CN113469058A - 一种预防近视的方法和移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预防近视的方法及移动设备，用于提醒用户用眼正确以预防近视，所述方法包括：当屏幕点亮时，通过前置摄像头追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

Description

一种预防近视的方法和移动设备

【技术领域】

本发明涉及用眼检测领域，特别涉及一种预防近视的方法和移动设备。

【背景技术】

在儿童的发育过程中，儿童的阅读、写作、使用各种电子设备的频率较高，近视、斜视、驼背等都是在校学生的常见病，主要原因就是学生在长期的学习过程中，坐姿不端正引起的，学生的不良习惯是长期形成的，很难单纯通过老师的提醒来解决。特别是近视眼，近年来，近视的发病率逐渐攀升，同时，近视的发病也具有发病年龄越来越低的趋势。学生在学习过程中，保持正确的坐姿、适宜的阅读观看角度、适宜的阅读光线强度和适度用眼对预防近视都极为重要。现有技术中出现了各种各样的装置或设备用于更正学生的不良用眼习惯，如坐姿矫正器及各种台灯等，以预防近视。

需要注意的是，现在越来越多的近视是由于使用移动移动设备例如手机、 ipad等导致，因此，如何在用户使用移动移动设备时，更正用户的不良用眼习惯，是当前亟需解决的问题。

【发明内容】

为了解决用户在使用移动移动设备时，由于用户的不良用眼习惯导致近视的问题，本发明提供一种预防近视的方法及移动设备。

本发明为解决上述技术问题，提供的技术方案如下：一种预防近视的方法，所述方法应用于移动设备，包括如下步骤：当屏幕点亮时，通过前置摄像头追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

优选的，所述第一提示消息用于所述用户观看距离不健康；或，所述第一提示消息用于提示所述用户观看角度不健康；或，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康。

优选的，当所述第一提示消息用于提示所述用户观看距离不健康时，所述根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：根据所述各特征点的坐标，确定所述用户的特征部位的综合成像尺寸；根据所述特征部位的综合成像尺寸和预置的标准数据，计算所述观看距离；当所述观看距离大于所述用眼安全距离时，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

优选的，所述特征部位为瞳孔，所述特征部位的综合成像尺寸为瞳孔距离，所述确定所述用户的特征部位的综合成像尺寸包括：通过以下公式计算所述用户两眼的瞳孔距离L：

其中，所述左瞳孔的坐标为(x1，y1)，所述右瞳孔的坐标为(x2，y2)。

所述计算所述观看距离包括：基于以下公式，根据所述左瞳孔和所述右瞳孔与画面原点的偏离计算横向视角和纵向视角：α＝|(x2+x1)|；β＝|(y2+y1) |；其中，所述α与所述横向视角相关，所述β与所述纵向视角相关，所述画面中心点为预先标定的坐标系原点；当所述α小于第二阈值且所述β小于第三阈值时，根据所述横向视角和所述纵向视角，计算观察角度；根据所述观察角度、所述用户两眼的瞳孔距离，通过以下公式计算所述观看距离：M＝L/cos δ；其中，所述δ用于表示所述观察角度，所述L用于表示所述用户两眼的瞳孔距离。

优选的，当所述α大于所述第二阈值或者所述β大于所述第三阈值时，向所述用户发送用于提示所述用户观看角度不健康的的第一提示消息。

优选的，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康时，所述确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：将所述人脸图像中，瞳孔中心点到人中穴进行连线并双向延长，以分割所述人脸图像；根据分割后的所述人脸图像统计肤色像素总和，分别确定左脸面积和右脸面积；根据公式 d＝(L-R)/(L+R)计算所述斜视程度，所述d用于表示所述斜视程度，所述L用于表示所述左脸面积，所述R用于表示所述右脸面积；当所述斜视程度大于第四阈值时，确定所述用户不符合正确的观看姿势。

优选的，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康时，所述确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：根据所述用户的人脸图像，确定所述用户正在观看移动设备；由手机与人脸相对空间位置，与所述移动设备中九轴陀螺仪的水平姿态数据，推断出人脸空间姿态；若所述水平姿态数据处于预设区间范围内，且人脸空间姿态处于预设区间内，判断用户是否处于侧卧姿或仰卧姿观看，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

优选的，所述第一提示消息包括：显示在所述移动移动设备的屏幕上方；或，覆盖所述移动移动设备的屏幕；或，向预设的电话号码发送信息。

本发明还提供了一种移动设备，用于预防近视，包括：摄像头，当屏幕点亮时，用于追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；处理器，用于根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；显示模块，用于当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

