TW201633215A - 護眼系統及方法 - Google Patents

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胡爽
姜至善
蔣玲娟
程華東
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鴻海精密工業股份有限公司
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    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements

Abstract

一種護眼系統及方法，運行於電子設備中，該電子設備包括影像擷取裝置及螢幕，該系統包括：設置模組，用於設置護眼開始時刻；拍攝模組，用於控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像；檢測模組，用於檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域；判斷模組，用於當拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域時，根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕的時間，判斷使用者連續觀看螢幕的時間是否大於等於預設時間；及提醒模組，用於當使用者連續觀看螢幕的時間大於等於預設時間時，發出護眼提醒。

Description

護眼系統及方法
本發明涉及一種應用於電子設備的護眼系統及方法。
隨著智慧手機等電子設備的普及，使用者觀看螢幕畫面的時間越來越長。使用者長時間觀看螢幕會造成眼睛疲勞，容易導致視力下降。
鑒於以上內容，有必要提供一種護眼系統，能夠提醒使用者保護眼睛。
此外，還有必要提供一種護眼方法，能夠提醒使用者保護眼睛。
一種護眼系統，運行於電子設備中，該電子設備包括影像擷取裝置及螢幕，該系統包括：設置模組，用於設置護眼開始時刻；拍攝模組，用於控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像；檢測模組，用於檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域；判斷模組，用於當拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域時，根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕的時間，判斷使用者連續觀看螢幕的時間是否大於等於預設時間；及提醒模組，用於當使用者連續觀看螢幕的時間大於等於預設時間時，發出護眼提醒。
一種護眼方法，應用於電子設備中，該電子設備包括影像擷取裝置及螢幕，該方法包括步驟：設置護眼開始時刻；控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像；檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域；當拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域時，根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕的時間，判斷使用者連續觀看螢幕的時間是否大於等於預設時間；及當使用者連續觀看螢幕的時間大於等於預設時間時，發出護眼提醒。
本發明監測使用者連續觀看螢幕的時間，根據使用者連續觀看螢幕的時間提醒使用者注意休息以保護眼睛。
圖1為本發明護眼系統較佳實施例的運行環境示意圖。
圖2為圖1中護眼系統的功能模組圖。
圖3為本發明護眼方法較佳實施例的流程圖。
圖4為確定眼部區域的示意圖。
參閱圖1所示，是本發明護眼系統較佳實施例的運行環境示意圖。所述護眼系統10安裝並運行於電子設備1中，所述電子設備1還包括影像擷取裝置11、螢幕12、儲存裝置13及處理器14。所述影像擷取裝置11用於拍攝螢幕12前方的圖像。在本實施例中，所述影像擷取裝置11是所述電子設備1的前置攝像頭。所述螢幕12用於顯示畫面。所述儲存裝置13儲存影像擷取裝置11拍攝的圖像以及護眼系統10的電腦化程式碼。所述處理器14執行所述電腦化程式碼，以監測使用者連續觀看螢幕12的時間，根據使用者連續觀看螢幕12的時間提醒使用者注意休息以保護眼睛。
參閱圖2所示，是圖1中護眼系統10的功能模組圖。所述護眼系統包括設置模組200、拍攝模組210、檢測模組220、判斷模組230、提醒模組240及控制模組250。以下將結合圖3說明各模組的具體功能。
參閱圖3所示，是本發明護眼方法較佳實施例的流程圖。
步驟S301，設置模組200設置護眼開始時刻。例如，在所述電子設備1開啟後，將電子設備1開啟的時刻設置為護眼開始時刻。
步驟S302，拍攝模組210控制所述影像擷取裝置11拍攝所述螢幕12前方的圖像。在本實施例中，所述拍攝模組210根據預先設定的監測週期（例如每3分鐘一次）確定是否到達拍攝時間，若到達拍攝時間，則控制所述影像擷取裝置11拍攝所述螢幕12前方的圖像。所述拍攝模組210可以每次拍攝指定數量（例如3張）的圖像，以更準確地檢測圖像中的人臉區域和眼部區域。
