CN111444789B - 一种基于视频感应技术的近视预防方法及其*** - Google Patents

Abstract

本发明适用于视频感应技术领域，提供了一种基于视频感应技术的近视预防方法，包括步骤：实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。还提供了一种基于视频感应技术的近视预防***。借此，本发明能够实时更新用户眼睛与被注视点的实际用眼距离，及时提醒纠正用户的阅读姿势，起到预防近视的作用。

Description

一种基于视频感应技术的近视预防方法及其***

技术领域

本发明涉及视频感应技术领域，尤其涉及一种基于视频感应技术的近视预防方法及其***。

背景技术

中国青少年儿童患近视的比例全球最高。根据国家卫生健康委员会在2019年四月底发表的报告，全国青少年儿童近视率高达53.36％，而且近视比例随年龄成长上升，高中学生约81％患有近视。防近视已经成为当今青少年儿童健康成长的一大课题。

国内和国外研究普遍认为不正确的用眼方式会造成青少年儿童患上近视，这包括：1、用眼距离过近，2、用眼时间过长，3、左右眼睛不平均用眼。不正确用眼方式会导致眼球肌肉压力增加，眼球变长；长期持续会导致眼晴失去调节力，眼屈光不正，无法聚焦于近物，最后形成近视。

中国专利CN104077583A公开了一种基于摄像头防近视装置，其要求用户在初次校对时，自行判断其与电子装置之间的适当距离，并通过装置的摄像头摄取一张用户图像作为标准图像，用来设定符合标准的人脸与屏幕的距离；运作时摄像头持续摄取用户的图像，并与标准图像进行比较，如果摄取的用户图像大于标准图像，即判断用户与电子装置的距离小于用户所预设的适当距离。此现有技术在使用前需作初次校对，以获取标准图像进行距离判断，缺乏自动化深度感应***获取实际的深度距离数据，也不能自动化地执行护眼准则所规定的用眼距离进行检测；同时，此现有技术只检测用户与摄像头之间的距离，并非准确检测用户左右眼睛与注视点如桌面上书本的实际距离；如果用户在使用期间移动了摄像头装置或桌面书本位置，此现有技术依赖的标准图像会不再具备比较价值，所作出的距离判断也不准确。

综上可知，现有的方法在实际使用上，存在着较多的问题，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于视频感应技术的近视预防方法及其***，能够实时更新用户眼睛与被注视点的实际用眼距离，及时提醒纠正用户的阅读姿势，起到预防近视的作用。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于视频感应技术的近视预防方法，包括：

摄像识别步骤，实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

眼球追踪步骤，识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

用眼距离步骤，计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

分析反馈步骤，分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。

优选的是，所述分析反馈步骤之后还包括：

反馈信息处理步骤，接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防方法，所述眼球追踪步骤包括：

眼球识别步骤，解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；

眼球坐标步骤，在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；

注视角度步骤，计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防方法，所述用眼距离步骤包括：

深度感应计算步骤，根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；

用眼距离换算步骤，根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防方法，所述分析反馈步骤包括：

左右眼球距离比较步骤，比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值；和/或

时间记录步骤，分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防方法，所述分析反馈步骤还包括：

第一分析反馈步骤，分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；

第二分析反馈步骤，若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；

第三分析反馈步骤，若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

更好的是，所述摄像识别步骤包括：

实时摄取步骤，实时摄取映入镜头内的主图像；

人脸图像步骤，解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；

人脸识别步骤，根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。

还提供了一种基于视频感应技术的近视预防***，包括：

摄像识别单元，用于实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

眼球追踪单元，用于识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

用眼距离单元，用于计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

分析反馈单元，用于分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。

优选的是，还包括有：

反馈信息处理单元，用于接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防***，所述眼球追踪单元包括：

眼球识别子单元，用于解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；

眼球坐标子单元，用于在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；

注视角度子单元，用于计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防***，所述用眼距离单元包括：

深度感应计算子单元，用于根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；

用眼距离换算子单元，用于根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防***，所述分析反馈单元包括：

