[发明专利]一种基于智能手机检测眼睛疲劳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉一种基于智能手机检测眼睛疲劳 的方法。

背景技术

智能手机的易用性、可玩性(娱乐、社交、多媒体视频等功能)，给人 们带来了很多便利，极大丰富了大家的生活，让大家对智能手机产生了非 常严重的依赖。据GOOGLE和IPSOS联合推出的对中国市场智能手机情况 调查报告称，中国城市智能手机的普及从2012年的33％上升至47％。其中 大约有70％的用户每天都会使用智能手机访问互联网，智能手机已经成为 了他们生活不可分离的重要部分，而且大部分人在晚上也有使用智能手机 的习惯。不可避免地，智能手机的过度使用给用户的身心健康带来了重大 的影响，其中数字眼疲劳问题就是一个非常值得重视的问题。数字眼疲劳 就是长时间在数字屏幕前产生不适。一些典型的症状包括眼干、眼睛发红 甚至眼睛发炎，视力模糊，更为严重的可以造成后背、颈部和肩膀疼痛等 问题。而智能手机的普及无疑成为了其中最为主要的幕后凶手。智能手机 除了造成眼睛聚焦系统疲劳之外，它释放出的高能量可见光是会给视力健 康带来长期影响的。研究显示，过度暴露在高能量可见光下会危害视网膜， 引发年龄相关性黄斑变性与白内障等眼部疾病的几率大大增加。而且大部 分人并未意识到使用智能手机等电子设备带来的这些消极影响。所以设计 一种可以检测用户在使用智能手机过程中的视觉疲劳问题并作提醒或者强 制性介入是非常有必要的。

相关的技术方案中没有依赖于智能手机来检测用户使用智能手机设备 的用眼疲劳的，已经存在的主要是一些依赖于大量专用硬件并应用在驾驶 疲劳的解决方案。

(1)驾驶疲劳检测的方案：驾驶员佩戴的定位眼镜镜框和设置在汽车 仪表台上人眼疲劳检测仪；定位眼镜镜框四周设置有标识装置；人眼疲 劳检测仪包括壳体、摄像头和图像处理模块、中央处理单元、存储模块、 输入模块和报警模块，摄像头的信号输出端通过图像处理模块连接中央处 理单元的信号输入端，中央处理单元连接存储模块和输入模块，中央处 理单元的信号输出端连接报警模块的信号输入端。

(2)智能手机使用中用眼保护方案：使用智能手机设备的用眼保护解 决方案没有基于眼睛疲劳检测的方案，而是仅仅通过检测眼睛与设备距离 的简单方法来提醒用户保持适当的用眼距离。

驾驶疲劳检测的方案中依赖于大量的专用硬件，成本高，也并不适用 于用户使用智能手机设备过程中相对地理位置变化大的特点。而且方案中 眼睛的定位是通过特制的定位眼镜镜框，是接触式的，会给很多用户带来 不适感；

基于距离检测和提醒的眼睛保护方案比较简单，可以一定程序上延长 导致眼睛疲劳的时间，但并不能检测到眼睛所处的疲劳状态，无法在长时 间使用设备后导致眼疲劳的干预；

眼睛疲劳检测方案中由于大量应用在驾驶疲劳检测中，较稳定的光照 环境和专用设备能够产生较高质量的图像数据信息，同时驾驶员的姿势比 较稳定，这些可以使用上述方案产生较好的检测效果。而对于使用智能手 机的用户来说，所处的环境是比较复杂的，在若光线下采取到低质量图像 信息是比较正常的情况，而且用户使用手机的姿势也是随着时间会经常变 化的，而且用户可能佩戴眼镜。这样就导致这样的方案不能很好地定位人 眼。同时这样的算法用同样的处理步骤处理每一帧图像信息，实时效果差， 大量的计算任务对智能手机设备正常工作造成干扰。

发明内容

本发明的目的通过手机摄像设备非接触性地采集用户人脸图像，并利 用现在智能手机比较的计算处理能力来处理图像检测人眼的疲劳状态，最 后也借助智能手机的交互设备(如显示屏、扩音器等设备)和手机操作系 统的控制接口来达到反馈结果的目的。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于智能手机检测眼睛疲劳的 方法，包括如下步骤：

以每隔120毫秒的时间采集1帧图像数据；

精确定位包含人眼的最小矩形；

计算人眼定位矩形的面积，并根据阈值判断眼睛的睁闭情况；

计算和更新评价人眼疲劳程度的PERCLOS值；

基于PERCLOS值判断眼睛是否疲劳，如果检测到眼睛已经疲劳则根据 疲劳程度作出不同的干预措施。

所述方法包括：

使用肤色模型分割肤色区域进行人脸检测。

所述基于PERCLOS值判断眼睛是否疲劳具体为：