一种缓解眼球疲劳的方法与流程

本发明涉及眼部保健领域，尤其涉及一种缓解眼球疲劳的方法。

背景技术：

移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、pos机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络和技术朝着越来越宽带化的方向的发展，移动通信产业将走向真正的移动信息时代。另一方面，随着集成电路技术的飞速发展，移动终端的处理能力已经拥有了强大的处理能力，移动终端正在从简单的通话工具变为一个综合信息处理平台。这也给移动终端增加了更加宽广的发展空间。

移动终端作为简单通信设备伴随移动通信发展已有几十年的历史。自2007年开始，智能化引发了移动终端基因突变，从根本上改变了终端作为移动网络末梢的传统定位。移动智能终端几乎在一瞬之间转变为互联网业务的关键入口和主要创新平台，新型媒体、电子商务和信息服务平台，互联网资源、移动网络资源与环境交互资源的最重要枢纽，其操作系统和处理器芯片甚至成为当今整个ict产业的战略制高点。移动智能终端引发的颠覆性变革揭开了移动互联网产业发展的序幕，开启了一个新的技术产业周期。随着移动智能终端的持续发展，其影响力将比肩收音机、电视和互联网(pc)，成为人类历史上第4个渗透广泛、普及迅速、影响巨大、深入至人类社会生活方方面面的终端产品。

然而，在现有的移动终端的使用过程中，移动终端的液晶屏幕的背景颜色是固定的或基于应用程序本身而改变的，与用户的清醒状态无关，导致无法采用背景颜色的改变对用户进行疲惫的缓解操作。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种缓解眼球疲劳的方法，引入了图像识别机制对移动终端用户的眼球运动速度进行有效识别，基于用户的眼球运动速度确定用户的清醒状态，进而改变移动终端的液晶屏幕的背景颜色，以有效缓解用户的疲惫程度。

本发明至少具有以下三个重要发明点：

(1)建立了基于图像平均抖动量的滤波选择机制，从而在尽可能减少运算量的前提下，保证图像的滤波效果；

(2)采用图像中像素点与前一时刻图像中匹配到的像素点的距离差值作为评估图像中的图像抖动平均值的参考数据，从而提高了图像抖动平均值测量的精度；

(3)基于用户眼球运转速度切换移动终端的屏幕背景颜色，从而在一定程度上对用户眼球起到缓解作用。

根据本发明的一方面，提供了一种缓解眼球疲劳的方法，该方法包括使用自适应背景颜色切换系统来对移动终端背景颜色进行自适应控制，并且基于眼球运转速度切换移动终端的屏幕背景颜色，从而对眼球起到缓解作用，所述自适应背景颜色切换系统包括：

颜色切换设备，与移动终端的液晶屏幕连接，用于在颜色控制信号的驱动下，改变移动终端的液晶屏幕的背景颜色；

第一摄像头，嵌入在移动终端的背部面板中，内置多个cmos传感器，用于在用户的拍摄操作下，对移动终端的背部面板后方的环境进行图像数据采集，以获得并输出后方环境图像；

第二摄像头，嵌入在移动终端的正面面板中，内置多个cmos传感器，用于在用户的拍摄操作下，对移动终端的正面面板前方的环境进行图像数据采集，以获得并输出前方环境图像；

其中，所述第二摄像头还具备空闲拍摄模式，以在无用户的拍摄操作下，对移动终端的正面面板前方的用户进行图像数据采集，以获得并输出时间上连续的多个用户图像帧；

其中，所述第一摄像头不具备空闲拍摄模式。

优选地，所述系统还包括：

图像抖动分析设备，与所述第二摄像头连接，用于获取当前用户图像帧，将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值；

滤波切换设备，与所述图像抖动分析设备连接，用于在接收到的图像抖动平均值大于等于预设抖动阈值时，选择高级滤波处理设备对所述当前用户图像帧执行滤波操作以获得滤波输出图像，以及用于在接收到的图像抖动平均值小于预设抖动阈值时，选择低级滤波处理设备对所述当前用户图像帧执行滤波操作以获得滤波输出图像；

