屏幕唤醒装置和方法与流程

本发明涉及移动终端领域，特别涉及一种屏幕唤醒装置和方法。

背景技术：

随着科技的进步，智能手机、平板电脑等移动终端逐渐成为男女老少的必备品。

为了保证移动终端能够有效地减少功耗，现有的移动终端在不使用的情况下，会进入休眠状态。休眠状态下移动终端的外设如显示屏、触摸屏等大部分都关闭。当用户需要使用移动终端时，可采用按键等手动操作方式唤醒移动终端。然而，这种唤醒方式必须用户在移动终端上进行手动操作，比较繁琐，且由于按键等手动操作方式任何人均能执行，安全性低(如果移动终端不需要验证)。

技术实现要素：

为了解决现有屏幕唤醒方式比较繁琐，且安全性低的问题，本发明实施例提供了一种屏幕唤醒装置和方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种屏幕唤醒装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取眼球图像，所述眼球图像包括人眼的眼球部分的图像；

对比模块，用于将所述眼球图像与预设图像进行对比，所述预设图像为用户事先拍摄的眼球部分的图像；

驱动模块，用于当所述眼球图像与所述预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当所述眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述预设图像是从用户视线在屏幕上时拍摄的人眼图像中提取出来的眼球部分的图像。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述预设图像可以包括多张，多张预设图像中任意两张预设图像对应的用户视线与屏幕显示面之间的夹角和距离中的至少一个不相同。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述对比模块，用于将所述眼球图像依次与所述多张预设图像进行对比，直到所述眼球图像与一张预设图像的相似度大于或等于预设值，或者完成所有预设图像的对比。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述预设值为90％-95％。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述获取模块，包括:摄像头和处理器；

所述处理器，用于根据所述摄像头捕捉的画面确定当前画面中是否存在人眼，当当前画面中存在人眼时，控制所述摄像头拍摄当前画面生成人眼图像，并从所述人眼图像中提取眼球图像。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述获取模块还包括触摸传感器，所述处理器还用于获取触摸传感器产生的信号；在获取到所述触摸传感器产生的信号时，控制所述摄像头工作。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述对比模块，包括：

滤波器，用于对所述获取模块获取到的所述眼球图像进行滤波处理；

对比单元，用于将经过滤波处理后的所述眼球图像与所述预设图像进行对比。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述对比单元包括：

存储器，用于存储预设图像；

数模转换电路，用于对所述预设图像和经过滤波处理后的所述眼球图像进行数模转换，分别生成第一模拟信号和第二模拟信号；

对比电路，用于将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号进行差分放大，输出电压信号；

处理子单元，用于根据所述对比电路输出的电压信号大小确定所述眼球图像与所述预设图像的相似度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述驱动模块，用于当所述眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，产生控制信号，所述控制信号用于指示所述屏幕点亮；

将所述控制信号发送至屏幕的驱动单元。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述眼球图像和所述预设图像均为3D图像。

第二方面，本发明实施例还提供了一种屏幕唤醒方法，所述方法包括：

获取眼球图像，所述眼球图像包括人眼的眼球部分的图像；

将所述眼球图像与预设图像进行对比，所述预设图像为用户事先拍摄的眼球部分的图像；

当所述眼球图像与所述预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当所述眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述预设图像是从用户视线在屏幕上时拍摄的人眼图像中提取出来的眼球部分的图像。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述预设图像可以包括多张，多张预设图像中任意两张预设图像对应的用户视线与屏幕显示面之间的夹角和距离中的至少一个不相同。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述将所述眼球图像与预设图像进行对比，包括：

将所述眼球图像依次与所述多张预设图像进行对比，直到所述眼球图像与一张预设图像的相似度大于或等于预设值，或者完成所有预设图像的对比。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述预设值为90％-95％。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述获取眼球图像，包括：

根据摄像头捕捉的画面确定当前画面中是否存在人眼，当当前画面中存在人眼时，控制所述摄像头拍摄当前画面生成人眼图像，并从所述人眼图像中提取眼球图像。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述获取眼球图像，还包括：

获取触摸传感器产生的信号；

在获取到所述触摸传感器产生的信号时，控制所述摄像头工作。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述将所述眼球图像与预设图像进行对比，包括：

对获取到的所述眼球图像进行滤波处理；

将经过滤波处理后的所述眼球图像与所述预设图像进行对比。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述将经过滤波处理后的眼球图像与预设图像进行对比，包括：

对所述预设图像和经过滤波处理后的所述眼球图像进行数模转换，分别生成第一模拟信号和第二模拟信号；

将所述第一模拟信号和所述第二模拟信号进行差分放大，输出电压信号；

根据输出的电压信号大小确定所述眼球图像与所述预设图像的相似度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述当所述眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕，包括：

