[发明专利]一种具有眨眼检测功能的智能眼镜及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能眼镜检测技术，特别是涉及一种基于肌电信号的具有眨眼检测功能的智能眼镜及实现方法。

背景技术

随着无线传感器技术和生物信息技术的发展，人们对可以用于保健的智能可穿戴移动设备的需求与日俱增。谷歌智能眼镜的开发，使人们看到了利用智能眼镜实现各种功能的可能性。然而，智能眼镜具有电量小，计算能力有限，位置固定等限制。如何在这种限制条件下最大程度地开发智能眼镜的潜在作用，成为研究热点。

由于智能眼镜主要位于眼部，其最大的潜在功能之一就是监测用户的眨眼行为。眨眼行为的监测具有多重意义。首先，正常规律的眨眼是防止干眼病的最自然有效的方法。正常的眨眼频率是6～30次/分钟。然而，研究显示，人们如果长时间集中注意力观看同一物体（如看书，盯着电脑屏幕），眨眼频率会下降到3～4次/分钟，大大增加干眼病的几率。其次，研究显示，疲劳驾驶的驾驶员眨眼频率显著降低。通过监测这一现象可以进行干预措施防止车祸发生。再次，眨眼也可以作为智能人机交互的方法之一。

现有的探测眨眼行为的方法有两种。90%以上的研究工作采用的是用照相机拍摄眼部视频，然后通过图像分析判断眨眼行为。Hoang Le提出在两侧镜框下缘各安装一个微型照相机分别拍摄双眼。照相机位于镜框最下方以防止遮挡视线。然后通过分析每一帧视频画面找到闭眼画面作为眨眼的判断标准。Ioana Bacivarov提出了一个统计模型用来判断拍摄的眼部视频中眼睛的位置和眨眼行为。其他拍摄眼睛画面并由此判断眨眼行为的方法包括利用电脑摄像头和利用智能手机摄像头。然而通过视频或者图像判断眨眼行为的方法计算复杂度高，因此耗电量大，将照相机安置在眼镜上难度大。另一种探测眨眼行为的方法是测脑电信号。眨眼会引起脑电信号的噪音，通过提取这种噪音信号并加以分析，可以判断眨眼行为。然而，监测脑电信号的传感器十分复杂，很难整合在眼镜上，而噪音与正常信号并存的情况也降低了这种方法的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有眨眼检测功能的智能眼镜及实现方法，能有效提高判断眨眼频率的精确度，简化运算程序。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有眨眼检测功能的智能眼镜，包括镜框、镜桥、镜片、鼻托及镜腿，所述鼻托及镜腿上分别设置肌电传感器，所述镜桥上设置振动提醒器，所述镜脚上还设置肌电信号处理装置及摄像头。

较佳地，所述肌电信号处理装置内部设置肌电信号处理电路，肌电信号处理电路由中央处理器组成。

较佳地，所述鼻托上的肌电传感器包括三相接口，一相为接地端，另外两相为肌电差分电路，分别置于鼻托两侧。

一种利用所述的具有眨眼检测功能的智能眼镜的实现方法，包括如下步骤：

步骤1.通过肌电传感器采集眼部变化的肌电信号；

步骤2.将采集到的肌电信号发送至信号处理电路进行处理，获取肌电信号的特征；

步骤3.将获取的肌电信号特征与预设置的肌电信号特征进行对比，与预设置的肌电信号特征一致则判断为一次眨眼动作，否则继续下一次判断；

步骤4.获取单位时间内的眨眼动作次数，得到眨眼频率；

步骤5.根据眨眼频率判断用户眨眼是否异常，是则通过振动提醒器振动发出提醒。

较佳地，所述方法还包括预设置的肌电信号特征，步骤如下：

步骤S101.通过肌电传感器采集眼部变化的肌电信号，肌电传感器包括三相接口，一相为接地端，另外两相为肌电差分电路，置于鼻托两侧；

步骤S102.根据采集到的肌电信号计算肌电信号的平均值和标准差；

步骤S103.设置眨眼动作引发的肌电信号特征为：首先产生一个不低于平均值+标准差的信号峰值，然后产生一个不高于平均值-标准差的信号谷值，肌电信号峰值与肌电信号谷值的差大于设定的阈值，判断为一次眨眼动作；

步骤S104.对设置的眨眼动作引发的肌电信号特征进行存储。

较佳地，步骤5具体包括： 

步骤S201.连续获取数次单位时间内的眨眼频率；

步骤S202.逐个判断单位时间内的眨眼频率是否异于正常眨眼频率，所述正常眨眼频率预先设置并存储在肌电信号处理电路中；

步骤S203.若连续数次眨眼频率均异于正常眨眼频率，则触发振动提醒器产生振动进行提醒。

较佳地，所述的方法进一步包括关闭振动提醒，关闭振动提醒通过手动或自动方式实现。