本申请实施例通过提供一种预防近视的方法，具体包括：当屏幕点亮时，通过前置摄像头追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。当确定用户在使用移动设备的过程中用眼不正确时，提醒所述用户保持正确用眼姿势，以预防近视。

【附图说明】

图1是本申请实施例提供的一种预防近视的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种判断用户是否符合正确的观看姿势的流程示意图。

【具体实施方式】

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决用户在使用移动移动设备时，由于用户的不良用眼习惯导致近视的问题，本发明提供一种预防近视的方法及移动设备，用于在用户使用移动设备时，提示用户更正不良用眼习惯，以预防近视。

请参阅图1，为本发明提供的一种预防近视的方式的流程图，具体包括以下步骤：

101、当屏幕点亮时，通过前置摄像头追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；

当用户在使用移动设备且移动设备的屏幕显示为亮时，通过所述移动设备的前置摄像头追踪所述用户的人脸图像。在所述前置摄像头捕捉到所述人脸图像后，在所述人脸图像上标定各特征点的坐标。需要说明的是，人脸图像中的特征点可为瞳孔、眼角特征点、眼部中心特征点等，具体此处不作限定。

另外，标定所述人脸图像上各特征点的坐标的方式有很多种，例如对所述人脸图像进行预处理，并提取预处理后的人脸图像中的角点，对所述角点进行滤波和合并，得到所述角点的连通区域；提取所述角点的连通区域的质心，具体提取方式可以为：根据预先定义的3X3模板计算当前像素点与周围像素点的亮度差异度，提取所述亮度差异度大于等于第一阈值的像素点为角点；所述3X3模板为以当前像素点为中心和所述当前像素点的左、右、上、下、左上、右上、左下和右下的像素点所构成的。再将所述提取出的质心与人脸模板进行匹配，计算所述质心与所述人脸模板的匹配概率，将所述匹配概率大于等于预定值的质心所构成的区域定位为候选人脸区，其中，所述，所述人脸模板可为矩形模板，至少包括三个点，例如每个点由(P，w，h)来表示，其中，P为点的二维坐标，w是该点左右允许出现的最大横向范围，h 是该点上下允许出现的最大纵向范围。

或者，还可以通过AI人脸识别来标定所述人脸图像上各特征点的坐标，例如，2.14点、5点、6点标注，人脸面部最关键的有5个点，分别为左右两个嘴角，两个眼的中心，鼻子，这5个关键点属于人脸内部关键点，根据它们就可以计算出人脸的姿态。当然早期也有标注4个点以及6个点的方案。2005年发布的FRGC-V2(Face Recognition Grand ChallengeVersion2.0)中标注了双眼、鼻子、嘴巴、下巴共5个关键点。2007年发布的Caltech 10000Web Faces数据集中标注了双眼、鼻子和嘴巴共4个关键点。2013年的AFW 数据集中标注了双眼、鼻子、嘴唇共6个关键点，其中嘴唇有3个点。2014 年发布的MTFL/MAFL数据集中标注了双眼、鼻子和2个嘴角共5个关键点。或者68点标注是现今最通用的一种标注方案，早期在1999年的Xm2vtsdb 数据集中就被提出，300W数据集和XM2VTS等数据集也都采用了68个关键点的方案，被OpenCV中的Dlib算法中所采用。

68个关键点的标注也有一些不同的版本，这里我们介绍最通用的Dlib 中的版本，它将人脸关键点分为内部关键点和轮廓关键点，内部关键点包含眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴共计51个关键点，轮廓关键点包含17个关键点。 Dlib所采用的68个人脸关键点标注可以看上图，单边眉毛有5个关键点，从左边界到右边界均匀采样，共5×2＝10个。眼睛分为6个关键点，分别是左右边界，上下眼睑均匀采样，共6×2＝12个。嘴唇分为20个关键点，除了嘴角的2个，分为上下嘴唇。上下嘴唇的外边界，各自均匀采样5个点，上下嘴唇的内边界，各自均匀采样3个点，共20个。鼻子的标注增加了鼻梁部分4个关键点，而鼻尖部分则均匀采集5个，共9个关键点。脸部轮廓均匀采样了17个关键点。如果把额头部分也加上去，就可以得到更多，比如 81个关键点。因此标定人脸图像上各特征点的技术为现有技术，具体此处不再赘述。