左右眼球距离比较子单元，用于比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值；和/或

时间记录子单元，用于分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间。

根据所述的基于视频感应技术的近视预防***，所述分析反馈单元还包括：

第一分析反馈子单元，用于分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；

第二分析反馈子单元，用于若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；

第三分析反馈子单元，用于若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

更好的是，所述摄像识别单元包括：

所述摄像单元，用于实时摄取映入镜头内的主图像；

人脸图像子单元，用于解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；

人脸识别子单元，用于根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。

本发明所述的基于视频感应技术的近视预防方法主要应用于青少年儿童的近视预防，利用深度感应和眼球追踪技术，通过视频跟踪用户的眼睛，计算其左右眼睛分别与书本的距离，同时根据近视预防的护眼准则，判断用户的用眼距离和用眼时间是否适当。如果检测到用户长时间短距离进行阅读或书写，***会实时对用户发出提示，达到帮助青少年儿童预防近视的目的。

附图说明

图1为本发明第一实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的步骤流程图；

图2为本发明第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的步骤流程图；

图3为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的优选所述眼球追踪步骤的流程图；

图4为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的优选所述用眼距离步骤的流程图；

图5为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的优选所述分析反馈步骤的流程图；

图6为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法的优选所述摄像识别步骤的流程图；

图7为本发明第一实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的结构框图；

图8为本发明第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的结构框图；

图9为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的优选所述眼球追踪单元的结构框图；

图10为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的优选所述用眼距离单元的结构框图；

图11为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的优选所述分析反馈单元的结构框图；

图12为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的优选所述摄像识别单元的结构框图；

图13为本发明第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的具体工作流程示意图；

图14为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的计算摄像距离的结构示意图；

图15为本发明第一实施例或第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***的计算用眼距离的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的，本说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

图7示出本发明第一实施例所述基于视频感应技术的近视预防***100，包括有摄像识别单元10、眼球追踪单元20、用眼距离单元30以及分析反馈单元40，其中：

摄像识别单元10用于实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；眼球追踪单元20用于识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算左右眼球的注视角度；用眼距离30用于计算所述左右眼球到摄像单元101之间的摄像距离，并根据所述摄像距离与注视角度以分别计算出左右眼球到注视点之间的用眼距离；分析反馈单元40用于分析用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。通过视频感应技术用于检测用户的左右眼球，实时计算其注视角度及其左右眼球到注视点之间的用眼距离，根据现有公开的护眼规则设定对应的预防阈值进行分析，以实时检测用户的阅读姿势、坐姿以及持续阅读等是否不规范，从而进行反馈提醒，达到预防近视的作用。即使用户在运作期间移动了被注视物，如书本，改变了书本位置，***依然能够实时更新用户眼睛与书本上的被注视点的实际用眼距离，从而实现自动化感应以反馈提醒用户。

***所采集的用眼数据，不是为了惩罚用眼不正确的用户；在课堂里或家里，***可将学生的正确的用眼数据变成一个互动的多人竞赛游戏，通过和其他同学的正确用眼比赛，正面鼓励学生自觉预防近视；本发明通过眼球追踪技术，***可持续记录和分析学生在课堂上、在做家课时眼睛的注视角度和持续时间，判断学生是否注视书本或前方的课室黑板、或是眼睛游目四处不能专注，从而得出学生在学习时的专注程度的数据；***可向老师或家长作出关于学生专注程度的报告，让老师适当调整教学模式、家长作出适当的鼓励，有效培养学生的学习专注能力，长远帮助提升学生的学习成绩。

图8示出本发明第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防***200，其包括有摄像识别单元10、眼球追踪单元20、用眼距离单元30、分析反馈单元40以及反馈信息处理单元50，其与第一实施例相同的是：摄像识别单元10用于实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；眼球追踪单元20用于识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算左右眼球的注视角度；用眼距离30用于计算所述左右眼球到摄像单元101之间的摄像距离，并根据所述摄像距离与注视角度以分别计算出左右眼球到注视点之间的用眼距离；分析反馈单元40用于分析用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。与第一实施例不同之处在于：本实施例还设有反馈信息处理单元50，其用于接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号；所述多媒体信息展示信息包括但不限于声音、语音、灯光、图像信号、视频信号、和/或眼部保健和肩颈放松的练习程序等，所述功能操作信号包括但不限于用于触发电子设备的屏幕显示、功能运作、应用程序、计算机软件、和/或向预设的第三方账号(如学生的老师账号和/或家长账号)的电子设备发送提示信息等。

