求4所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于：

在所述分块小波滤波单元中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的边缘滤波处理的力度越小。

6.如权利要求5所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于：

在所述分块递归滤波单元中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的对比度滤波处理的力度越小。

7.如权利要求6所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括：

TF存储芯片，与所述信息提取设备连接，用于存储所述预设亮度范围，所述预设亮度范围是由预设亮度上限阈值和预设亮度下限阈值限制出的亮度范围。

8.如权利要求1-7任一所述的多功能阅读辅助眼镜，其特征在于，所述眼镜还包括：

提醒设备，被嵌入在所述眼镜腿内，与所述眼帘解析设备通过WIFI无线通信链路连接；

其中，所述提醒设备用于接收观众的清醒等级，并在观众的清醒等级小于等于预设等级阈值时，发出语音提醒信号。