因此得到所述人脸图像上各特征点的坐标的方式有多种，具体不作限定。

102、根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；

103、若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；

在确定所述人脸图像上各特征点的坐标后，根据所述各坐标点的坐标确定所述用户是否符合正确的观看姿势，其中正确的观看姿势可以包括用户观看距离正确、观看角度正确以及观看姿态正确。具体请参见图2，为本发明提供的一种判断用户是否符合正确的观看姿势的流程示意图，包括：

1021、根据所述各特征点的坐标，确定所述用户的特征部位的综合成像尺寸

实际应用中，所述人脸图像中一组或多组所述特征点可以为瞳孔，或者与瞳孔等价的特征点，如眼角特征点、眼部中心特征点等。本申请中以特征部位为瞳孔示例，则特征部位的综合成像尺寸即为瞳孔距离，

具体的，可以通过以下公式计算所述用户两眼的瞳孔距离L：

其中，所述左瞳孔的坐标为(x1，y1)，所述右瞳孔的坐标为(x2，y2)。

1022、根据所述特征部位的综合成像尺寸和预置的标准数据，计算所述观看距离；

在确定所述用户特征部位的综合成像尺寸即两眼的瞳孔距离后，根据所述左瞳孔和所述右瞳孔与画面原点的偏离，，计算横向视角和纵向视角，具体地，通过以下公式计算所述横向视角和纵向视角：

α＝|(x2+x1)|；

β＝|(y2+y1)|；

其中，所述α用于表示与所述横向视角相关，所述β用于表示与所述纵向视角相关。

可选的，还可以通过以下方式计算横向视角和纵向视角：

α＝|(x2+x1)|；

β＝|(y2+y1)|；

其中，所述α与所述横向视角相关，所述β与所述纵向视角相关，所述画面中心点为预先标定的坐标系原点。

当所述α小于第二阈值且所述β小于第三阈值时，

为：

根据所述观察角度、所述用户两眼的瞳孔距离，计算所述观看距离。

通过以下公式计算所述观看距离：M＝L*/cosδ；其中，所述δ用于表示所述观察角度，所述L用于表示所述用户两眼的瞳孔距离。

1023、当所述观看距离大于所述用眼安全距离时，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

在得到所述观看距离后，与所述用眼安全距离进行比对，当所述观看距离大于所述用眼安全距离时，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

可选的，本申请实施例中，确定用户是否符合正确的观看姿势的方式还可以包括以下几种方式：

一、当所述α大于所述第二阈值或者所述β大于所述第三阈值时，向所述用户发送用于提示所述用户观看角度不健康的的第一提示消息。

二、将所述人脸图像中，瞳孔中心点到人中穴进行连线并双向延长，以分割所述人脸图像；根据分割后的所述人脸图像统计肤色像素总和，分别确定左脸面积和右脸面积；根据公式d＝(L-R)/(L+R)计算所述斜视程度，所述d 用于表示所述斜视程度，所述L用于表示所述左脸面积，所述R用于表示所述右脸面积；当所述斜视程度大于第四阈值时，确定所述用户不符合正确的观看姿势。

另外，在智能手机中，陀螺仪是一种传感器，它主要是用来用来检测手机姿态的，用户玩体感游戏少不了它，一些手机拍照时候的防抖也要用到它；另外手机导航有时候也会需要用到它，可以实现更好的定位。最早的陀螺仪都是机械式的，体积比较大，里面真有高速旋转的陀螺，而机械的东西对加工精度有很高的要求，还怕震动，因此机械陀螺仪为基础的导航***精度一直都不太高。在如今智能手机中的，陀螺仪传感器已经进化成一块小小的芯片了，它属于一种传感器，是加速度传感器的升级版。加速度传感器能监测和感应某一轴向的线性动作，而陀螺仪能检测和感应3D空间的线性和动作。从而能够辨认方向，确定姿态，计算角速度。

有鉴于此，本申请实施例还可以通过陀螺仪来判断用户是否符合正确的观看姿势，具体地，三、根据所述用户的人脸图像，确定所述用户正在观看移动设备；由手机与人脸相对空间位置，与所述移动设备中九轴陀螺仪的水平姿态数据，推断出人脸空间姿态；若所述水平姿态数据处于预设区间范围内，且人脸空间姿态处于预设区间内，判断用户是否处于侧卧姿或仰卧姿观看，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

综上所述，本申请实施例提供了多种确定用户是否符合正确的观看姿势的方法，可以将多种方式结合来共同集成在所述移动设备中，以更准确的确定用户观看姿态不正确，并提示用户用眼健康来预防近视。

