一種基于人眼定位的單目測距方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于人眼定位的單目測距方法和系統(tǒng)。所述方法包括：通過移動終端自帶的攝像頭采集人臉圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理操作；對預(yù)處理完的圖像進(jìn)行人臉檢測和人眼定位，得到兩瞳孔的圓心坐標(biāo)位置；由上述圓心坐標(biāo)位置結(jié)合實際瞳距和攝像頭焦距采用幾何相似法求得人眼到移動終端屏幕的距離。本發(fā)明可提醒移動終端使用者保持正確的姿勢，以及與電子屏幕保持適當(dāng)?shù)木嚯x，預(yù)防近視。
【專利說明】一種基于人眼定位的單目測距方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動終端的測距領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于人眼定位的單目測距方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動電子設(shè)備如智能手機(jī)，平板電腦的普及，人們長時間使用移動電子設(shè)備會造成眼睛疲勞，特別是青少年不注意保持觀看電子屏幕的距離，非常容易導(dǎo)致近視?，F(xiàn)有的防近視產(chǎn)品，主要是通過物理按摩緩解眼部疲勞和矯正坐姿方法來達(dá)到預(yù)防目的，例如防近視眼鏡和“背背佳”，然而這些方法具有如下缺陷:
1.在應(yīng)用中不能提醒使用者保持合適距離觀看電子設(shè)備屏幕；
2.移動電子設(shè)備體積小，攜帶方便，使用者可以用各種姿勢在各種場合使用，矯正坐姿的方法難以實現(xiàn)；
3.這些防近視產(chǎn)品攜帶不方便。
[0003]而目前相關(guān)的測距技術(shù)主要有紅外測距，超聲波測距，激光測距，雙目測距及單目測距，單目測距方法包括單目定焦，離焦，及雙焦法等。這些測距技術(shù)在實際應(yīng)用中存在很多缺陷，具體如下:
1.使用超聲波測距，激光測距，雙目測距等方法需要的較高的硬件設(shè)備，例如紅外發(fā)射器，激光發(fā)射器，和3D雙目立體攝像頭，而一般的移動電子設(shè)備不具備這些硬件，難以應(yīng)用這幾種技術(shù)；
2.定焦法依賴于對相機(jī)模型的準(zhǔn)確標(biāo)定，技術(shù)要求較高；
3.雙焦法則需要能夠物理變焦的攝像頭，一般的電子設(shè)備體積較小和輕薄，配備的攝像頭一般都沒有物理變焦功能；
4.離焦法需要對圖像進(jìn)行復(fù)雜的分析，如判斷圖像模糊度，進(jìn)行插值運算進(jìn)行邊緣檢測及寬度計算，不適用于實時測量距離，且對系統(tǒng)的性能要求較高。
[0004]現(xiàn)有移動電子設(shè)備中，還沒有通過單目測距方法來實現(xiàn)觀看距離的測量以達(dá)到預(yù)防近視的技術(shù)。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)在技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提出一種基于人眼定位的單目測距方法和系統(tǒng)，以通過測量電子設(shè)備使用者的眼睛與屏幕之間的距離，來提醒用戶保持觀看距離和正確姿勢，達(dá)到預(yù)防近視的目的。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種基于人眼定位的單目測距方法，其中，包括步驟:
移動終端通過攝像頭采集人臉圖像，并對所述人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理；
對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測和人眼定位，得到兩個瞳孔坐標(biāo)；根據(jù)所述瞳孔坐標(biāo)計算人臉圖像中的瞳距，并結(jié)合實際瞳距和攝像頭焦距，根據(jù)三角形相似原理計算人眼到移動終端屏幕的距離。
[0008]進(jìn)一步地，采用級聯(lián)分類器方法對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測。
[0009]進(jìn)一步地，人眼定位的步驟具體包括:在人臉檢測后，設(shè)置感興趣區(qū)域，并進(jìn)行圖像二值化；將二值化后的圖像進(jìn)行邊緣檢測；通過霍夫變換檢測兩個瞳孔所處的圓心位置。
[0010]進(jìn)一步地，結(jié)合實際瞳距和攝像頭的焦距，計算人眼到移動終端屏幕的距離步驟包括:
通過以下公式計算人眼到移動終端屏幕的距離:
【權(quán)利要求】
1.一種基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，包括步驟: 移動終端通過攝像頭采集人臉圖像，并對所述人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理； 對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測和人眼定位，得到兩個瞳孔坐標(biāo)； 根據(jù)所述瞳孔坐標(biāo)計算人臉圖像中的瞳距，并結(jié)合實際瞳距和攝像頭焦距，根據(jù)三角形相似原理計算人眼到移動終端屏幕的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，采用級聯(lián)分類器方法對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，所述人眼定位的步驟具體包括: 在人臉檢測后，設(shè)置感興趣區(qū)域，并進(jìn)行圖像二值化； 將二值化后的圖像進(jìn)行邊緣檢測； 通過霍夫變換檢測兩個瞳孔所處的圓心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，所述結(jié)合實際瞳距和攝像頭焦距，計算人眼到移動終端屏幕的距離的步驟具體包括: 通過以下公式計算人 眼到移動終端屏幕的距離:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，在進(jìn)行人臉檢測時，若檢測不到人臉，則移動終端提示用戶保持正確姿勢。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人眼定位的單目測距方法，其特征在于，計算人眼到移動終端屏幕的距離后，若所述人眼到移動終端屏幕的距離小于預(yù)定值，則移動終端提示用戶保持與移動終端的距離。
7.一種基于人眼定位的單目測距系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 圖像預(yù)處理模塊，用于對攝像頭采集的人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理； 定位模塊，用于對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測和人眼定位，得到兩個瞳孔坐標(biāo)； 計算模塊，用于根據(jù)所述瞳孔坐標(biāo)計算人臉圖像中的瞳距，并結(jié)合實際瞳距和攝像頭焦距，根據(jù)三角形相似原理計算人眼到移動終端屏幕的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于人眼定位的單目測距系統(tǒng)，其特征在于， 所述定位模塊具體還包括: 人臉檢測模塊，用于采用級聯(lián)分類器方法對預(yù)處理后的人臉圖像進(jìn)行人臉檢測； 圖像二值化模塊，用于對所述人臉檢測模塊處理后的人臉圖像設(shè)置感興趣區(qū)域，并進(jìn)行圖像二值化； 邊緣檢測模塊，用于將圖像二值化模塊二值化后的圖像進(jìn)行邊緣檢測； 圓心檢測模塊，用于通過霍夫變換檢測兩個瞳孔所處的圓心位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于人眼定位的單目測距系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第一提醒模塊，用于人臉檢測模塊檢測不到人臉圖像中的人臉時，向用戶發(fā)出保持正確姿勢的提示。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于人眼定位的單目測距系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第二提醒模塊，用于所述計算模塊計算得出的人眼到移動終端屏幕距離小于預(yù)定值時向用戶發(fā)出保持 與移動終端距離的提示。
【文檔編號】G06K9/66GK103793719SQ201410035041
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】羅靜云, 胡媛媛, 張力 申請人:深圳大學(xué)