当所述眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，产生控制信号，所述控制信号用于指示所述屏幕点亮；

将所述控制信号发送至屏幕的驱动单元。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述眼球图像和预设图像均为3D图像。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过采集眼球图像与预设图像进行对比，当相似度大于或等于预设值时，实现屏幕唤醒，在此过程中无需用户手动操作，解决了手动操作过程繁琐的问题，且由于预设图像是用户事先拍摄的眼球图像，故唤醒操作仅用户本人可以完成，安全程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种屏幕唤醒装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种屏幕唤醒装置的结构示意图；

图3A是本发明实施例提供的对比单元的结构示意图；

图3B是本发明实施例提供的对比电路的电路图；

图4是本发明实施例提供的一种屏幕唤醒方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的另一种屏幕唤醒方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种屏幕唤醒装置的结构示意图，参见图1，该装置包括：

获取模块101，用于获取眼球图像，眼球图像包括人眼的眼球部分的图像。

对比模块102，用于将眼球图像与预设图像进行对比，预设图像为用户事先拍摄的眼球部分的图像。

驱动模块103，用于当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

本发明通过采集眼球图像与预设图像进行对比，当相似度大于或等于预设值时，实现屏幕唤醒，在此过程中无需用户手动操作，解决了手动操作过程繁琐的问题，且由于预设图像是用户事先拍摄的眼球图像，故唤醒操作仅用户本人可以完成，安全程度高。

图2是本发明实施例提供的另一种屏幕唤醒装置的结构示意图，参见图2，该装置包括：

获取模块201，用于获取眼球图像，眼球图像包括人眼的眼球部分的图像。

对比模块202，用于将眼球图像与预设图像进行对比，预设图像为用户事先拍摄的眼球部分的图像。

驱动模块203，用于当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

眼球图像通常为人眼眶内的部分的图像。屏幕唤醒采用眼球图像进行比对，一方面，由于人眼球中包括虹膜等组织，因而采用眼球图像可以作为用户的身份认证，另一方面，用户在使用移动终端时，视线通常对准移动终端的屏幕，因此采用眼球图像，还可以对用户视线是否在屏幕上进行验证。

实现时，可以在用户视线在屏幕上时拍摄预设图像，从而满足对用户视线的验证。具体地，预设图像是从用户视线在屏幕上时拍摄的人眼图像中提取出来的眼球部分的图像。这样可以保证只有用户在紧盯屏幕时，对屏幕进行唤醒，避免用户的视线不在屏幕时，点亮屏幕。

进一步地，预设图像可以包括多张，多张预设图像中任意两张预设图像对应的用户视线与屏幕显示面之间的夹角和距离中的至少一个不相同。

当用户在以不同角度或距离观看屏幕时，用户眼球会产生变化，使得拍摄到的用户眼球图像存在差异，为了使用户可以在不同观看距离和角度下唤醒屏幕，需要存储不同夹角和距离的预设图像。实现时，获取模块201可以在用户日常生活中自动拍摄预设图像。例如，获取模块201用于在用户手动唤醒或者解锁移动终端时，拍摄用户眼部获得预设图片；获取模块201通过多次拍摄，得到不同夹角和距离的预设图像。当然，预设图像的拍摄也可以由用户手动完成，例如用户可以先固定眼球到屏幕的距离大小，然后变换不同的夹角进行拍摄，然后再逐渐调节距离大小，完成不同夹角和距离的预设图像的拍摄。例如，将拍摄距离分为10cm、20cm、30cm和50cm，先在10cm情况下，分别按照眼睛正对屏幕、眼睛从上方向下斜看屏幕(如视线和屏幕成45°角)和眼睛从下方向上斜看屏幕三种角度进行拍摄，然后其他距离按照同样方式拍摄，得到12张预设图像。当然，在本发明实施例中，也可以设置更多的距离和角度进行预设图像的拍摄，也可以每个距离和角度拍摄多张图片。

在进行对比时，对比模块202用于将眼球图像依次与多张预设图像进行对比，直到眼球图像与一张预设图像的相似度大于或等于预设值，或者完成所有预设图像的对比。

在本发明实施例中，预设值可以为90％-95％。将预设值设置为90％-95％，保证只有用户本人才能唤醒屏幕。

在本发明实施例中，获取模块201可以包括：摄像头2011和处理器2012；

处理器2012，用于根据摄像头2011捕捉的画面确定当前画面中是否存在人眼，当当前画面中存在人眼时，控制摄像头2011拍摄当前画面生成人眼图像，并从人眼图像中提取眼球图像。通过处理器控制摄像头在捕捉到人眼时进行拍摄，避免拍摄图像过多。