步驟S303，檢測模組220檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域。在本實施例中，檢測模組220首先採用基於膚色的人臉檢測技術檢測從所述拍攝的圖像中檢測人臉區域，然後從人臉區域中檢測眼部區域。膚色對面部表情、頭部旋轉以及圖像尺度的變化不敏感，然而是人臉檢測的一個重要特徵，因而可以根據膚色進行臉部檢測。
在HSV（hue-saturation-value，色度-飽和度-明度）顏色空間，圖像的照度和色度是分離的，膚色聚類更緊密，不易受周圍光線的影響。因此，本實施例採用基於RGB和HSV顏色空間的膚色聚類演算法對人臉區域進行檢測。所述影像擷取裝置11拍攝的圖像為RGB格式，可以利用下式實現從RGB顏色空間到HSV空間的轉換：
其中， H、S、V分別為色度、飽和度、明度。
一般臉部膚色聚類比較穩定，膚色被限定在如下式所示的範圍內：
因此，利用上式可將圖像中的人臉區域檢測出來。
多數人臉的寬高比在0.8-1.4之間，本實施例臉部邊界確定規則如下：
其中，h、w分別為水準和垂直投影求得的臉部區域的高度和寬度。
眼部區域確定：參閱圖4所示，假設檢測出的人臉區域長度為HF 、寬度為WF ，在豎直方向上，眼睛大概位於臉部二分之一以上、頭頂以下HF /5的區域。在水準方向上，眼部邊界區域被定位於距離臉部左邊界WF /8處開始到距離臉部右邊界WF /8處的區域。根據上述原則，初始眼部檢測區域為如圖4所示的矩形EFGH區域。
區別眼睛和人臉：邊緣是圖像灰度變化劇烈的地方，在從皮膚到眼白再到瞳孔的變化過程中，包含了豐富的眼部圖像邊緣資訊，因此可以用邊緣提取的方法將眼部邊緣提取出來作為人眼檢測和定位的基礎。利用Sobel運算元對初始眼部檢測區域進行邊緣檢測，能夠有效地將眼部邊緣提取出來。Sobel運算元可用矩陣形式表示為：
。
初始眼部區域邊緣值可透過以下3個步驟獲得：
（1）將初始眼部區域四周邊沿圖元的灰度值設定為0；
（2）用下式分別計算初始眼部區域每個圖元在水準邊緣和豎直邊緣上的邊緣值：
其中，A(i,j)為卷積前初始眼部區域內第i行、第j列對應圖元的灰度值；Gx (m,n)、Gy (m,n)表示Sobel運算元矩陣Gx 和Gy 中第m行、第n行對應的元素值，並假定其中心元素的位置為第0行、第0列；
（3）比較Bx (i,j)和By (i,j)的絕對值的大小，若｜Bx (i,j)｜＞=｜By (i,j)｜，則B*(i,j)=｜Bx (i,j)｜，否則B*(i,j)=｜By (i,j)｜。
透過設定某一閾值T，根據下式可將眼部區域與周圍其他圖元分開，B*(i,j)=1代表眼部區域，B*(i,j)=0代表非眼部區域，T的大小可根據初始眼部區域灰度均值放大一定比例得到。
若拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域，步驟S304，判斷模組230根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕12的時間，判斷使用者連續觀看螢幕12的時間是否小於預設時間（例如40分鐘）。若使用者連續觀看螢幕12的時間小於預設時間，返回步驟S302。
若使用者連續觀看螢幕12的時間大於等於預設時間，步驟S305，提醒模組240發出護眼提醒，執行步驟S309。所述提醒模組250可以透過聲音或文字發出護眼提醒。例如，所提醒模組250透過播放提醒聲音（例如預先設定的鈴聲或語音）提醒使用者休息。又如，所述提示模組250在所述螢幕12上顯示：“眼睛休息的時間到了，請休息片刻”。
若步驟S303中拍攝的圖像中不存在人臉區域或眼部區域，步驟S306，控制模組250控制所述電子設備1進入待機狀態，並記錄電子設備1進入待機狀態的時刻T1。
步驟S307，在所述電子設備1被喚醒時，控制模組250記錄電子設備1被喚醒的時刻T2。所述電子設備1可以由使用者手動喚醒，也可以在監測到有人時自動喚醒。
步驟S308，控制模組250計算電子設備1被喚醒的時刻T2與電子設備1進入待機狀態的時刻T1的差值，判斷所述差值是否小於指定的眼睛休息時間C（例如5分鐘）。若所述差值小於指定的眼睛休息時間，則返回步驟S302。
若所述差值大於等於指定的眼睛休息時間，步驟S309，判斷是否結束護眼監測，若繼續護眼監測，返回步驟S301，重新設置護眼開始時刻，否則，若結束護眼監測，流程結束。
在其他的實施例中，若步驟S303中從拍攝的圖像中沒有檢測到人臉區域或眼部區域，則流程結束。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅爲本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式爲限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
1‧‧‧電子設備
10‧‧‧護眼系統
11‧‧‧影像擷取裝置
12‧‧‧螢幕
13‧‧‧儲存裝置
14‧‧‧處理器
200‧‧‧設置模組
210‧‧‧拍攝模組
220‧‧‧檢測模組
230‧‧‧判斷模組
240‧‧‧提醒模組
250‧‧‧控制模組
無
10‧‧‧護眼系統
200‧‧‧設置模組
210‧‧‧拍攝模組
220‧‧‧檢測模組
230‧‧‧判斷模組
240‧‧‧提醒模組
250‧‧‧控制模組