第一实施例或第二实施例之间各单元之间可以是有线或无线网络通讯连接，其无线通讯网络可以是无线网络、蓝牙连接、移动通信网络或其它无线通讯方法。

参见图9，本发明第一实施例或第二实施例可选的是，所述眼球追踪单元20包括有眼球识别子单元201、眼球坐标子单元202以及注视角度子单元203，其中：

眼球识别子单元201用于解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；眼球坐标子单元202用于在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；注视角度子单元203用于计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度。具体可根据图像分析技术以在人脸图像中分析识别出左眼球和右眼球，再定位出该左眼球或右眼球对应的左眼球虹膜的中心点和右眼球虹膜的中心点；以及左右眼球相对对称一侧的眼角，如左眼球左侧眼角与右眼球右侧眼角为一组，或者是左眼球右侧眼角与右眼球左侧眼角为一组；优选采用左眼球左侧眼角与右眼球右侧眼角的坐标为第二组坐标点，则第一组坐标点中的左眼球虹膜中心点，其对应的第二组坐标点为左眼球左侧眼角的坐标，右眼球虹膜中心点其对应的第二组坐标点为右眼球右侧眼角的坐标；而第一组坐标点和第二组坐标点对应的向量包括有左眼球虹膜的中心点与左眼球左侧眼角坐标对应的第一向量，以及右眼球虹膜的中心点与右眼球右侧眼角坐标对应的第二向量；分别计算出第一向量和第二向量，再根据第一向量和第二向量的变化以分析获得所述左右眼球的注视角度；进一步可根据左右眼球的注视角度分析获得所述左右眼球分别与被注视点，如书籍或屏幕等被注视物的距离。

参见图10，本发明第一实施例或第二实施例可选的是，述用眼距离单元30包括有深度感应计算子单元301和用眼距离换算子单元302，其中：

深度感应计算子单元301用于根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；用眼距离换算子单元302用于根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。参见图14，优选采用双摄像头立体影像深度感应计算出图像中某点到摄像头之间的距离，也可以采用深度感应智能摄像头实现或者还可以是其他现有技术能够实现摄像头深度感应算法的摄像头等；通过计算求得左右眼球各自对应的左摄像距离和右摄像距离，与上述计算求得的左右眼球的注视角度即可换算求得左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

所述第一实施例或第二实施例优选的是，所述分析反馈单元40包括有左右眼球距离比较单元，其用于比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值；该不均值即为左用眼距离和右用眼距离之间的差值。

更好的是，分析反馈单元40还包括有时间记录子单元，其用于分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间；所述停留时间即表示左右眼球在注视点上停留的注视时间。

参见图11，本发明第一实施例或第二实施例可选的，所述分析反馈单元40还包括有第一分析反馈子单元401、第二分析反馈子单元402以及第三分析反馈子单元403；其中：

第一分析反馈子单元401用于分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；第二分析反馈子单元402用于若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；第三分析反馈子单元403用于若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

通过分析判断左右眼球的左用眼距离和右用眼距离是否分别超过预设的距离阈值，以判断出用户是否离被注视物过近，若某一只眼睛超过预设安全距离的所述距离阈值，即生成第一反馈提醒信息，该第一反馈提醒信息用于提醒用户超过了安全注视距离，以便于用户自我纠正或者监护人进行纠正。青少年儿童很多时候因为疲劳，身体偏倚一边，不良的坐姿造成左右眼睛的与书本距离不均，长时间左右眼不平均用眼会导致其中一只眼睛疲劳过度，长期造成该只眼睛屈光不正，先患近视。通过分析判断左右眼球之间的用眼距离的不均值，以判断出用户的注视姿势是否不够标准，因此当检测到所述不均值超过了预设的不均值阈值即生成第二反馈提醒信息，进一步通过该第二反馈提醒信息提醒用户调整相应的注视姿势；当检测到用户注视的停留时间超过预设的距离阈值后，生成相应的第三反馈提醒信息，用以提醒用户进行适当休息或转移注视物等，以舒缓用眼疲劳。

参见图12，本发明第一实施例或第二实施例可选的，所述摄像识别单元10包括摄像单元101、人脸图像子单元102以及人脸识别子单元103，其中：

所述摄像单元101用于实时摄取映入镜头内的主图像；人脸图像子单元102用于解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；人脸识别子单元103用于根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。通过人脸识别功能，***可检测所采集的上述用眼距离、用眼时间和左右用眼距离不均值是否属于同一个用户，增加数据的可靠性。