实现时，处理器2012可以采用遍历方式从人眼图像中获取多个区域图像，然后采用分类器依次对多个区域图像进行分类，从而确定出包括眼球的区域图像，进而确定出眼球的大致位置，最后采用边缘提取技术从人眼图像中提取出眼球图像。当然上述眼球图像提取方式仅为举例，本发明实施例还可以采用其他方式进行眼球图像的提取，这里不做赘述。

其中，摄像头2011可以为移动终端的前置摄像头，摄像头2011和处理器2012结合，实现人眼的追踪与检测，其追踪检测范围为110°，也即摄像头的拍摄角度可以达到110°，从而更加易于拍摄到人眼。

其中，处理器2012可以为MCU(英文：Microcontroller Unit，中文：微控制单元)。

进一步地，获取模块还可以包括触摸传感器2013，处理器还用于获取触摸传感器2013产生的信号；在获取到触摸传感器2013产生的信号时，控制摄像头2011工作。当人使用时才进行画面拍摄，节省功耗。

在本发明实施例中，对比模块202可以包括：

滤波器2021，用于对获取模块获取到的眼球图像进行滤波处理；对比单元2022，用于将经过滤波处理后的眼球图像与预设图像进行对比。

受限于噪声和其它因素影响，获取模块201获取到的眼球图像中掺杂有冗余信号。为了得到比较准确的眼球信息，需对获取模块201采集到的信号进行滤波处理，故需用到滤波器。滤波器一般包括两个端口，一个输入端口和一个输出端口，将眼球信号(眼球图像)通过输入端口输入，经过滤波得到输出一个特定频率的信号。其中，滤波器可以为带通滤波器，用于首先滤除低频和高频噪声，然后把处理后的信号按照无损眼球信号的频率段进行过滤，只允许该频率段的信号顺利通过，而其余频率的信号受到较大的抑制，最终输出的信号为掺杂噪声较少的眼球信号，以提高后续对比精度。另外，在进行滤波时，可以先将眼球图像转换为二进制信号，然后再进行滤波。

参见图3A，对比单元2022可以包括：

存储器2221，用于存储预设图像。数模转换电路2222，用于对预设图像和经过滤波处理后的眼球图像进行数模转换，分别生成第一模拟信号和第二模拟信号。对比电路2223，用于将第一模拟信号和第二模拟信号进行差分放大，输出电压信号。处理子单元2224，用于根据对比电路输出的电压信号大小确定眼球图像与预设图像的相似度。对比单元2022通过差分放大实现信号对比，根据对比输出的电压信号确定相似度，实现方式简单。

其中，数模转换电路2222将输入的数字信号(预设图像，眼球图像)转换成模拟信号。为了提高输出的模拟信号的精度，可以选取高精度的数模转换电路。对于一幅图像而言，其包括按行列分布的多个像素点，每个像素点采用四位二进制数表示。在进行数模转换时，处理子单元2224读取预设图像或眼球图像得到二进制信号(可以按照逐行从左到右的顺序进行)，然后将二进制信号输入到数模转换电路2222中。其中，处理子单元2224在获得眼球图像的二进制信号后，还可以先输出到滤波器2021中进行滤波，滤波后再输入到数模转换电路2222中。数模转换电路2222将二进制信号转换为电压值，从而得到图像对应的模拟信号。

存储器2221可以包括EEPROM(英文：Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，中文：电可擦可编程只读存储器)，用于存储预设图像。存储器2221还可以包括锁存器，锁存器用于在进行信号对比前对眼球图像进行缓存。

对比电路2223可以为两级开环比较器，从而实现高精度、低延迟的比较。

具体地，参见图3B，对比电路2223包括M1～M7 7个MOS(英文：Metal Oxide Semiconductor，中文：金属氧化物半导体)管，其中M1、M2、M5和M7为N型MOS管，M3、M4和M6为P型MOS管。如图所示，MOS管M1的栅极与第一输入端Vin-连接，M1的源极与M2的源极连接，M1的漏极与M3的漏极连接；M2的栅极与第二输入端Vin+连接，M2的漏极与M4的漏极连接；M3的栅极与M4的栅极连接，M3的栅极还与M3的漏极连接，M3的源极与M4的源极连接；M5的栅极与偏置电压端Vbias连接，M5的源极与M7的源极连接，M5的漏极与M1的源极连接；M6的栅极与M4的漏极连接，M6的源极与M4的源极连接，M6的漏极与输出端Vout连接；M7的栅极与偏置电压端Vbias连接，M7的漏极与输出端Vout连接。M3的源极连接电源Vdd，M5的源极连接电源Vss。其中，第一模拟信号和第二模拟信号分别通过第一输入端和第二输入端输入对比电路2223。

