一种基于智能手机检测眼睛疲劳的方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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 IPS0S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。
[0003] 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。
[0004] (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。
[0005] (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。
[0006] 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；
[0007] 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；
[0008] 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】
[0009] 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。
[0010] 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：
[0011] 以每隔120毫秒的时间采集1帧图像数据；
[0012] 精确定位包含人眼的最小矩形；
[0013] 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；
[0014] 计算和更新评价人眼疲劳程度的PERCL0S值；
[0015]基于PERCL0S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。
[0016] 所述方法包括：
[0017] 使用肤色模型分割肤色区域进行人脸检测。
[0018] 所述基于PERCL0S值判断眼睛是否疲劳具体为：
[0019] PERCL0S计算公式的具体含义就是在30秒内眼睛睁开情况小于0.7次数占总检测 次数的比例，PERCL0S值就是在30秒中一次疲劳检测过程中疲劳状态的判断标准。
[0020] 所述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具体为：
[0021] 如果是轻度疲劳的状况，使用语音提醒，并使用具有对眼视觉比较友好UI全屏提 醒休息和给出眼睛保护建议；
[0022] 如果是中度疲劳状态，使用语音提醒，并直接触发手机黑屏待机；
[0023] 如果是重度疲劳状态，使用语音提醒，并短暂时间倒计时后触发关机指令。
[0024]所述方法还包括：
[0025] 如果检测到眼睛未疲劳，则调整眼睛疲劳检测的频率。
[0026] 通过实施本发明实施例，通过检测智能手机用户的眼睛疲劳状态，根据疲劳状态 值给该用户相应的疲劳干预措施，可以在非常低成本代价下，达到有效保护用户视力和身 心健康的目的。
【附图说明】
[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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它的附图。
[0028]图1是本发明实施例中的基于智能手机检测眼睛疲劳的方法流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明拟基于以上原则设计可以较精准检测用户使用智能手机过程中的眼睛状 况，即使在采集到的是弱光照等恶劣环境中的较低质量图像信息。在发生不同程度的疲劳 状态后激发有效的干预系统，达到阻止眼疲劳恶化而导致的各种问题，同时要尽可能地减 少干扰智能手机设备的正常任务执行。
[0031] 相应的，图1示出了本发明实施例中的基于智能手机检测眼睛疲劳