一种利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及眼球追踪领域，尤其涉及一种利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离 的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，检测用户与电子设备屏幕之间距离的方法是基于普通摄像头，再采用人脸 检测的方法，进行瞳孔定位和瞳距计算，最后通过利用瞳距与系统预设的参考瞳距之间的 关系实现对用户眼睛与电子设备屏幕之间距离的控制。
[0003] 现有检测用户与电子设备屏幕之间距离的方法主要存在以下缺点：现有方法无法 判断用户眼睛是否在看屏幕；无法精准检测出眼睛和显示屏的距离；无法辨别在显示屏面 前的用户是成人还是孩子。因为现有方法仅仅能设定一条检测标准，而对于不同的用户来 说，现有方法对于用户的使用来说具有局限性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的方法及系 统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的方法，采 用的技术方案如下：基于红外眼球追踪方法获得用户视点是否落在目标屏幕上，如果所述 用户视点落在所述目标屏幕上，则再基于红外眼球追踪方法，计算得到用户眼睛与所述目 标屏幕的距离，根据所述距离判断是否给出相应提示。
[0006] 优选地，所述用户眼睛与所述目标屏幕的距离的计算方法为：精确计算方法或近 似计算方法。
[0007] 更优选地，所述精确计算方法，具体为：利用红外眼球追踪方法，建立眼睛三维空 间模型，精确计算用户眼睛与目标屏幕的距离。
[0008] 更优选地，所述近似计算方法，具体为：
[0009] 将计算得到的用户眼睛瞳距与预设的参考瞳距比较，若计算得到的用户眼睛瞳距 大于所述参考瞳距并超过一定值，则提示用户增加眼睛与目标屏幕之间的距离；其中，所述 参考瞳距依据用户眼睛与所述目标屏幕之间的参考使用距离而设定；
[0010] 或通过不可见光源照射用户眼球，在用户的两个眼球上各形成一个反射光斑，将 计算得到的2个光斑距离与预设的参考2个光斑距离进行比较，若计算得到的2个光斑距 离大于参考2个光斑距离并超过一定值，则提示用户增加眼睛与目标屏幕之间的距离；其 中，所述参考2个光斑距离依据用户与所述目标屏幕之间的参考使用距离而设定确定。
[0011] 优选地，利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的方法，具体步骤包括：
[0012] S1、基于红外眼球视线追踪方法，判断用户视点是否落在目标屏幕上，如果落在目 标屏幕上，则进入S2,如果不落在目标屏幕上，则继续判断或结束；
[0013]S2、经计算，获得用户眼睛与所述目标屏幕的距离，将所述距离与预设值进行比 较，如果所述距离小于预设值，则进入S3;如果所述距离大于等于预设值，则进入S4;
[0014]S3、向用户发出请注意眼睛与屏幕距离的提示；
[0015]S4、不向用户发出提示。
[0016] 更优选地，步骤S3或步骤S4之后，还存在如下步骤：
[0017]S5、获取用户的眨眼次数和眨眼频率，判断眨眼频率是否在门限值TH内，如果不 在门限值TH内，确认眼睛处于疲劳状态，则进入S6;如果在门限值TH内，确认眼睛处于正 常状态，不发出提示；
[0018]S6、向用户发出眼睛疲劳的提示。
[0019]更优选地，步骤S2中，具体操作为：
[0020] S2-1、对用户的人脸图像进行检测，获得用户人脸图像信息；
[0021] S2-2、将获得的用户人脸图像信息，与预先设定的人脸图像数据进行比较，确定用 户是成人或儿童；
[0022] S2-3、根据用户是成人或儿童，选择与其相对应的预设值，然后将用户眼睛与所述 目标屏幕的距离与所述相对应的预设值进行比较；如果所述距离小于所述相对应的预设 值，则进入S3;如果所述距离大于等于所述相对应的预设值，则进入S4;