104、当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，以提示所述用户保持正确用眼姿势。具体地，第一提示消息可以为在所述移动设备的屏幕上方显示所述第一提示消息，或者覆盖所述移动移动设备的屏幕以提示所述用户距离所述屏幕小于安全用眼距离；或，熄灭屏幕并语音播报所述第一提示消息；或向预设的电话号码发送所述第一提示消息，以进行告知。例如，当观看距离过近时，第一提示消息为观看距离不健康预警信号；或者当观看角度大于第二阈值时，第一提示消息为观看角度不健康预警信号；或者当所述斜视程度大于第三阈值时，确定所述用户不符合正确的观看姿势，则所述第一提示消息为观看姿态不健康预警信号。

另外，本申请实施例还提供了一种移动设备，用于预防近视，包括：摄像头，当屏幕点亮时，用于追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；处理器，用于根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；显示模块，用于当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

以上所述仅为本发明的一个或者若干个实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种预防近视的方法，所述方法应用于移动设备，其特征在于，包括如下步骤：

当屏幕点亮时，通过前置摄像头追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；

根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；

若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；

当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿势。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一提示消息用于所述用户观看距离不健康；

或，所述第一提示消息用于提示所述用户观看角度不健康；

或，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一提示消息用于提示所述用户观看距离不健康时，所述根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：

根据所述各特征点的坐标，确定所述用户的特征部位的综合成像尺寸；

根据所述特征部位的综合成像尺寸和预置的标准数据，计算所述观看距离；

当所述观看距离大于所述用眼安全距离时，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征部位为瞳孔，所述特征部位的综合成像尺寸为瞳孔距离，所述确定所述用户的特征部位的综合成像尺寸包括：

通过以下公式计算所述用户两眼的瞳孔距离L：

其中，所述左瞳孔的坐标为(x1，y1)，所述右瞳孔的坐标为(x2，y2)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述观看距离包括：

基于以下公式，根据所述左瞳孔和所述右瞳孔与画面原点的偏离计算横向视角和纵向视角：

α＝|(x2+x1)|；

β＝|(y2+y1)|；

其中，所述α与所述横向视角相关，所述β与所述纵向视角相关，所述画面中心点为预先标定的坐标系原点；

当所述α小于第二阈值且所述β小于第三阈值时，根据所述横向视角和所述纵向视角，计算观察角度；

根据所述观察角度、所述用户两眼的瞳孔距离，通过以下公式计算所述观看距离：

M＝L/cosδ；

其中，所述δ用于表示所述观察角度，所述L用于表示所述用户两眼的瞳孔距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述α大于所述第二阈值或者所述β大于所述第三阈值时，向所述用户发送用于提示所述用户观看角度不健康的的第一提示消息。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康时，所述确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：

将所述人脸图像中，瞳孔中心点到人中穴进行连线并双向延长，以分割所述人脸图像；

根据分割后的所述人脸图像统计肤色像素总和，分别确定左脸面积和右脸面积；

根据公式d＝(L-R)/(L+R)计算所述斜视程度，所述d用于表示所述斜视程度，所述L用于表示所述左脸面积，所述R用于表示所述右脸面积；

当所述斜视程度大于第四阈值时，确定所述用户不符合正确的观看姿势。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一提示消息用于提示所述用户观看姿态不健康时，所述确定所述用户是否符合正确的观看姿势包括：

根据所述用户的人脸图像，确定所述用户正在观看移动设备；

由手机与人脸相对空间位置，与所述移动设备中九轴陀螺仪的水平姿态数据，推断出人脸空间姿态；

若所述水平姿态数据处于预设区间范围内，且人脸空间姿态处于预设区间内，判断用户是否处于侧卧姿或仰卧姿观看，则确定所述用户不符合正确的观看姿势。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一提示消息包括：

显示在所述移动终端的屏幕上方；

或，

覆盖所述移动终端的屏幕；

或，

向预设的电话号码发送信息。

10.一种移动设备，用于预防近视，其特征在于，包括：

摄像头，当屏幕点亮时，用于追踪用户的人脸图像，并标定所述人脸图像上各特征点的坐标；

处理器，用于根据所述人脸图像上各特征点的坐标，确定所述用户是否符合正确的观看姿势；若否，则确定用户维持不正确的观看姿势的持续时间；

显示模块，用于当所述持续时间大于第一阈值时，向所述用户发送第一提示消息，所述第一提示消息用于提示所述用户保持正确用眼姿。

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