CN110109546A - 一种基于视力强弱的字符缩放装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能阅读领域，尤其涉及一种基于视力强弱的字符缩放装置及方法，所述字符缩放方法步骤为：开启装置；人脸检测模块周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据；距离检测模块周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值，根据距离值和人眼数据判断该用户是否处于阅读状态，若该用户处于阅读状态，获取人眼的视力值；主控模块根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，若需要缩放，生成字符缩放值；字符缩放模块根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。本发明依据视力强弱调整显示终端字符的大小，便于舒适地阅读。
Description
技术领域
本发明涉及智能阅读领域，尤其涉及一种基于视力强弱的字符缩放装置及方法。
背景技术
随着科技的进步，显示终端在现代社会中的应用非常普遍，多媒体显示终端给人们带来了极大的便利，青少年也可使用多媒体显示终端设备辅助学习；然而，当前青少年的近视程度越来越严重，据我国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视率为22.78％，中学生为55.22％，高中生70.34％，专家呼吁，为预防近视加深，最重要的是科学用眼，除了注意用眼时间、环境亮度，还需提供合适字符大小以便舒服地阅读。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于视力强弱的字符缩放装置及方法，依据用户视力强弱及显示终端与用户之间的距离值调整显示终端字符的大小，便于舒适地阅读。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种基于视力强弱的字符缩放装置，包括启停模块、人脸检测模块、距离检测模块、主控模块和字符缩放模块；所述启停模块、人脸检测模块、距离检测模块和字符缩放模块均连接于主控模块；
所述启停模块与人脸检测模块、距离检测模块、主控模块和字符缩放模块均连接用于启动和关闭距离检测模块、人脸检测模块、主控模块和字符缩放模块；
所述人脸检测模块，用于周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据并将人眼数据发送至主控模块；所述人脸图像数据为显示终端前方是否有人的正脸，所述人眼数据为人脸图像数据为图像中有人的正脸时人眼是否为睁眼状态；
所述距离检测模块，用于周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值发送至主控模块；
所述主控模块，用于根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态，若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，生成字符缩放值；
所述字符缩放模块，用于根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。
按以上方案，所述人脸检测模块为显示终端的摄像头；所述距离检测模块为设于显示终端正前方的超声波传感器；检测及时，用于主控模块准确判断用户当前是否处于阅读状态；超声波传感器包括发射器和接收器，发射器向前方发射超声波，在发射时刻的同时计时器计时，超声波在空气中传播，碰到用户人脸的阻挡就立即反射回来，接收器接收到反射回的超声波就立即停止即时，根据超声波在空气中的传播速度和计时器记录的时间得出显示终端到用户人脸的距离值，检测精度高。
按以上方案，所述主控模块为显示终端的处理器；所述启停模块为显示终端电源。
一种基于视力强弱的字符缩放方法，采用上述的字符缩放装置，所述缩放方法步骤包括：步骤1：开启装置的启停模块；
步骤2：人脸检测模块周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据；所述人脸图像数据为显示终端前方是否有人的正脸，所述人眼数据为人脸图像数据为图像中有人的正脸时人眼是否为睁眼状态；
步骤3：距离检测模块周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值；主控模块根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态；若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；主控模块根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，若无需缩放，则执行步骤2，若需要缩放，生成字符缩放值，并执行步骤4；
步骤4：字符缩放模块根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。
按以上方案，所述步骤3还包括以下步骤：预设显示终端到人脸的距离阈值；根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态，具体为：若无人眼数据，则用户当前处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态，则用户处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态但显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围外，则用户当前处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态且显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围内，则用户当前处于阅读状态。
按以上方案，所述步骤3中，所述步骤3中，初始的习惯距离值和初始的字符大小与人眼的视力值存在对应关系，对应关系由用户预设；所述当前距离值、人眼的视力值和字符缩放值之间也存在对应关系，对应关系由用户预设；进一步的，所述步骤3中还包括：检测显示终端的亮度值，所述显示终端的亮度值和字符缩放值之间也存在对应关系，对应关系均由用户预设，结合人眼的视力值和显示终端的亮度值，使字符缩放值更加精确。
按以上方案，所述步骤4具体为：
步骤4.1：主控模块利用图像像素值判断显示终端显示的内容是字符还是图像，若为图像，执行步骤4.2，若为字符，执行步骤4.3；
步骤4.2：如果图像的任一尺寸达到显示终端的最小长度，则不进行放大；如果没有达到显示终端的最小长度，则以显示终端的最小长度为标准进行放大；
步骤4.3：字符缩放模块将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