[0023] 在步骤S2-3之前，存在如下步骤：计算用户眼睛与所述目标屏幕的距离。
[0024] 更优选地，步骤S2-2中，当确定用户为儿童时，对儿童所用的电脑设备的上网权 限和上网内容进行限定。
[0025] 更优选地，步骤S5,具体方法为：
[0026] ①、利用红外眼球追踪方法，获取用户的眨眼次数和眨眼频率；
[0027] ②、判断在一段时间T内的眨眼频率是否在门限值TH内，如果不在门限值TH内， 确认眼睛处于疲劳状态，则进入S6;如果在门限值TH内，确认眼睛处于正常状态，不发出提 示；
[0028] 所述一段时间T为4min~5min，所述门限值TH为25次~100次。
[0029] 本发明的一种利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的系统，该系统包括：摄像 设备、光源设备、目标屏幕和控制装置；
[0030] 摄像设备设置在目标屏幕周围，用于捕获用户的脸部信息；
[0031] 光源设备设置在目标屏幕周围，且朝向用户眼睛设置；
[0032] 控制装置分别与所述摄像设备和所述光源设备相连，用于判断用户视点是否位于 目标屏幕上、分析人脸图像信息、计算用户与所述目标屏幕的距离、控制用户权限和发出提 示；
[0033] 所述摄像设备至少为1个，所述光源设备至少为2个红外光源。
[0034]本发明的有益效果是：
[0035] 本发明基于红外眼球追踪的技术，利用红外光源的图像信息，判定用户的注视点 是否在显示屏上，从而最为精准得判断用户眼睛和显示屏的距离，最后通过检测人脸图像 信息，与预先设定的数据作比较，判断显示屏面前的用户身份信息（用户是大人还是儿童） 后，做进一步处理：例如为成人或儿童提供不同的操作距离判定标准、电脑权限控制、上网 内容控制等。
[0036] 本发明利用红外眼球追踪，控制用户眼睛与目标屏幕的距离，又结合用户眨眼频 率判断用户的眼睛是否疲劳，以更好的达到预防近视眼的效果。
[0037] 本发明利用眼控技术，实时精确达到预防不同用户近视眼效果。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明的基于标准化眼睛图像的视线追踪系统的结构示意图；
[0039] 图1中：1为红外光源；2为屏辱；3为摄像设备；4为用户；
[0040] 图2是以屏幕中心为原点，用右手原则建立世界坐标系示意图；
[0041] 图3是视线跟踪装置光路图，1为角膜曲面中心C，2为眼球中心，3为透镜，4为虹 膜，5为眼球的水状体，6为瞳孔中心P，7为角膜面，8为发射点&，9为发射点qij，10为虚光 斑，11为光源込，12为法线1，13为摄像机光学中心〇j，14为图像瞳孔中心Vj，15为图像光 斑中心Uu,16为摄像头，17为视轴，18为法线2, 19为光轴,20为眼球；
[0042] 图4是眼睛光轴方向的坐标系图；
[0043] 图5是一种利用红外眼球追踪控制眼睛与屏幕距离的系统。
【具体实施方式】
[0044] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进 行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0045] 参考图1、图2、图3和图4,本【具体实施方式】1是一种利用红外眼球追踪控制眼睛 与屏幕距离的方法，包括：
[0046]S1、基于红外眼球视线追踪方法，判断用户视点是否落在目标屏幕上，如果落在目 标屏幕上，则进入S2,如果不落在目标屏幕上，则继续判断或结束；
[0047] 其中，步骤S1中，利用红外眼球视线追踪方法，判断用户是否注视目标屏幕，具体 的方法为：首先获取目标屏幕的宽度和高度，然后基于红外眼球视线追踪方法获得用户所 看到的视点位置（也就是用户视点在目标屏幕上的位置），要是视点位置在目标屏幕区域 内，确定用户的眼睛注视目标屏幕，要是视点位置在目标屏幕区域外，确定用户的眼睛没有 注视目标屏唇，则继续判断或结束；
[0048]S2、