CN110969099A - 近视预防预警直线距离的阀值计算方法与智能台灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法与智能台灯，包括如下步骤：S1，确定线段两点的起始位置；S2，通过图像识别确认眼睛所观察阅读的平面位置，确认阅读平面的中心线，通过利用霍夫变换进行直线检测找到两眼与阅读平面的最短距离点等；本发明具有普通的语音识别控制台灯亮度和工作模式的同时，还能根据用户不同的阅读、写字答题模式两种工作方式识别判断预防近视，智能台灯在为用户提供照明学习的同时，可以结合头部姿态及眼睛张开闭合状态评价用户在使用台灯过程中的状态，通过霍夫变换进行直线检测用户每只眼睛的中心点位置，通过设置的阈值预警方式，提醒用户注意用眼习惯，从而使用户达到预防近视的最佳用眼状态。

Description

近视预防预警直线距离的阀值计算方法与智能台灯
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，更为具体地，涉及一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法与智能台灯。
背景技术
现有技术缺点：
现有技术带语音识别控制灯光的亮度，但是并没有同时，以及头部姿态和坐姿形态，眼动轨迹，以及眼睛张开闭合的动作识别，存在智能化程度低，近视预防效果差，对学习帮助促进小等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法与智能台灯，提高了台灯智能化程度，提高了近视预防效果，对用户学习帮助促进大。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法，包括：
S1，确定线段两点的起始位置；
S2，通过图像识别确认眼睛所观察阅读的平面位置，确认阅读平面的中心线，通过利用霍夫变换进行直线检测找到两眼与阅读平面的最短距离点；
S3，计算阅读最小距离的数据与设计阀值进行比较，如小于阀值则通过扬声器预警提醒，如大于等于阀值则确认用户属于正常的阅读方式。
进一步的，在步骤S1中，将双眼眼轴中心两点之间的中心点为起始点。
进一步的，在步骤S2中，终点为写字笔尖与作业文本的接触点；通过利用霍夫变换进行直线检测两眼中心点连线的轴中心点与写字笔尖接触作业文本点的距离。
一种基于上述任一所述方法的智能台灯，在所述智能台灯中运行有程序，所述程序用于执行步骤S1～S3中的任两步。
进一步的，包括台灯本体，置于台灯本体内的图像分析处理器、通信模块，以及设置于台灯本体上的数字摄像机、拾音器、扬声器和显示模块；数字摄像机，用于获取用户的人脸特征识别后进入到任务管理器，启动智能台灯的工作程序，数字摄像头采集用户的坐姿、头部姿态、眼动轨迹、眼睛张开闭合、面部表情图像，且用于采集用户学习课程的科目内容，并将图像传入图像分析处理器进行图像模块的识别及正误判断；显示模块，通过通信模块可以接受APP端发给用户的控制指令以及管理模块的输出数据，控制模块的输出结果；以及应用分析评价结果；扬声器，用于智能台灯与用户交互沟通的发声工具，以及APP控制闹钟时间的提醒；拾音器，用于采集用户的声音信息，且用于语音识别控制灯光亮度与运行工作模式；当检测到用户图像检测错误时，扬声器发声提醒用户或者调整灯光的亮度告知用户注意姿势，以预防近视的不正当姿势；或者用于提醒用户提高注意力，预防用户学习作业时瞌睡疲倦的不正当模式。
进一步的，包括手机控制终端，通过通讯模块与智能手机控制终端通讯；所述智能手机控制终端用于与台灯进行数据传输、固件更新及控制指令的输入；所述智能手机控制终端与云服务器进行通讯，云服务器用于分发更新台灯固件及数据备份。
进一步的，包括学习课程科目识别模块和面部表情识别模块，学习课程科目识别模块用于确认用户学习的具体课程，面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
进一步的，包括学习情绪评价模块，用于通过学习课程科目识别模块确认用户学习的具体课程，同时结合面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提高了智能化程度，提高了近视预防效果，对用户学习帮助促进大。具体的，具有普通的语音识别控制台灯亮度和工作模式的同时，还能根据用户不同的阅读、写字答题模式两种工作方式识别判断预防近视，智能台灯在为用户提供照明学习的同时，可以结合头部姿态及眼睛张开闭合状态评价用户在使用台灯过程中的状态，通过霍夫变换进行直线检测用户每只眼睛的中心点位置，通过设置的阈值预警方式，提醒用户注意用眼习惯，从而使用户达到预防近视的最佳用眼状态。