Claims (8)

  1. 一種護眼系統，運行於電子設備中，該電子設備包括影像擷取裝置及螢幕，該系統包括：
    設置模組，用於設置護眼開始時刻；
    拍攝模組，用於控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像；
    檢測模組，用於檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域；
    判斷模組，用於當拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域時，根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕的時間，判斷使用者連續觀看螢幕的時間是否大於等於預設時間；及
    提醒模組，用於當使用者連續觀看螢幕的時間大於等於預設時間時，發出護眼提醒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的護眼系統，該系統還包括：
    控制模組，用於當拍攝的圖像中不存在人臉區域或眼部區域時，控制所述電子設備進入待機狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的護眼系統，所述控制模組還用於記錄所述電子設備進入待機狀態的時刻及被喚醒的時刻，計算所述電子設備被喚醒的時刻與進入待機狀態的時刻的差值，判斷所述差值是否小於指定的眼睛休息時間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的護眼系統，所述檢測模組採用基於膚色的人臉檢測技術檢測從所述拍攝的圖像中檢測人臉區域。
  5. 一種護眼方法，應用於電子設備中，該電子設備包括影像擷取裝置及螢幕，該方法包括步驟：
    設置護眼開始時刻；
    控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像；
    檢測拍攝的圖像中是否存在人臉區域和眼部區域；
    當拍攝的圖像中存在人臉區域和眼部區域時，根據設置的護眼開始時刻計算使用者連續觀看螢幕的時間，判斷使用者連續觀看螢幕的時間是否大於等於預設時間；及
    當使用者連續觀看螢幕的時間大於等於預設時間時，發出護眼提醒。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的護眼方法，該方法還包括：
    當拍攝的圖像中不存在人臉區域或眼部區域時，控制所述電子設備進入待機狀態。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的護眼方法，該方法還包括：
    記錄所述電子設備進入待機狀態的時刻及被喚醒的時刻，計算所述電子設備被喚醒的時刻與進入待機狀態的時刻的差值，若所述差值小於指定的眼睛休息時間，返回控制所述影像擷取裝置拍攝所述螢幕前方的圖像的步驟。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的護眼方法，該方法採用基於膚色的人臉檢測技術檢測從所述拍攝的圖像中檢測人臉區域。
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