优选采用两个配置相同摄像头组成一个遥距的摄像单元101；两个摄像头左右平排固定(如图14)，镜头上仰角度调整至可拍摄用户的整个面部(如30度仰角)；摄像单元101放置在被注视物(如书本)上方，并与书本处于同一水平面上(如书桌桌面)；被注视物包括但不限于电子和非电子书本、书写本、物品、等。两个摄像头同步拍摄用户的图像；上述两张用户图像通过无线或有线通讯网络，传送到相应的功能单元进行下一步运作。

参见图15，利用现有公开的眼球追踪技术算法，根据眼球位置座标计算用户其中一只眼球的注视角度(∠FEB)；根据现有公开的双镜头立体影像深度算法，计算出该只眼球与摄像头之间距离(z)；根据该只眼球于照片上的坐标位置，计算出该只眼球与摄像头之角度(∠ECF)；通过该只眼球与摄像头之间距离(z)和该只眼球与摄像头之角度(∠ECF)，计算出该只眼球的垂直高度(h)；如果∠FEB数值小于(90°-∠ECF)的数值，即代表用户的眼睛注视点可能落在桌面的书本上，***计算出该只眼球与书本上的眼睛注视点的距离(t1)，t1值为该只眼睛的用眼距离；同理，计算用户另外一只眼睛与书本上的眼睛注视点的距离(t2)，t2值为该只眼睛的用眼距离。

本发明第一实施例或第二实施例所述的***可以是计算机、手机、电子阅读器、平板计算机、嵌入式***或其它计算器等。

图1示出本发明第一实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法，包括步骤：

S101：摄像识别步骤，实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

S102：识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

S103：计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

S104：分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户。反馈的目的是为达到提醒用户及时调整与书本的用眼距离，纠正坐姿，避免用户因为用眼距离过近、用眼时间过长、和/或左右眼睛不平均用眼造成近视；***通过改善用户的阅读或书写姿势，保护用户的视力健康。

本方法主要应用于青少年儿童的近视预防。通过眼球追踪技术，可持续记录和分析学生在课堂上、在做家课时眼睛的注视角度和持续时间，判断学生是否注视书本或前方的课室黑板、或是眼睛游目四处不能专注，从而得出学生在学习时的专注程度的数据；***可向老师或家长作出关于学生专注程度的报告，让老师适当调整教学模式、家长作出适当的鼓励，有效培养学生的学习专注能力，长远帮助提升学生的学习成绩。

图2示出本发明第二实施例所述基于视频感应技术的近视预防方法，包括步骤：

S101：摄像识别步骤，实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

S102：识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

S103：计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

S104：分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户；

S105：接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号。所述多媒体信息展示信息包括但不限于声音、语音、灯光、图像信号、视频信号、和/或眼部保健和肩颈放松的练习程序等，所述功能操作信号包括但不限于用于触发电子设备的屏幕显示、功能运作、应用程序、计算机软件、和/或向预设的第三方账号(如学生的老师账号和/或家长账号)的电子设备发送提示信息等。

本发明第一实施例或第二实施例可选的，参见图3，所述步骤S102包括：

S1021：解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；

S1022：在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；

S1023：计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度。

本发明第一实施例或第二实施例可选的，参见图4，所述步骤S103包括：

S1031：根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；

S1032：根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

参见图15，利用现有公开的眼球追踪技术算法，根据眼球位置座标计算用户其中一只眼球的注视角度(∠FEB)；根据现有公开的双镜头立体影像深度算法，计算出该只眼球与摄像头之间距离(z)；根据该只眼球于照片上的坐标位置，计算出该只眼球与摄像头之角度(∠ECF)；通过该只眼球与摄像头之间距离(z)和该只眼球与摄像头之角度(∠ECF)，计算出该只眼球的垂直高度(h)；如果∠FEB数值小于(90°-∠ECF)的数值，即代表用户的眼睛注视点可能落在桌面的书本上，***计算出该只眼球与书本上的眼睛注视点的距离(t1)，t1值为该只眼睛的用眼距离；同理，计算用户另外一只眼睛与书本上的眼睛注视点的距离(t2)，t2值为该只眼睛的用眼距离。

优选的是，所述步骤S104包括：

左右眼球距离比较步骤，比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值。***计算t1和t2的差值，所采集的数据为上述用户眼睛的左右用眼距离不均值。

更好的是，所述步骤S104包括：

时间记录步骤，分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间。

本发明第一实施例或第二实施例可选的，参见图5，所述步骤S104还包括：

S1041：分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；

S1042：若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；

S1043：若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

本发明第一实施例或第二实施例可选的，参见图6，所述步骤S101包括：

S1011：实时摄取映入镜头内的主图像；

S1012：解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；

S1013：根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。由于***具有人脸识别功能，***可检测所采集的上述用眼距离、用眼时间和左右用眼距离不均值是否属于同一个用户，增加数据的可靠性。

