一种眨眼检测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种眨眼检测方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括：利用热传感器获取受测者从睁眼到闭眼瞬间眼球和眼皮形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激对应的第一检测值，以及闭眼到睁眼瞬间眼皮和眼球形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激对应的第二检测值，并将二者转换成两个矩形波信号，以矩形波之间的时间差值的绝对值作为眨眼参数，与标准眨眼时间阈值进行对比，眨眼参数在标准眨眼时间阈值范围内时，判断出现一次眨眼。该方法既能够提高眨眼检测准确率和检测精度，又能降低成本、降低功耗和简化结构。降低功耗和简化结构。降低功耗和简化结构。

【技术实现步骤摘要】
一种眨眼检测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种眨眼检测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]眨眼动作可以认为是保护性的“角膜反射”，也可以认为是不知不觉中的“自主性运动”。经统计，一个人每分钟要眨眼10余次，每次眨眼时长大约为0.3
‑
0.4秒钟，每两次眨眼之间相隔约2.8
‑
4.0秒。通过眨眼动作能够将泪液均匀地分布在角膜和结膜上，保证眼球不干燥，保持角膜光泽。眨眼动作还能使视网膜及眼肌获得暂时的休息，同时清除结膜囊灰尘及细菌。但如果不眨眼，眼球上的泪膜就会很快地蒸发，我们就会觉得眼睛干涩不舒服、刺痛、流泪。
[0003]眨眼频率是医生判断病人昏迷深浅的重要依据之一，同时也可以帮助医生诊断各类疾病，比如眨眼频率的异常会影响泪液分泌、泪液蒸发速度甚至改变泪液成分，严重时就可引发“干眼症”等眼部疾病。眨眼频率还可以用来帮助判断人的疲劳程度等。
[0004]目前，眨眼检测的方法常见的有：
[0005]1、利用成像装置来获取眼部图像，再通过单片机进行处理分析，但是光源投射计算周期长、相机成本较高、功耗大、结构较复杂；
[0006]2、利用体动检测芯片发射电磁波，并接收和检测经过人体反射回的电磁波，将检测结果以电压的方式输出，进而通过输出电压的波动来检测眨眼，但是体动检测芯片发出和接收电磁波过程中容易受外界电磁波和人体运动干扰，存在检测准确率低且检测技术复杂的问题；
[0007]3、向眼部发射红外线信号，通过检测从眼部反射回来的红外线信号的幅值变化来判断眨眼动作，但由于信号的发送和接收容易受到人眼球角膜高度、眼皮高度、睫毛长短等的影响，所以会存在误判的风险，且红外线照射到眼睛会影响眼部健康，不易使用。
[0008]根据上述现有技术的缺点，本专利技术提供了一种既能够提高眨眼检测准确率和检测精度，又能降低成本、降低功耗和简化结构的眨眼检测方法和装置。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种眨眼检测方法、装置、设备及存储介质，本专利技术既能够提高眨眼检测准确率和检测精度，又能降低成本和简化结构。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0011]第一方面，提供了一种眨眼检测方法，包括以下步骤：
[0012]利用热传感器获取受测者眨眼瞬间眼皮和眼球的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号，包括从睁眼到闭眼瞬间眼球和眼皮形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第一检测值，以及闭眼到睁眼瞬间眼皮和眼球形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第二检测值；
[0013]将获取的电压冲激信号的所述第一检测值和所述第二检测值转化成波形规则的第一矩形波信号和第二矩形波信号；
[0014]计算所获取的所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号之间的时间差值，以所述时间差值的绝对值作为眨眼参数，将所述眨眼参数与标准眨眼时间阈值进行对比，当所述眨眼参数在所述标准眨眼时间阈值范围内时，判断出现一次眨眼。
[0015]进一步地，所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号分别通过对电压冲激信号的所述第一检测值和所述第二检测值进行前置放大、交流耦合、后置放大耦合、全波精密整流滤波、电压比较后得到。
[0016]进一步地，标准眨眼时间阈值设定为0.1～0.6秒。
[0017]进一步地，在睁眼状态下，所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号先出现的为闭眼信号。
[0018]进一步地，还包括：每判断出现一次眨眼，则眨眼次数加一，并统计计算眨眼频率、睁/闭眼时间。
[0019]第二方面，提供了一种眨眼检测装置，包括：
[0020]热传感检测模块，用于利用热传感器采集受测者眨眼瞬间眼皮和眼球的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号，包括从睁眼到闭眼瞬间眼球和眼皮形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第一检测值，以及闭眼到睁眼瞬间眼皮和眼球形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第二检测值；
[0021]眨眼检测参数转换模块，用于将所获取的电压冲激信号的第一检测值和第二检测值转化成波形规则的第一矩形波信号和第二矩形波信号；
[0022]眨眼判定模块，用于计算所获取的第一矩形波信号和第二矩形波信号之间的时间差值，以所述时间差值的绝对值作为眨眼参数，将所述眨眼参数与标准眨眼时间阈值进行对比，眨眼参数在标准眨眼时间阈值范围内时，判断出现一次眨眼。
[0023]进一步地，所述眨眼检测参数转换模块包括依次连接的前置放大电路、交流耦合电路、后置放大耦合电路、全波精密整流滤波电路、电压比较电路。
