一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，包括人脸识别模块，采用智能手机的前置摄像头确定预防应用对象，在已创建的用户数据库中确定匹配的标准眼屏距离数据；图像采集模块，目标用户通过智能手机的前置摄像头在标准眼屏距离拍摄人脸照片并存入数据库；单目相机测距模块，测算图像采集模块拍摄的照片中目标用户人脸的像素面积，获取比例系数，当人脸在前置摄像头中偏移至其他位置时，根据像素面积估算对应的眼屏距离；定时提示模块，前置摄像头定时采集人像，对人脸识别模块无法识别的人像及单目相机测距模块测量的眼屏距离超过标准眼屏距离的情况进行提示。与现有技术相比，本发明专利技术具有便携、实时、实现条件简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统
本专利技术涉及近视预防器
，尤其是涉及一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统。
技术介绍
当前，我国近视已经越来越普遍，并且趋于低龄化。视力保护主要是通过减少看电子屏幕的时间，在旁人的督促下矫正书写阅读姿势，滴眼药水，食用视力保护药物，以及做眼保健操等措施实现。随着日常生活的网络化智能化，智能手机已经成为通信、教育、工作、休闲娱乐等日常生活中必不可少的一个环节，通过减少观看电子屏幕、旁人提醒、食用视力保护药物等措施避免智能手机屏幕造成的视力伤害显然不现实。虽然已有人提出利用摄像头测距的深度检测预防近视，但该方法需要配备较高的设备环境要求，对于日常应用并不便携，实现条件也十分不容易达到。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，该系统基于智能手机实现，包括：用户信息创建模块，对使用智能手机的用户创建对应的用户信息。图像采集模块，目标用户通过智能手机的前置单目摄像头实时拍摄人脸照片并存入数据库。人脸识别模块，采用智能手机的前置摄像头确定预防应用对象，确认对象身份，并在已创建的用户数据库中确定匹配的标准眼屏距离数据，对标准眼屏距离数据下及不同眼屏距离下的用户图像进行人脸识别处理，获取人脸识别图像。图像处理模块，对图像采集模块采集的图像进行处理，获取实时眼屏距离数据，将实时眼屏距离数据与标准眼屏距离数据进行比较，判断是否需要进行预防近视警示。所述标准眼屏距离数据对应标准比例系数，该系数为目标用户人脸像素面积与拍摄照片的全像素面积的比值。定时提示模块，控制前置摄像头定时采集人像，并对人脸识别模块无法识别的人像及单目相机测距模块测量的眼屏距离超过标准眼屏距离的情况进行提示。具体地，所述图像采集模块具体执行以下操作：用户创建信息后，首先调用智能手机的前置单目摄像头，在标准眼屏距离下根据对比度法确定标准焦距f标准后，采集人脸标准距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块；当用户的人脸在前置单目摄像头中移动至任意位置时，图像采集模块利用对比度法确定实时焦距fi后，采集不同眼屏距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块。进一步地，所述图像处理模块包括：图像透视校正单元，对通过智能手机的前置摄像头采集的人脸照片进行透视变换校正，将校正后的图像的所有坐标点映射至新图像；单目相机测距单元，测算图像采集模块拍摄的照片中目标用户人脸的像素面积，获取实施比例系数，将实施比例系数与标准比例系数进行比较，判断是否需要进行预防近视警示。具体地，所述单目相机测距单元根据标准眼屏距离数据计算标准比例系数值，并将其存入数据库；对于接收的不同眼屏距离下的用户图像，根据不同情况下的人脸识别图像，计算出实时比例系数值，然后将该数据存入数据库，并对实时比例系数值与标准比例系数值进行比较。若实时比例系数值>标准比例系数值，则判断人脸距离智能手机过远，若实时比例系数值<标准比例系数值，则判断人脸距离智能手机过近，触发定时提示模块。进一步地，所述图像透视校正单元利用透视变换原理将用户成像投影规律进行变换，并对产生畸变的图像进行修复和校正。图像透视校正单元进行透视变换校正的具体内容为：利用透视校正计算出智能手机的前置摄像头采集的人脸照片中四个角点坐标与标准图像的四个角点坐标的对应关系，并利用矩阵变换将校正后的图像的所有坐标点映射至新图像。进一步地，所述人脸识别模块对标准眼屏距离数据下及不同眼屏距离下的用户图像利用DCNN检测人脸关键部位，进行人脸识别处理，获取人脸识别图像。本专利技术基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统执行眼屏距离提示预防近视过程的具体步骤包括：S1：通过智能手机的前置摄像头在提示下采集用户标准眼屏人像照片，建立用户个人化信息数据库，并测算照片中目标用户人脸的像素面积，获取比例系数K；S2：当目标用户允许通过前置摄像头采集自己的人脸图像时，首先进行人脸识别，确定在已创建用户数据库中相应匹配的标准眼屏距离数据；S3：对通过前置摄像头实时采集的人脸照片进行透视变换校正，利用透视校正计算出人像的四个角点坐标与标准图像的四个角点坐标的对应关系，进而利用矩阵变换将变形图像的所有坐标点全部映射至新图像中；S4：将后期定时获取的人像像素面积占比与标准眼屏距离对应的人像像素面积占比进行比较，若占比不一致，则控制智能手机对眼屏距离过近的情况进行提示。与现有技术相比，本专利技术充分应用了机器视觉的单目相机测距功能，利用智能手机的前置摄像头，能够进行便携实时的眼屏距离测量提示，以尽可能减少电子屏幕对视力的伤害，实现条件简单，能够帮助人们在无法避免使用电子产品时候，矫正不良的持手机姿势，一定程度上降低其对视力的危害；相对于其他应用机器视觉的视力矫正产品而言，本专利技术系统的适用环境更广泛，无需额外的大型设备辅助，且便于操作，适用人群也更广泛。