(2)本发明根据头部姿态、眼睛张开闭合状态、眼动轨迹状态，来评价用户使用台灯的过程中的学习状态，并能判断是否有瞌睡疲倦动作，例如头部反复在一定的频率内摇摆，或者眼睛处于睡眠状态等自动识别和提醒用户，可能该休息，也可能该提起精神等。
(3)本发明通过通讯模块与智能手机控制终端进行通讯，当检测到用户图像检测错误时，扬声器发声提醒用户或者调整灯光的亮度告知用户注意姿势，以预防近视的不正当姿势；或者提醒用户提高注意力，预防用户学习作业时瞌睡疲倦的不正当模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。本说明书中公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：
若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。
当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
如图1所示一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法，包括：
S1，确定线段两点的起始位置；
S2，通过图像识别确认眼睛所观察阅读的平面位置，确认阅读平面的中心线，通过利用霍夫变换进行直线检测找到两眼与阅读平面的最短距离点；
S3，计算阅读最小距离的数据与设计阀值进行比较，如小于阀值则通过扬声器预警提醒，如大于等于阀值则确认用户属于正常的阅读方式。
进一步的，在步骤S1中，将双眼眼轴中心两点之间的中心点为起始点。
进一步的，在步骤S2中，终点为写字笔尖与作业文本的接触点；通过利用霍夫变换进行直线检测两眼中心点连线的轴中心点与写字笔尖接触作业文本点的距离。
一种基于上述任一所述方法的智能台灯，在所述智能台灯中运行有程序，所述程序用于执行步骤S1～S3中的任两步。
进一步的，包括台灯本体，置于台灯本体内的图像分析处理器、通信模块，以及设置于台灯本体上的数字摄像机、拾音器、扬声器和显示模块；数字摄像机，用于获取用户的人脸特征识别后进入到任务管理器，启动智能台灯的工作程序，数字摄像头采集用户的坐姿、头部姿态、眼动轨迹、眼睛张开闭合、面部表情图像，且用于采集用户学习课程的科目内容，并将图像传入图像分析处理器进行图像模块的识别及正误判断；显示模块，通过通信模块可以接受APP端发给用户的控制指令以及管理模块的输出数据，控制模块的输出结果；以及应用分析评价结果；扬声器，用于智能台灯与用户交互沟通的发声工具，以及APP控制闹钟时间的提醒；拾音器，用于采集用户的声音信息，且用于语音识别控制灯光亮度与运行工作模式；当检测到用户图像检测错误时，扬声器发声提醒用户或者调整灯光的亮度告知用户注意姿势，以预防近视的不正当姿势；或者用于提醒用户提高注意力，预防用户学习作业时瞌睡疲倦的不正当模式。
进一步的，包括手机控制终端，通过通讯模块与智能手机控制终端通讯；所述智能手机控制终端用于与台灯进行数据传输、固件更新及控制指令的输入；所述智能手机控制终端与云服务器进行通讯，云服务器用于分发更新台灯固件及数据备份。
进一步的，包括学习课程科目识别模块和面部表情识别模块，学习课程科目识别模块用于确认用户学习的具体课程，面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
进一步的，包括学习情绪评价模块，用于通过学习课程科目识别模块确认用户学习的具体课程，同时结合面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
实施例一
如图1所示一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法，包括：
S1，确定线段两点的起始位置；
S2，通过图像识别确认眼睛所观察阅读的平面位置，确认阅读平面的中心线，通过利用霍夫变换进行直线检测找到两眼与阅读平面的最短距离点；
S3，计算阅读最小距离的数据与设计阀值进行比较，如小于阀值则通过扬声器预警提醒，如大于等于阀值则确认用户属于正常的阅读方式。
在本实施例中，霍夫变换包括如下步骤：
1)随机获取边缘图片上的前景点，映射到级坐标系画曲线；
2)当极坐标系里面有交点达到最小投票数，将该点对应x-y坐标系的直线L找出来；
