基于智能手持设备的屈光度检测系统技术方案

本发明专利技术涉及人眼视力检测领域，公开了一种基于智能手持设备的屈光度检测系统，包括：眼镜；红外发射装置，用于发射单色光线；以及智能手持设备，该智能手持设备包括摄像头和显示屏，当使用者穿戴所述眼镜后，所述智能手持设备用于使用摄像头实时计算摄像头与眼镜之间的距离，当所述距离达到预定距离时，操作所述摄像头拍下所述使用者的至少眼部图像，并对图像进行分析以确定所述使用者的眼睛的屈光度。

Diopter detection system based on Intelligent handheld devices

The invention relates to the field of vision detection, discloses a Smart Handheld refractive measurement system, which is based on glasses; infrared emission device, for emitting monochromatic light; and smart handheld devices, the smart handheld device includes a camera and a display screen, when the user wears the glasses, the smart handheld device used in between use the camera camera glasses and real-time calculation of distance when the distance reaches a predetermined distance, at least an eye image by operating the camera of the user, and the image analysis to determine the user's eye diopter.

【技术实现步骤摘要】
基于智能手持设备的屈光度检测系统
本专利技术涉及人眼视力检测领域，尤其涉及一种基于智能手持设备的屈光度检测系统。
技术介绍
屈光不正是指人眼在调节放松状态下，平行光线经过人眼的屈光系统后，不能准确聚焦在视网膜上并形成清晰的象。屈光不正的类型包括近视、远视、散光。其中，尤以近视最为流行和常见。在2009年，中国仅有10％-20％的人为近视眼，而在2015年，90％以上的青少年为近视眼。高度近视与病理性近视也有显著关联，后者可导致不可逆的视觉损害，并为个人和社会带来沉重的负担。因此，加强近视的筛查与防控，是当前健康卫生机构刻不容缓的义务。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于智能手持设备的屈光度检测系统，包括：眼镜；红外发射装置，用于发射单色光线；以及智能手持设备，该智能手持设备包括摄像头和显示屏，当使用者穿戴所述眼镜后，所述智能手持设备用于使用摄像头实时计算摄像头与眼镜之间的距离，当所述距离达到预定距离时，操作所述摄像头拍下所述使用者的至少眼部图像，并对图像进行分析以确定所述使用者的眼睛的屈光度。可选地，所述红外发射装置包括：红外发射模块，用于发射单色光线；所述红外发射模块包括能够发射波长为770nm至1mm的单色光线的点光源。可选地，所述点光源的外部覆盖有透光的平光片，所述平光片的表面涂有阻光材料，该阻光材料使得所述平光片的透光率在垂直方向上从靠近所述摄像头的一端至远离所述摄像头的一端从0％线性渐变至100％。可选地，所述红外发射装置还包括：用于连接所述红外发射模块与所述手持智能设备的电源接口的电源线；以及用于将所述红外发射模块固定到所述手持智能设备的夹持件。可选地，当所述红外发射模块固定到所述手持智能设备时，所述红外发射模块最前端的点光源与所述摄像头之间的距离为2mm。可选地，所述眼镜的镜片上设置有环形标记。可选地，所述眼镜的镜片是度数为+4.07D的正透镜。可选地，所述智能手持设备确定所述使用者的眼睛的屈光度包括：识别所述图像中的瞳孔以确定所述瞳孔的中心点；以所述瞳孔的中心点为轴心，确定垂直经线以及偏离所述垂直经线不同角度的多条经线；对所述瞳孔的图像进行灰度值转化；测量所述垂直经线以及所述多条经线中的每条经线上的非零灰度值，从所述垂直经线和所述多条经线中选择最大灰度值与最小灰度值的差值最大的一条经线；获取所选经线上的灰度值，使用获取的灰度值以最小二乘法拟合直线y＝kx+b，其中y表示所选经线上的每一个像素点的灰度值，x表示像素点到所选经线与所述瞳孔边缘的交点的距离，k表示斜率，b表示常数，并求出拟合方程，以得到斜率k；根据预先确定的斜率k与屈光度之间的关系确定与得到的斜率k对应的屈光度。可选地，所述智能手持设备确定所述使用者的眼睛的屈光度包括：对所述瞳孔的图像进行灰度值转化；根据公式(1)计算所述屈光度：公式(1)其中，r为瞳孔的半径，s为瞳孔中出现的相对深色区域的高度，e为所述点光源到所述镜头边缘的距离，d为所述镜头到瞳孔之间的距离，x为人眼折光系统的焦距，x的倒数为屈光度。可选地，使用所述深色区域中沿垂直方向的颜色变化率来代替所述高度s。通过上述技术方案，本专利技术的实施方式仅需一台装有配套软件的智能手持设备、一根带有红外发射器的连接线、一副眼镜，就能实现视力自我监测因此体积小巧，非常便于携带。