本发明第二实施例优选的具体实施步骤流程，如图13所示，利用深度感应和眼球追踪技术，通过视频跟踪用户的眼睛，计算其左右眼睛分别与书本的距离，同时根据近视预防的护眼准则，判断用户的用眼距离、左右用眼距离不均值以及停留时间是否适当；如果检测到用户长时间短距离进行阅读或书写，***会实时对用户发出提示，达到帮助青少年儿童预防近视的目的。

本发明第一实施例或第二实施例所述的方法可在学校课室和家庭学习两个场景中应用；通过持续检测学生的用眼距离、用眼时间和左右用眼距离不均值，并实时对学生、老师或家长作出提示，避免学生长时间近距离读写，造成眼睛疲劳，起到预防近视的效果，长远可帮助改善学生建立正确的阅读或书写姿势，保护视力健康。根据学生的用眼距离和用眼时间数据，老师可适当地调整课程，避免学生长时间的读写；家长在家可以及时管教，防止孩子眼睛过于接近书本；对于学生，***可通过设立正确用眼比赛，让同学之间互相竞赛和提醒，潜移默化地培养学生在阅读和书写时有一个正确的用眼习惯。还可通过记录和分析学生在课堂上、在做家课时眼睛的注视角度和持续时间，判断学生是否注视书本或课室黑板、或是眼睛游目四处不能专注，从而得出学生在学习时的专注程度的数据。

本发明可通过比较该学生眼睛专注程度的历史记录数据，了解学生学习态度的变化。如果专注程度提高了，可表示学生的学习兴趣提升了；反之，可表示学生对学习内容无兴趣。***一方面可向老师或家长作出报告，让老师或家长及时作出适当的鼓励和教导；另一方面，通过了解学生的学习兴趣，***可以帮助老师找到适合学生的教学模式，家长找到促进孩子学习专注度的方式，学生找到学习乐趣。

更好的是，本发明可应用在防止青少年学生沉迷游戏的措施上。学生因长时间近距离注视游戏屏幕，可导致眼睛疲劳，造成近视，***可发出警告、甚至发出功能操作反馈信号，直接关闭电子设备屏幕的游戏显示。

可选的，本发明可应用在有过度活跃症和读写障碍症的病患治疗。通过分析用户的读写模式和专注程度数据，帮助治疗师找出合适的有效的训练。

可选的，本发明还可应用于互动展览，通过检测参观者观看展品时的阅读模式和专注程度，了解展品的吸引性，并可发出反馈信号，调整多媒体信息展示，实时地与参观者进行展览互动。

可选的，在商品推广应用方面，本发明可利用深度感应技术，计算消费者的眼睛与商品的距离，通过检测消费者注视商品的拉近距离和拉近速度，获取消费者对商品的关注程度。

可选的，在互动广告应用方面，本发明可根据消费者眼睛注视广告的距离，发出反馈信号，调整多媒体信息展示，并因应消费者注视广告的距离调整互动广告。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

根据本发明的方法可以作为计算机实现方法在计算机上实现、或者在专用硬件中实现、或以两者的组合的方式实现。用于根据本发明的方法的可执行代码或其部分可以存储在计算机程序产品上。计算机程序产品的示例包括存储器设备、光学存储设备、集成电路、服务器、在线软件等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上以便当所述程序产品在计算机上执行时执行根据本发明的方法的非临时程序代码部件。

在优选实施例中，计算机程序包括适合于当计算机程序在计算机上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤的计算机程序代码部件。优选地，在计算机可读介质上体现计算机程序。

综上所述，本发明所述的基于视频感应技术的方法，通过检测用户左右眼睛与注视点如桌面书本上的被注视点的实际距离，从而准确判断用户在阅读或书写时眼睛与书本是否过近。***提供一个自动化***获取深度感应数据，不需用户作初次校对，并依据近视预防的护眼准则，自动化地判断用户用眼距离是否超越了预设的近视预防阈值。如果超越了，***会实时对用户作出提示。本技术另一个优胜特点是：即使用户在运作期间移动了书本，改变了书本位置，***依然能够实时更新用户眼睛与书本上的被注视点的实际用眼距离。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于视频感应技术的近视预防方法，其特征在于，包括：