3)搜索边缘图片上前景点，在直线L上的点，且点与点之间距离小于maxLineGap的连成线段，然后这些点全部删除，并且记录该线段的参数，就是起始点和终止点。(当然这里线段长度要满足最小长度的，否则就不用记录。
在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实现本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的算法，方法或系统等，均在本发明的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。
对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法实现所描述的功能，但是这种实现不应超出本发明的范围。
所揭露的系统、模块和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例，仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以说通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述分立部件说明的单元可以是或者也可以不收物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者可以不收物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例的方案的目的。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种近视预防预警直线距离的阀值计算方法，其特征在于，包括：
S1，确定线段两点的起始位置；
S2，通过图像识别确认眼睛所观察阅读的平面位置，确认阅读平面的中心线，通过利用霍夫变换进行直线检测找到两眼与阅读平面的最短距离点；
S3，计算阅读最小距离的数据与设计阀值进行比较，如果小于阀值则通过扬声器预警提醒，如果大于等于阀值则确认用户属于正常的阅读方式。
2.根据权利要求1所述的近视预防预警直线距离的阀值计算方法，其特征在于，在步骤S1中，将双眼眼轴中心两点之间的中心点为起始点。
3.根据权利要求1所述的近视预防预警直线距离的阀值计算方法，其特征在于，在步骤S2中，终点为写字笔尖与作业文本的接触点；通过利用霍夫变换进行直线检测两眼中心点连线的轴中心点与写字笔尖接触作业文本点的距离。
4.一种基于权利要求1～3任一所述方法的智能台灯，其特征在于，在所述智能台灯中运行有程序，所述程序用于执行步骤S1～S3中的任两步。
5.根据权利要求4所述的智能台灯，其特征在于，包括台灯本体，置于台灯本体内的图像分析处理器、通信模块，以及设置于台灯本体上的数字摄像机、拾音器、扬声器和显示模块；数字摄像机，用于获取用户的人脸特征识别后进入到任务管理器，启动智能台灯的工作程序，数字摄像头采集用户的坐姿、头部姿态、眼动轨迹、眼睛张开闭合、面部表情图像，且用于采集用户学习课程的科目内容，并将图像传入图像分析处理器进行图像模块的识别及正误判断；显示模块，通过通信模块可以接受APP端发给用户的控制指令以及管理模块的输出数据，控制模块的输出结果；以及应用分析评价结果；扬声器，用于智能台灯与用户交互沟通的发声工具，以及APP控制闹钟时间的提醒；拾音器，用于采集用户的声音信息，且用于语音识别控制灯光亮度与运行工作模式；当检测到用户图像检测错误时，扬声器发声提醒用户或者调整灯光的亮度告知用户注意姿势，以预防近视的不正当姿势；或者用于提醒用户提高注意力，预防用户学习作业时瞌睡疲倦的不正当模式。
6.根据权利要求5所述的智能台灯，其特征在于，包括手机控制终端，通过通讯模块与智能手机控制终端通讯；所述智能手机控制终端用于与台灯进行数据传输、固件更新及控制指令的输入；所述智能手机控制终端与云服务器进行通讯，云服务器用于分发更新台灯固件及数据备份。
7.根据权利要求5所述的智能台灯，其特征在于，包括学习课程科目识别模块和面部表情识别模块，学习课程科目识别模块用于确认用户学习的具体课程，面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
8.根据权利要求7所述的智能台灯，其特征在于，包括学习情绪评价模块，用于通过学习课程科目识别模块确认用户学习的具体课程，同时结合面部表情识别模块识别学习该科目的情绪指数值，来评价用户在学习不同科目时的兴趣程度、对课程内容的掌握能力做不同的维度评价。
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