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施方式的一种智能手持设备的屈光度检测系统的结构示意图；图2为本专利技术的实施方式的拍摄到的正常人眼的瞳孔图像；图3为本专利技术的实施方式的拍摄到的近视眼的瞳孔图像；图4为本专利技术的实施方式的拍摄到的远视眼的瞳孔图像；图5为本专利技术的实施方式的一般近视检测原理光学作图；图6为本专利技术的实施方式的极限条件下的一般近视检测原理光学简图；图7为本专利技术的实施方式的近视光路图简化图；图8为本专利技术的实施方式的一般远视检测原理光学作图；图9为本专利技术的实施方式的眼镜放大率光学作图；图10为本专利技术的实施方式的屈光度-斜率关系图；图11a-c为本专利技术的实施方式的确定屈光度的原理光学作图。附图标记说明1红外发射装置2眼镜3电源接口4夹持件5红外发射模块6环形标记具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参照附图所示的上、下、左、右。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。图1为本专利技术实施方式的一种智能手持设备的屈光度检测系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施方式提供了一种基于智能手持设备的屈光度检测系统，可以包括：眼镜2；红外发射装置1，用于发射单色光线；以及智能手持设备，该智能手持设备包括摄像头和显示屏，当使用者穿戴眼镜2后，智能手持设备用于使用摄像头实时计算摄像头与眼镜2之间的距离，当该距离达到预定距离时，操作摄像头拍下使用者的至少眼部图像，并对图像进行分析以确定使用者的眼睛的屈光度。在本专利技术的实施方式中，红外发射装置1可以包括：红外发射模块5，用于发射单色光线；红外发射模块5包括能够发射波长为770nm至1mm的单色光线的点光源。在本专利技术的进一步实施方式中，点光源的外部覆盖有透光的平光片，平光片的表面涂有阻光材料，该阻光材料使得平光片的透光率在垂直方向上从靠近摄像头的一端至远离摄像头的一端从0％线性渐变至100％。在本专利技术的进一步实施方式中，红外发射装置1还可以包括：用于连接红外发射模块5与手持智能设备的电源接口3的电源线；以及用于将红外发射模块5固定到手持智能设备的夹持件4。智能手持设备的示例可以包括但不限于：智能手机、平板电脑、个人数字助理(PDA)等。夹持件4可以包括例如固定夹，固定夹的顶端可以具有一空缺，用于在固定夹夹持在智能手持设备(例如智能手机)上时能够暴露出摄像头由此不会遮挡摄像头拍摄。当红外发射模块5固定到手持智能设备时，红外发射模块5最前端的点光源与摄像头之间的距离可以为2mm至5mm，优选为2mm。为了在操作中能够便利地将摄像头与使用者的面部对准，眼镜2的镜片上可以设置有环形标记6(例如圆环)。在本专利技术的实施方式中，眼镜2的镜片可以是度数为+4.07D(屈光度)的正透镜，其作用将在下文进一步描述。本专利技术的实施方式的屈光度检测系统的操作步骤可以如下。1、将电源接口3插入手持设备的相应接口，此时红外发射模块5开始发射红外光线。2、将夹持件4夹在手持设备的外壳上，且最前端的红外光源与手机摄像头之间的距离可以控制在2mm，夹持件4长轴与手持设备边缘垂直。3、进入暗室环境。4、打开预装在手持设备中的相应的软件，开启手持设备的拍照功能(例如智能手机的自拍功能)，此时在手持设备的屏幕上可以看到黑白画面。5、戴上眼镜2。6、根据眼镜2表面圆环6的大小，与软件可以实时计算眼镜2与手持设备之间的距离；当距离为25cm时，操作者的注视方向应尽量朝向手持设备的摄像头，然后拍下照片。7、软件自动对图片进行瞳孔识别和图像分析；可计算-1D以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能手持设备的屈光度检测系统，其特征在于，包括：眼镜；红外发射装置，用于发射单色光线；以及智能手持设备，该智能手持设备包括摄像头和显示屏，当使用者穿戴所述眼镜后，所述智能手持设备用于使用摄像头实时计算摄像头与眼镜之间的距离，当所述距离达到预定距离时，操作所述摄像头拍下所述使用者的至少眼部图像，并对图像进行分析以确定所述使用者的眼睛的屈光度。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手持设备的屈光度检测系统，其特征在于，包括：眼镜；红外发射装置，用于发射单色光线；以及智能手持设备，该智能手持设备包括摄像头和显示屏，当使用者穿戴所述眼镜后，所述智能手持设备用于使用摄像头实时计算摄像头与眼镜之间的距离，当所述距离达到预定距离时，操作所述摄像头拍下所述使用者的至少眼部图像，并对图像进行分析以确定所述使用者的眼睛的屈光度。2.根据权利要求1所述的屈光度检测系统，其特征在于，所述红外发射装置包括：红外发射模块，用于发射单色光线；所述红外发射模块包括能够发射波长为770nm至1mm的单色光线的点光源。3.根据权利要求2所述的屈光度检测系统，其特征在于，所述点光源的外部覆盖有透光的平光片，所述平光片的表面涂有阻光材料，该阻光材料使得所述平光片的透光率在垂直方向上从靠近所述摄像头的一端至远离所述摄像头的一端从0％线性渐变至100％。4.根据权利要求2所述的屈光度检测系统，其特征在于，所述红外发射装置还包括：用于连接所述红外发射模块与所述手持智能设备的电源接口的电源线；以及用于将所述红外发射模块固定到所述手持智能设备的夹持件。5.根据权利要求4所述的屈光度检测系统，其特征在于，当所述红外发射模块固定到所述手持智能设备时，所述红外发射模块最前端的点光源与所述摄像头之间的距离为2mm。6.根据权利要求1所述的屈光度检测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政桦，蓝卫忠，杨智宽，
申请(专利权)人：中南大学，湖南爱尔眼视光研究所，
类型：发明
国别省市：湖南,43