CN108200292A - 近视度现场验证系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近视度现场验证系统，包括：定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；前置摄像设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值。本发明还涉及一种近视度现场验证方法。通过本发明，能够基于对手机使用者的眼部实时监测结果，确定是否与预设的眼睛近视度数相匹配。

Description

近视度现场验证系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种近视度现场验证系统及方法。

背景技术

瞳孔大小随年龄、人种、屈光状态、光线强弱、目标远近及情绪变化而有不同。一般为2～5毫米，平均4毫米左右。

新生儿瞳孔很小，生后3周才开始扩大，青年人比中年人大，20～50岁的人，在阳光下瞳孔2～3毫米，到老年又再缩小；远视眼瞳孔较小，近视眼瞳孔较大；白种人较黄种人略大；双眼向前注视时双瞳孔均等或相差小于1毫米，两眼用力向一侧偏斜时，外转眼瞳孔稍大于内转眼瞳孔；睡熟或明亮光线时瞳孔缩小，黑暗处瞳孔较大；视近物时瞳孔缩小，视远物时较大。瞳孔缩小或散大极限为1.5和8毫米，两眼差小于0.25毫米。瞳孔的散大与缩小是由扩大肌和括约肌(均属平滑肌)的收缩所致，扩大肌在虹膜周边部，呈放射状，收缩时使瞳孔散大，松弛时瞳孔缩小；括约肌在虹膜的游离缘，呈环形，收缩时使瞳孔缩小，松弛时瞳孔扩大。二者受交感和副交感神经支配，使瞳孔扩大或缩小。

瞳孔扩大肌受颈交感神经支配，起于大脑皮质的交感神经纤维进入视丘下漏斗外侧的扩瞳中枢；部分交叉沿大脑导水管的灰质纤维经内囊到达脊髓的睫状脊髓中枢即Budge氏中枢(在颈6胸4间(其神经纤维进入颈上交感神经节，节后纤维随颈内动脉入颅内，在三叉神经节前入眼神经，再经鼻睫神经和睫状长神经而分布于瞳孔扩大肌。从视丘下发出的交感神经抑制性纤维至中枢Edinger-Westphal氏核，故交感神经对缩瞳中枢有抑制作用，如在感情冲动时，可通过中枢性抑制使扩瞳。瞳孔括约肌受副交感神经支配，神经纤维起于中脑动眼神经核内侧的Edinger-Westphal氏核，与调节反射核的神经纤维，在动眼神经内入眼眶，从下斜肌分支中分出，向前至睫状神经节发出10～20支睫状短神经纤维入眼球，与睫状长神经吻合到瞳孔括约肌和睫状肌。两肌既有拮抗作用，又在交互神经支配下达到准确的平衡。因此，临床上观察的变化，对眼和脑神经系统疾病均能得出病灶的定位诊断。此外，瞳孔扩大与缩小调节进入眼内的光线，保证视物清晰。

由此可见，通过瞳孔的反应能够获取人们的近视程度，然而，现有技术中的近视程度检测机制较为简单，已经满足不了人们对近视程度检测精度的要求。同时，在手机使用广泛的今天，过度使用容易引起用户的近视度加剧，因此，需要一种检测方案，能够在用户观看手机时实时进行近视度检测，并在检测结果与用户本人近视度不同时，立即提醒用户当前已处于过度用眼状态，从而避免用户近视程度的下滑。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种近视度现场验证系统及方法，能够对手机使用者的眼部位置进行精细化图像处理，在此基础上，基于处理结果，确定是否与预设的眼睛近视度数相匹配，从而帮助用户及时了解自身状态，减少过度用眼的概率。

为此，本发明具有以下两处关键的发明点：

(1)通过逐列特征分析的精细化图像处理，保证了后续图像识别的准确度和效率；

(2)基于对手机使用者的眼部实时监测结果，确定是否与预设的眼睛近视度数相匹配，并在不匹配时，给出具体的不匹配情况，从而在不影响用户对手机使用的同时，方便、快捷地获得相关的近视信息。

根据本发明的一方面，提供了一种近视度现场验证系统，所述系统包括：

定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出。

根据本发明的另一方面，还提供了一种近视度现场验证方法，所述方法包括：

使用定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

使用闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

使用前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

使用列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

使用成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

使用可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

使用眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出。

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近视度现场验证系统的工作示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的近视度现场验证方法的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种近视度现场验证系统及方法，能够削弱过度用眼造成的影响。