其中，处理子单元2224可以采用MCU实现，可以与前述处理器2012为同一MCU。

在本发明实施例中，驱动模块203具体可以用于当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，产生控制信号，控制信号用于指示屏幕点亮；将控制信号发送至屏幕的驱动单元。通过控制信号，控制屏幕驱动单元，实现屏幕唤醒。

在本发明实施例中，眼球图像和预设图像均可以为3D图像。采用3D图像，提高对比精度。

进一步地，在完成屏幕唤醒后，移动终端可以进行解锁过程。当然在一种实现方式中，也可以在完成屏幕唤醒直接解锁移动终端，不执行额外解锁过程。

本发明通过采集眼球图像与预设图像进行对比，当相似度大于或等于预设值时，实现屏幕唤醒，在此过程中无需用户手动操作，解决了手动操作过程繁琐的问题，且由于预设图像是用户事先拍摄的眼球图像，故唤醒操作仅用户本人可以完成，安全程度高。

图4是本发明实施例提供的一种屏幕唤醒方法的流程图，参见图4，该方法包括：

步骤301：获取眼球图像，眼球图像包括人眼的眼球部分的图像。

步骤302：将眼球图像与预设图像进行对比，预设图像为用户事先拍摄的眼球部分的图像。

步骤303：当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

本发明通过采集眼球图像与预设图像进行对比，当相似度大于或等于预设值时，实现屏幕唤醒，在此过程中无需用户手动操作，解决了手动操作过程繁琐的问题，且由于预设图像是用户事先拍摄的眼球图像，故唤醒操作仅用户本人可以完成，安全程度高。

图5是本发明实施例提供的另一种屏幕唤醒方法的流程图，参见图5，该方法包括：

步骤401：根据摄像头捕捉的画面确定当前画面中是否存在人眼。

在步骤401之前，该方法还可以包括：获取触摸传感器产生的信号；在获取到触摸传感器产生的信号时，控制摄像头工作，以捕捉画面。当人使用时才进行画面拍摄，节省功耗。

步骤402：当当前画面中存在人眼时，控制摄像头拍摄当前画面生成人眼图像，并从人眼图像中提取眼球图像。

步骤401和步骤402通过处理器控制摄像头在捕捉到人眼时进行拍摄，避免拍摄图像过多。

步骤403：对获取到的眼球图像进行滤波处理。

通过对眼球图像进行去噪处理，以便获得最真实的眼球图像，提高后续对比精度。

步骤404：将经过滤波处理后的眼球图像与预设图像进行对比。

其中，预设图像是从用户视线在屏幕上时拍摄的人眼图像中提取出来的眼球部分的图像。这样可以保证只有用户在紧盯屏幕时，对屏幕进行唤醒，避免用户的视线不在屏幕时，点亮屏幕。

进一步地，预设图像可以包括多张，多张预设图像中任意两张预设图像对应的用户视线与屏幕显示面之间的夹角和距离中的至少一个不相同。

实现时，步骤404可以包括：将眼球图像与预设图像进行对比，包括：

将眼球图像依次与多张预设图像进行对比，直到眼球图像与一张预设图像的相似度大于或等于预设值，或者完成所有预设图像的对比。

其中，眼球图像与每一张预设图像的对比过程可以包括：

第一步，对预设图像和经过滤波处理后的眼球图像进行数模转换，分别生成第一模拟信号和第二模拟信号。

第二步，将第一模拟信号和第二模拟信号进行差分放大，输出电压信号。

第三步，根据输出的电压信号大小确定眼球图像与预设图像的相似度。

在第三步中，输出的电压信号大小与眼球图像和预设图像的相似度的对应关系可以事先设定，在确定了输出电压信号大小后，根据该对应关系即可确定眼球图像和预设图像的相似度。

上述步骤通过差分放大实现信号对比，根据对比输出的电压信号确定相似度，实现方式简单。

步骤405：当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，唤醒屏幕；当眼球图像与预设图像的相似度小于预设值时，不唤醒屏幕。

在本发明实施例中，预设值可以为90％-95％。预设值设置为90％-95％，保证只有用户本人才能唤醒屏幕。

实现时，步骤405可以包括：

当眼球图像与预设图像的相似度大于或等于预设值时，产生控制信号，控制信号用于指示屏幕点亮；将控制信号发送至屏幕的驱动单元。通过控制信号，控制屏幕驱动单元，实现屏幕唤醒。

在本发明实施例中，眼球图像和预设图像均可以为3D图像。采用3D图像，提高对比精度。

本发明通过采集眼球图像与预设图像进行对比，当相似度大于或等于预设值时，实现屏幕唤醒，在此过程中无需用户手动操作，解决了手动操作过程繁琐的问题，且由于预设图像是用户事先拍摄的眼球图像，故唤醒操作仅用户本人可以完成，安全程度高。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。