摄像识别步骤，实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

眼球追踪步骤，识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

用眼距离步骤，计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

分析反馈步骤，分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户；

所述眼球追踪步骤包括：

眼球识别步骤，解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；

眼球坐标步骤，在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；

注视角度步骤，计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度；

所述用眼距离步骤包括：

深度感应计算步骤，根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；

用眼距离换算步骤，根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

2.根据权利要求1所述的基于视频感应技术的近视预防方法，其特征在于，所述分析反馈步骤之后还包括：

反馈信息处理步骤，接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号。

3.根据权利要求1所述的基于视频感应技术的近视预防方法，其特征在于，所述分析反馈步骤包括：

左右眼球距离比较步骤，比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值；和/或

时间记录步骤，分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间。

4.根据权利要求3所述的基于视频感应技术的近视预防方法，其特征在于，所述分析反馈步骤还包括：

第一分析反馈步骤，分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；

第二分析反馈步骤，若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；

第三分析反馈步骤，若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

5.根据权利要求1所述的基于视频感应技术的近视预防方法，其特征在于，所述摄像识别步骤包括：

实时摄取步骤，实时摄取映入镜头内的主图像；

人脸图像步骤，解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；

人脸识别步骤，根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。

6.一种基于视频感应技术的近视预防***，其特征在于，包括：

摄像识别单元，用于实时摄取主图像并识别获取所述主图像中的人脸图像；

眼球追踪单元，用于识别并计算所述人脸图像中的左右眼球的位置坐标，通过所述位置坐标以计算所述左右眼球的注视角度；

用眼距离单元，用于计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离，并根据所述摄像距离和所述注视角度以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的用眼距离；

分析反馈单元，用于分析所述用眼距离和所述用眼距离的停留时间是否超过对应预设的预防阈值，若是则生成反馈提醒信息以提醒用户；

所述眼球追踪单元包括：

眼球识别子单元，用于解析辨识出所述人脸图像中的左右眼球；

眼球坐标子单元，用于在所述人脸图像中分别定位所述左右眼球的虹膜中心点的第一组坐标点以及所述左右眼球相对对称眼角的第二组坐标点；

注视角度子单元，用于计算所述左右眼球的所述第一组坐标点与所述第二组坐标点相对应的向量，分析所述向量的变化以计算出所述左右眼球的注视角度；

所述用眼距离单元包括：

深度感应计算子单元，用于根据摄像头深度感应算法以分别计算所述左右眼球到摄像单元之间的摄像距离；

用眼距离换算子单元，用于根据所述左右眼球对应的所述摄像距离和所述注视角度，以分别计算出所述左右眼球到注视点之间的左用眼距离和右用眼距离。

7.根据权利要求6所述的基于视频感应技术的近视预防***，其特征在于，还包括有：

反馈信息处理单元，用于接收所述反馈提醒信息并根据所述反馈提醒信息以触发生成多媒体展示信息和/或功能操作信号。

8.根据权利要求6所述的基于视频感应技术的近视预防***，其特征在于，所述分析反馈单元包括：

左右眼球距离比较子单元，用于比对所述左右眼球的所述用眼距离，以计算所述左右眼球的所述用眼距离之间的不均值；和/或

时间记录子单元，用于分别记录所述左右眼球的所述用眼距离的停留时间。

9.根据权利要求8所述的基于视频感应技术的近视预防***，其特征在于，所述分析反馈单元还包括：

第一分析反馈子单元，用于分析判断所述左右眼球的所述用眼距离是否超过预设的距离阈值，若是则生成第一反馈提醒信息；

第二分析反馈子单元，用于若所述用眼距离未超过所述距离阈值，则分析判断所述不均值是否超过预设的不均值阈值，若是则生成第二反馈提醒信息；

第三分析反馈子单元，用于若所述不均值未超过所述不均值阈值，则分析判断所述停留时间是否超过预设的时间阈值，若是则生成第三反馈提醒信息。

10.根据权利要求6所述的基于视频感应技术的近视预防***，其特征在于，所述摄像识别单元包括：

所述摄像单元，用于实时摄取映入镜头内的主图像；

人脸图像子单元，用于解析识别出所述主图像中的至少一人脸图像；

人脸识别子单元，用于根据所述人脸图像与预存的用户数据库内的预存人脸图像进行匹对，以匹配获得对应的用户身份信息。

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