按以上方案，所述步骤4.3具体为：字符缩放模块依据字符图像像素值检测出行距线和字距线，根据行距线和字距线进行字符切割，将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
按以上方案，所述步骤4.3具体为：字符缩放模块采用字符模板识别的方法，识别出每个字符，将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
按以上方案，所述步骤4.3还包括：字符缩放模块检测每行的第一字符的像素值，判断第一字符的位置为字符还是空白占位符，如果是字符则顺接上一字符，如果是空白占字符则在重排时，前方空出两空白字符。
本发明具有如下有益效果：本发明通过人脸检测模块周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据并将人眼数据发送至主控模块，距离检测模块检测显示终端与人眼的距离值，主控模块接收到人脸检测模块发送来的人眼数据后和距离值，确认用户正处于阅读状态时，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值，在用户与显示终端距离值改变是，主控模块根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放若需要缩放，生成字符缩放值，字符缩放模块根据字符缩放值做出相应的字符缩放，调整显示终端字符的大小，并将字符重排，便于阅读，使用户更加科学地用眼，有效降低用户的近视率。
附图说明
图1为本发明实施例字符缩放装置的结构示意图；
图2为本发明实施例字符缩放方法的流程示意图；
图3为本发明实施例字符缩放方法中步骤4的流程示意图。
附图标记：1、启停模块；2、人脸检测模块；3、距离检测模块；4、主控模块；5、字符缩放模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
请参考图1，本发明为一种基于视力强弱的字符缩放装置，所述字符缩放装置包括启停模块1、人脸检测模块2、距离检测模块3、主控模块4和字符缩放模块5；所述启停模块1、人脸检测模块2、距离检测模块3和字符缩放模块5均连接于主控模块4；
启停模块1与人脸检测模块2、距离检测模块3、主控模块4和字符缩放模块5均连接用于启动和关闭距离检测模块3、人脸检测模块2、主控模块4和字符缩放模块5；本实施例中，启停单元为显示终端电源。
人脸检测模块2，用于周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据并将人眼数据发送至主控模块4；本实施例中，所述人脸检测模块2为显示终端的摄像头。
距离检测模块3，用于周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值发送至主控模块4；本实施例中，距离检测模块3为设于显示终端正前方的超声波传感器，采用小体积型号，为TCT40系列。
主控模块4，用于根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态；若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，生成字符缩放值；本实施例中，所述主控模块4为显示终端的处理器。
字符缩放模块5，用于根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。
参阅图2和图3，本发明实施例为一种基于视力强弱的字符缩放方法，所述缩放方法步骤包括：
步骤1：启停模块1开启；即开启显示终端电源；
步骤2：人脸检测模块2采用1Hz频率，周期性扫描方式检测人脸，本实施例采用人脸模板匹配的方式快速检测人脸，在检测到人脸图像数据后并进一步采用模板特征值对人眼检测，在检测到人脸后进一步检测人眼是否处于睁眼状态，生成人眼数据；
步骤3：距离检测模块3检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值，预设显示终端到人脸的距离阈值，根据距离值和人脸检测值中的人眼数据判断用户是否处于阅读状态，具体为：若无人眼数据，则用户当前处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态，则用户处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态但显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围外，则用户当前处于非阅读状态；若人眼数据为睁眼状态且显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围内，则用户当前处于阅读状态；本实施例中，预设的距离阈值范围为5～80cm；
若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；本实施例中，初始的习惯距离值和初始的字符大小与人眼的视力值存在对应关系，由用户预设，如初始的字符大小为小四，初始的习惯距离值为30cm，则视力值为5.0，若测得的距离值为20cm，则视力值为4.0，……；在用户的视力值确定后，若用户变换阅读的距离，此时用户人脸与显示终端之间的距离值发生改变，主控模块4根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，若无需缩放，则执行步骤2，若需要缩放，生成字符缩放值，并执行步骤4；
当前距离值、人眼的视力值、当前字符大小和字符缩放值之间也存在对应关系，由用户预设，本实施例中，若测得视力值为5.0，距离检测模块3周期性测量的当前距离值相较于习惯距离值不变，则字符缩放值为0；距离检测模块3周期性测量的当前距离值相较于习惯距离值缩小10％，则字符缩放值为当前字符大小的80％，当前距离值相较于习惯距离值缩小20％，则字符缩放值为当前字符大小的60％，依次类推；当前距离值相较于习惯距离值增大10％，则字符缩放值为当前字符大小的120％，当前距离值相较于习惯距离值增大20％，则字符缩放值为当前字符大小的140％，依次类推；若测得视力值为4.0，距离测量模块周期性测量的当前距离值相较于习惯距离值缩小10％，则字符缩放值为当前字符大小的90％，当前距离值相较于习惯距离值缩小20％，则字符缩放值为当前字符大小的80％，依次类推；当前距离值相较于习惯距离值增大10％，则字符缩放值为当前字符大小的110％，当前距离值相较于习惯距离值增大20％，则字符缩放值为当前字符大小的120％，依次类推；
本实施例中，除了依据所测的距离值换算为视力值，还可根据显示终端的亮度值调节字符缩放值，显示终端的亮度值和字符缩放值之间也存在对应关系，具体对应关系由用户自定义，显示终端的亮度值由字符缩放模块5采集。