附图说明图1为实施例中基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统的结构示意图；图2为实施例中基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统的原理流程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例机器视觉技术目前已相对成熟，而智能手机不断提高的计算能力以及装备在手机上的传感器的性能的不断改进提高使很多应用的开发成为可能，可以通过安装应用将智能手机变成一款距离测量工具。基于该思路，本专利技术涉及一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，用于测定手持智能手机的眼屏距离，及时矫正阅读电子屏幕的不当姿势，减少损害视力的可能性。如图1所示，基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，包括：1、用户信息创建模块，用于对使用智能手机的用户创建对应的用户信息。2、数据库：用于存储创建的用户信息，根据人脸识别模块处理后的人脸数据建立用户个人化信息数据库，并存储标准眼屏距离数据。标准眼屏距离数据预先存储至数据库中。3、图像采集模块：用户创建信息后，该模块首先调用智能手机单目摄像头，在标准眼屏距离下根据对比度法确定焦距f标准，并将其录入数据库中。然后采集人脸标准距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块。当用户的人脸在前置相机中挪到任意位置时，图像采集模块利用对比度法确定实时焦距fi，将所得的实时焦距fi录入数据库。采集不同眼屏距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块。4、人脸识别模块：采用智能手机的前置摄像头确定预防应用对象，确认对象身份，对人脸标准距离下即不同眼屏距离下的用户图像利用DCNN检测人脸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，该系统基于智能手机实现，其特征在于，包括：/n用户信息创建模块，对使用智能手机的用户创建对应的用户信息；/n图像采集模块，目标用户通过智能手机的前置单目摄像头实时拍摄人脸照片并存入数据库；/n人脸识别模块，采用智能手机的前置摄像头确定预防应用对象，确认对象身份，并在已创建的用户数据库中确定匹配的标准眼屏距离数据，对标准眼屏距离数据下及不同眼屏距离下的用户图像进行人脸识别处理，获取人脸识别图像；/n图像处理模块，对图像采集模块采集的图像进行处理，获取实时眼屏距离数据，将实时眼屏距离数据与标准眼屏距离数据进行比较，判断是否需要进行预防近视警示；/n定时提示模块，控制前置摄像头定时采集人像，并对人脸识别模块无法识别的人像及单目相机测距模块测量的眼屏距离超过标准眼屏距离的情况进行提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，该系统基于智能手机实现，其特征在于，包括：
用户信息创建模块，对使用智能手机的用户创建对应的用户信息；
图像采集模块，目标用户通过智能手机的前置单目摄像头实时拍摄人脸照片并存入数据库；
人脸识别模块，采用智能手机的前置摄像头确定预防应用对象，确认对象身份，并在已创建的用户数据库中确定匹配的标准眼屏距离数据，对标准眼屏距离数据下及不同眼屏距离下的用户图像进行人脸识别处理，获取人脸识别图像；
图像处理模块，对图像采集模块采集的图像进行处理，获取实时眼屏距离数据，将实时眼屏距离数据与标准眼屏距离数据进行比较，判断是否需要进行预防近视警示；
定时提示模块，控制前置摄像头定时采集人像，并对人脸识别模块无法识别的人像及单目相机测距模块测量的眼屏距离超过标准眼屏距离的情况进行提示。


2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，其特征在于，所述标准眼屏距离数据对应标准比例系数，该系数为目标用户人脸像素面积与拍摄照片的全像素面积的比值。


3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：
图像透视校正单元，对通过智能手机的前置摄像头采集的人脸照片进行透视变换校正，将校正后的图像的所有坐标点映射至新图像；
单目相机测距单元，测算图像采集模块拍摄的照片中目标用户人脸的像素面积，获取实施比例系数，将实施比例系数与标准比例系数进行比较，判断是否需要进行预防近视警示。


4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，其特征在于，所述图像采集模块具体执行以下操作：
用户创建信息后，首先调用智能手机的前置单目摄像头，在标准眼屏距离下根据对比度法确定标准焦距f标准后，采集人脸标准距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块；当用户的人脸在前置单目摄像头中移动至任意位置时，图像采集模块利用对比度法确定实时焦距fi后，采集不同眼屏距离下的用户图像，将该图像发送至人脸识别模块。


5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的眼屏距离提示预防近视系统，其特征在于，所述单目相机测距单元根据标准眼屏距离数据计算标...

【专利技术属性】
技术研发人员：左楠楠，高桂革，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31