[0024]进一步地，所述前置放大电路以差分形式实现，作用是放大差模电压，抑制共模电压，其包括第一运算放大器U1A，第一电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4；其中，第一运算放大器U1A用来放大原始电压冲激信号，输出至下一级电路；第一电容C1用来提供密勒补偿，消除放大电路的自激反应，使前置放大电路稳定工作；第一至第四电阻组成平衡桥，成比例放大电压冲激信号，第一电阻R1的阻值与第三电阻R3的阻值相等，第二电阻R2的阻值与第四电阻R4的阻值相等，放大倍数等于第四电阻R4的阻值和第三电阻R3的阻值之比；
[0025]所述交流耦合电路用于滤除电压冲激信号中的直流分量，其包括第二电容C2，用来滤除电压冲激信号中的直流分量，将电压冲激信号转化成交流信号，并将电压冲激信号耦合至下一级电路；
[0026]所述后置放大耦合电路以反向比例放大来实现，且和前置放大电路串联，组成多级放大器，对微弱的电压冲激信号再次进行放大，直到达到所需的电压并传输到下一级电路，所述后置放大耦合电路包括第二运算放大器U1B，第三电容C3，第四电容C4，第五至第八电阻R5、R6、R7、R8，其中第二运算放大器U1B用来反向比例放大前一级交流耦合电路输出的
电压冲激信号；第三电容C3用来提供密勒补偿，消除放大电路的自激反应，使后置放大电路稳定工作；第四电容C4用来将放大后的电压冲激信号耦合到下一级电路；第五电阻R5和第六电阻R6组成反向比例放大电路，放大电压冲激信号，第七电阻R7和第八电阻R8抬升电压冲激信号的直流电平，保证放大后的电压冲激信号始终高于地电位；
[0027]所述全波精密整流滤波电路利用运算放大器和二极管将方向、大小都在时刻变化的微弱交流电信号转换成方向不变、大小在变的单向脉动直流电信号，再经过滤波电路，将脉动直流电信号转换成幅值平滑稳定的直流电信号，所述全波精密整流滤波电路包括第三运算放大器U2A，第四运算放大器U2B，第一二极管D1，第二二极管D2，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第九至第十四电阻R23、R24、R12、R9、R10、R11，其中，第三运算放大器U2A、第一二极管D1、第五电容C5及第九至第十一电阻R23、R24、R12组成第一精密整流电路，第四运算放大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种眨眼检测方法，其特征在于，包括以下步骤：利用热传感器获取受测者眨眼瞬间眼皮和眼球的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号，包括从睁眼到闭眼瞬间眼球和眼皮形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第一检测值，以及闭眼到睁眼瞬间眼皮和眼球形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第二检测值；将获取的电压冲激信号的所述第一检测值和所述第二检测值转化成波形规则的第一矩形波信号和第二矩形波信号；计算所获取的所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号之间的时间差值，以所述时间差值的绝对值作为眨眼参数，将所述眨眼参数与标准眨眼时间阈值进行对比，当所述眨眼参数在所述标准眨眼时间阈值范围内时，判断出现一次眨眼。2.根据权利要求1所述的眨眼检测方法，其特征在于，所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号分别通过对电压冲激信号的所述第一检测值和所述第二检测值进行前置放大、交流耦合、后置放大耦合、全波精密整流滤波、电压比较后得到。3.根据权利要求1所述的眨眼检测方法，其特征在于，标准眨眼时间阈值设定为0.1～0.6秒。4.根据权利要求1～3任一项所述的眨眼检测方法，其特征在于，在睁眼状态下，所述第一矩形波信号和所述第二矩形波信号先出现的为闭眼信号。5.根据权利要求1所述的眨眼检测方法，其特征在于，还包括：每判断出现一次眨眼，则眨眼次数加一，并统计计算眨眼频率、睁/闭眼时间。6.一种眨眼检测装置，其特征在于，包括：热传感检测模块，用于利用热传感器采集受测者眨眼瞬间眼皮和眼球的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号，包括从睁眼到闭眼瞬间眼球和眼皮形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第一检测值，以及闭眼到睁眼瞬间眼皮和眼球形成的热辐射感应差值转化成的电压冲激信号对应的第二检测值；眨眼检测参数转换模块，用于将所获取的电压冲激信号的第一检测值和第二检测值转化成波形规则的第一矩形波信号和第二矩形波信号；眨眼判定模块，用于计算所获取的第一矩形波信号和第二矩形波信号之间的时间差值，以所述时间差值的绝对值作为眨眼参数，将所述眨眼参数与标准眨眼时间阈值进行对比，眨眼参数在标准眨眼时间阈值范围内时，判断出现一次眨眼。7.根据权利要求6所述的眨眼检测装置，其特征在于，所述眨眼检测参数转换模块包括依次连接的前置放大电路、交流耦合电路、后置放大耦合电路、全波精密整流滤波电路、电压比较电路。8.根据权利要求7所述的眨眼检测装置，其特征在于，所述前置放大电路包括第一运算放大器U1A，第一电容C1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4；其中，第一运算放大器U1A用来放大原始电压冲激信号，输出至下一级电路；第一电容C1用来提供密勒补偿，消除前置放大电路的自激反应，使前置放大电路稳定工作；第一至第四电阻组成平衡桥，成比例放大电压冲激信号，第一电阻R1的阻值与第三电阻R3的阻值相等，第二电阻R2的阻值与第四电阻R4的阻值相等，放大倍数等于第四电阻R4的阻值和第三电阻R3的阻值之比；
所述交流耦合电路包括第二电容C2，用来滤除电压冲激信号中的直流分量，将电压冲激信号转化成交流信号，并将电压冲激信号耦合至下一级电路；所述后置放大耦合电路包括第二运算放大器U1B，第三电容C3，第四电容C4，第五至第八电阻R5、R6、R7、R8，其中第二运算放大器U1B用来反向比例放大前一级交流耦合电路输出的电压冲激信号；第三电容C3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何彦，刘超超，刘颖怡，康焕敏，杨雅蕾，
申请(专利权)人：可孚医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：