步骤4：字符缩放模块5根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排；若字符缩放值为0，则保持字符不放大，若字符缩放值为110％，则字符相对于当前字符大小放大110％；具体为：
步骤4.1：主控模块4利用图像像素值判断显示终端显示的内容是字符还是图像，若为图像，执行步骤4.2，若为字符，执行步骤4.3；
步骤4.2：如果图像的任一尺寸达到显示终端的最小长度，则不进行放大；如果没有达到显示终端的最小长度，则以显示终端的最小长度为标准进行放大；对所述分割出来的图像，无论是否缩放，采用环绕插入的方法插入到相应的文档中；
步骤4.3：字符重排模块5将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排，重排前，依据字符缩放值，计算显示终端显示一行的字数，便于字符重排；本实施例中具体的重排方法为：依据字符图像像素值检测出行距线和字距线，根据行距线和字距线进行字符切割，将字符放大后，保持原有字符的顺序进行重排；字符重排检测每一行的第一字符的像素值，判断第一字符的位置为字符还是空白占位符，如果是字符则顺接上一字符，如果是空白占字符则在重排时，前方空出两空白字符。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于视力强弱的字符缩放装置，其特征在于：包括启停模块(1)、人脸检测模块(2)、距离检测模块(3)、主控模块(4)和字符缩放模块(5)；所述启停模块(1)、人脸检测模块(2)、距离检测模块(3)和字符缩放模块(5)均连接于主控模块(4)；
所述启停模块(1)与人脸检测模块(2)、距离检测模块(3)、主控模块(4)和字符缩放模块(5)均连接用于启动和关闭距离检测模块(3)、人脸检测模块(2)、主控模块(4)和字符缩放模块(5)；
所述人脸检测模块(2)，用于周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据并将人眼数据发送至主控模块(4)；所述人脸图像数据为显示终端前方是否有人的正脸，所述人眼数据为人脸图像数据为图像中有人的正脸时人眼是否为睁眼状态；
所述距离检测模块(3)，用于周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值发送至主控模块(4)；
所述主控模块(4)，用于根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态，若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，生成字符缩放值；
所述字符缩放模块(5)，用于根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。
2.根据权利要求1所述的基于视力强弱的字符缩放装置，其特征在于：所述人脸检测模块(2)为显示终端的摄像头；所述距离检测模块(3)为设于显示终端正前方的超声波传感器。
3.根据权利要求2所述的基于视力强弱的字符缩放装置，其特征在于：所述主控模块(4)为显示终端的处理器；所述启停模块(1)为显示终端电源。
4.一种基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的字符缩放装置，所述缩放方法步骤包括：
步骤1：开启装置的启停模块(1)；
步骤2：人脸检测模块(2)周期性地检测人脸图像数据，在检测到人脸图像数据后进一步检测人眼数据；所述人脸图像数据为显示终端前方是否有人的正脸，所述人眼数据为人脸图像数据为图像中有人的正脸时人眼是否为睁眼状态；
步骤3：距离检测模块(3)周期性地检测显示终端到人脸的距离，并生成距离值；主控模块(4)根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态；若用户处于阅读状态，用户初始阅读字符时，显示终端到人脸的距离值为习惯距离值，根据习惯距离值和初始的字符大小获取人眼的视力值；主控模块(4)根据人眼的视力值、当前距离值结合当前字符大小判断当前字符是否需要缩放，若无需缩放，则执行步骤2，若需要缩放，生成字符缩放值，并执行步骤4；
步骤4：字符缩放模块(5)根据字符缩放值对当前字符进行缩放，并对缩放后的字符进行重排。
5.根据权利要求4所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤3还包括以下步骤：预设显示终端到人脸的距离阈值；主控模块(4)根据距离值和人眼数据判断用户是否处于阅读状态，具体为：
若无人眼数据，则用户当前处于非阅读状态；
若人眼数据为睁眼状态，则用户处于非阅读状态；
若人眼数据为睁眼状态但显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围外，则用户当前处于非阅读状态；
若人眼数据为睁眼状态且显示终端到人脸的距离值位于预设的距离阈值范围内，则用户当前处于阅读状态。
6.根据权利要求4所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤3中，初始的习惯距离值和初始的字符大小与人眼的视力值存在对应关系，对应关系由用户预设；
所述当前距离值、人眼的视力值和字符缩放值之间也存在对应关系，对应关系由用户预设。
7.根据权利要求4所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤4具体为：
步骤4.1：主控模块(4)利用图像像素值判断显示终端显示的内容是字符还是图像，若为图像，执行步骤4.2，若为字符，执行步骤4.3；
步骤4.2：如果图像的任一尺寸达到显示终端的最小长度，则不进行放大；如果没有达到显示终端的最小长度，则以显示终端的最小长度为标准进行放大；
步骤4.3：字符缩放模块(5)将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
8.根据权利要求7所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤4.3具体为：字符缩放模块(5)依据字符图像像素值检测出行距线和字距线，根据行距线和字距线进行字符切割，将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
9.根据权利要求7所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤4.3具体为：字符缩放模块(5)采用字符模板识别的方法，识别出每个字符，将字符按字符缩放值缩放后，保持原有字符的顺序进行重排。
10.根据权利要求8或9所述的基于视力强弱的字符缩放方法，其特征在于：所述步骤4.3还包括：字符缩放模块(5)检测每行的第一字符的像素值，判断第一字符的位置为字符还是空白占位符，如果是字符则顺接上一字符，如果是空白占字符则在重排时，前方空出两空白字符。
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