图1为根据本发明实施方案示出的近视度现场验证系统的工作示意图，其中，2为手机，1为手机上的前置摄像设备。

根据本发明实施方案示出的近视度现场验证系统包括：

定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出；

MMC存储卡，设置在手机的控制电路板上，用于预先存储使用者的近视度数范围，所述近视度数范围由近视度上限和近视度下限组成，其中，所述近视度下限大于所述近视度下限；

近视度分析设备，与所述眼镜检测设备连接，用于接收所述当前反应宽度，并基于所述当前反应宽度确定对应的当前近视度数，输出所述当前近视度数；

视力验证设备，分别与所述MMC存储卡和所述近视度分析设备连接，用于接收所述近视度数范围以及所述当前近视度数，并在所述当前近视度数小于所述近视度下限时，发出近视好转信号，还用于在所述当前近视度数大于所述近视度上限时，发出近视恶化信号；

语音播放设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，播放与所述近视好转信号相应的语音信息，还用于在接收到所述近视恶化信号时，播放与所述近视恶化信号相应的语音信息；

图标显示设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，实时显示笑脸符号，还用于在接收到所述近视恶化信号时，实时显示哭脸符号。

接着，继续对本发明的近视度现场验证系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述近视度现场验证系统中：

所述语音播放设备、所述图标显示设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备都设置在手机的控制电路板上。

在所述近视度现场验证系统中：

所述语音播放设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备分别采用不同的SOC芯片来实现。

以及在所述近视度现场验证系统中：

所述语音播放设备包括数据接收单元、数据处理单元和数据播放单元，所述数据处理单元分别与所述数据接收单元和所述数据播放单元连接。

同时，根据本发明实施方案示出的近视度现场验证方法包括：

使用定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

使用闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

使用前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

使用列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

使用成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

使用可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

使用眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出；

使用MMC存储卡，设置在手机的控制电路板上，用于预先存储使用者的近视度数范围，所述近视度数范围由近视度上限和近视度下限组成，其中，所述近视度下限大于所述近视度下限；

使用近视度分析设备，与所述眼镜检测设备连接，用于接收所述当前反应宽度，并基于所述当前反应宽度确定对应的当前近视度数，输出所述当前近视度数；

使用视力验证设备，分别与所述MMC存储卡和所述近视度分析设备连接，用于接收所述近视度数范围以及所述当前近视度数，并在所述当前近视度数小于所述近视度下限时，发出近视好转信号，还用于在所述当前近视度数大于所述近视度上限时，发出近视恶化信号；

使用语音播放设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，播放与所述近视好转信号相应的语音信息，还用于在接收到所述近视恶化信号时，播放与所述近视恶化信号相应的语音信息；

使用图标显示设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，实时显示笑脸符号，还用于在接收到所述近视恶化信号时，实时显示哭脸符号。

接着，继续对本发明的近视度现场验证方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述近视度现场验证方法中：

所述语音播放设备、所述图标显示设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备都设置在手机的控制电路板上。

所述近视度现场验证方法中：

所述语音播放设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备分别采用不同的SOC芯片来实现。

以及在所述近视度现场验证方法中：

所述语音播放设备包括数据接收单元、数据处理单元和数据播放单元，所述数据处理单元分别与所述数据接收单元和所述数据播放单元连接。

另外，在所述语音播放设备中可以集成频分双工通信单元，即FDD通信单元，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，无线发送与所述近视好转信号相应的提醒信息，还用于在接收到所述近视恶化信号时，无线发送与所述近视恶化信号相应的提醒信息。

采用本发明的近视度现场验证系统及方法，针对现有技术中手机用户无法实时了解自己当前近视状况的技术问题，通过逐列特征分析的精细化图像处理，保证了眼部瞳孔识别的准确度和效率，更重要的是，基于对手机使用者的眼部实时监测结果，确定是否与预设的眼睛近视度数相匹配，并在不匹配时，给出具体的不匹配情况，从而能够帮助手机用户恢复即时视力。

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)

1.一种近视度现场验证系统，其特征在于，所述系统包括：

定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出；

MMC存储卡，设置在手机的控制电路板上，用于预先存储使用者的近视度数范围，所述近视度数范围由近视度上限和近视度下限组成，其中，所述近视度下限大于所述近视度下限；

近视度分析设备，与所述眼镜检测设备连接，用于接收所述当前反应宽度，并基于所述当前反应宽度确定对应的当前近视度数，输出所述当前近视度数；

视力验证设备，分别与所述MMC存储卡和所述近视度分析设备连接，用于接收所述近视度数范围以及所述当前近视度数，并在所述当前近视度数小于所述近视度下限时，发出近视好转信号，还用于在所述当前近视度数大于所述近视度上限时，发出近视恶化信号；

语音播放设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，播放与所述近视好转信号相应的语音信息，还用于在接收到所述近视恶化信号时，播放与所述近视恶化信号相应的语音信息；

图标显示设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，实时显示笑脸符号，还用于在接收到所述近视恶化信号时，实时显示哭脸符号。

2.如权利要求1所述的近视度现场验证系统，其特征在于：

所述语音播放设备、所述图标显示设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备都设置在手机的控制电路板上。

3.如权利要求2所述的近视度现场验证系统，其特征在于：

所述语音播放设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备分别采用不同的SOC芯片来实现。

4.如权利要求3所述的近视度现场验证系统，其特征在于：

所述语音播放设备包括数据接收单元、数据处理单元和数据播放单元，所述数据处理单元分别与所述数据接收单元和所述数据播放单元连接。

5.一种近视度现场验证方法，其特征在于，所述方法包括：

使用定时设备，设置在手机的控制电路板上，用于提供计时操作；

使用闪光设备，设置在手机的前置拍摄设备的一侧，用于为手机的前置拍摄设备的图像拍摄提供辅助照明操作；

使用前置摄像设备，分别与所述定时设备和所述闪光设备，用于每隔预设时间间隔对前方场景进行一次拍摄操作，以获得并输出实时前方图像；

使用列特征分析设备，与所述前置摄像设备连接，用于接收所述实时前方图像，获取所述实时前方图像中各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值，并按照每一个像素点的归属列对像素点进行以列为索引的分类，输出每一列的各个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值；

使用成分分析设备，与所述列特征分析设备连接，用于对每一列的各个像素点执行以下处理：计算所述列中每一个像素点的色相成分值、亮度成分值和饱和度成分值的乘积以获得每一个像素点的成分特征值，将所述列中的所有像素点的成分特征值相加并除以所述实时前方图像的垂直分辨率，将获得的数值作为所述列的列特征值输出；

使用可疑列检测设备，与所述成分分析设备连接，将列特征值偏离上方最近列特征值与下方最近列特征值的平均值达到预设偏离阈值的列作为可疑列输出；

使用眼镜检测设备，与所述可疑列检测设备连接，用于将所有可疑列组合以获得可疑子图像，将所述可疑子图像中灰度值在眼镜灰度值上限和眼镜灰度值下限之间的像素点作为匹配像素点，将所有匹配像素点组合以获得眼镜匹配区域，当眼镜匹配区域的面积除以所述实时前方图像的面积小于等于预设百分比阈值时，认定所述可疑子图像中不存在眼镜，并检测所述可疑子图像中瞳孔的最大宽度以作为当前反应宽度输出；

使用MMC存储卡，设置在手机的控制电路板上，用于预先存储使用者的近视度数范围，所述近视度数范围由近视度上限和近视度下限组成，其中，所述近视度下限大于所述近视度下限；

使用近视度分析设备，与所述眼镜检测设备连接，用于接收所述当前反应宽度，并基于所述当前反应宽度确定对应的当前近视度数，输出所述当前近视度数；

使用视力验证设备，分别与所述MMC存储卡和所述近视度分析设备连接，用于接收所述近视度数范围以及所述当前近视度数，并在所述当前近视度数小于所述近视度下限时，发出近视好转信号，还用于在所述当前近视度数大于所述近视度上限时，发出近视恶化信号；

使用语音播放设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，播放与所述近视好转信号相应的语音信息，还用于在接收到所述近视恶化信号时，播放与所述近视恶化信号相应的语音信息；

使用图标显示设备，与所述视力验证设备连接，用于在接收到所述近视好转信号时，实时显示笑脸符号，还用于在接收到所述近视恶化信号时，实时显示哭脸符号。

6.如权利要求5所述的近视度现场验证方法，其特征在于：

所述语音播放设备、所述图标显示设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备都设置在手机的控制电路板上。

7.如权利要求6所述的近视度现场验证方法，其特征在于：

所述语音播放设备、所述视力验证设备和所述近视度分析设备分别采用不同的SOC芯片来实现。

8.如权利要求7所述的近视度现场验证方法，其特征在于：

所述语音播放设备包括数据接收单元、数据处理单元和数据播放单元，所述数据处理单元分别与所述数据接收单元和所述数据播放单元连接。