高级滤波处理设备，分别与所述滤波切换设备和所述图像抖动分析设备连接，用于基于所述图像抖动平均值确定对所述当前用户图像帧进行平均分割的图像区域数量，所述图像抖动平均值越高，对所述当前用户图像帧进行平均分割的图像区域数量越多，对各个图像区域分别执行基于图像区域的自适应递归滤波处理操作以获得各个滤波区域，图像区域对比度越小，对图像区域执行的自适应递归滤波处理操作力度越大，将各个滤波区域合并以获得待处理图像；

低级滤波处理设备，分别与所述滤波切换设备和所述图像抖动分析设备连接，用于对所述当前用户图像帧整体执行自适应递归滤波处理以获得对应的待处理图像；

目标分析设备，分别与所述高级滤波处理设备和所述低级滤波处理设备连接，用于基于时间顺序接收多个待处理图像，对于每一个待处理图像，基于预设基准眼球图案对所述待处理图像中的眼球目标进行识别，并基于识别到的眼球目标在所述待处理图像的区域确定实时眼球位置；

主控芯片，设置在移动终端的集成电路板上，分别与所述目标分析设备和所述颜色切换设备连接，用于基于时间顺序的多个待处理图像分别对应的实时眼球位置即时更新眼球运动速度，并基于所述眼球运动速度确定对应的移动终端的液晶屏幕的背景颜色以实现对所述颜色切换设备的驱动控制。

优选地，所述眼球运动速度越慢，对应的移动终端的液晶屏幕的背景颜色越偏绿色。

优选地，将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：将所述当前用户图像帧中每一个像素点的像素值与以所述历史用户图像帧对应位置像素点为中心的方形像素块内的各个像素点的像素值进行匹配以获取匹配到的像素点。

优选地，将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：确定所述当前用户图像帧中该像素点与匹配到的像素点的距离差值以作为所述当前用户图像帧中该像素点的实时抖动量。

优选地，将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：基于所述当前用户图像帧中所有像素点的实时抖动量确定所述当前用户图像帧中的图像抖动平均值。

优选地，在空闲拍摄模式中，所述第二摄像头对移动终端的正面面板前方的用户进行图像数据采集的时间间隔为0.2秒。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的自适应背景颜色切换系统的主控芯片的接口示意图。

图2为根据本发明实施方案示出的自适应背景颜色切换系统的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的缓解眼球疲劳的方法的实施方案进行详细说明。

现有技术中的移动终端背景颜色控制模式粗糙。为了克服上述不足，本发明搭建了一种缓解眼球疲劳的方法，该方法包括使用自适应背景颜色切换系统来对移动终端背景颜色进行自适应控制，并且基于眼球运转速度切换移动终端的屏幕背景颜色，从而对眼球起到缓解作用。所述自适应背景颜色切换系统的具体实施方案如下。

图1为根据本发明实施方案示出的自适应背景颜色切换系统的主控芯片的接口示意图。

图2为根据本发明实施方案示出的自适应背景颜色切换系统的结构方框图，所述系统包括：

颜色切换设备，与移动终端的液晶屏幕连接，用于在颜色控制信号的驱动下，改变移动终端的液晶屏幕的背景颜色；

第一摄像头，嵌入在移动终端的背部面板中，内置多个cmos传感器，用于在用户的拍摄操作下，对移动终端的背部面板后方的环境进行图像数据采集，以获得并输出后方环境图像；

第二摄像头，嵌入在移动终端的正面面板中，内置多个cmos传感器，用于在用户的拍摄操作下，对移动终端的正面面板前方的环境进行图像数据采集，以获得并输出前方环境图像；

其中，所述第二摄像头还具备空闲拍摄模式，以在无用户的拍摄操作下，对移动终端的正面面板前方的用户进行图像数据采集，以获得并输出时间上连续的多个用户图像帧；

其中，所述第一摄像头不具备空闲拍摄模式。

接着，继续对本发明的自适应背景颜色切换系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述自适应背景颜色切换系统中，还包括：

图像抖动分析设备，与所述第二摄像头连接，用于获取当前用户图像帧，将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值；

滤波切换设备，与所述图像抖动分析设备连接，用于在接收到的图像抖动平均值大于等于预设抖动阈值时，选择高级滤波处理设备对所述当前用户图像帧执行滤波操作以获得滤波输出图像，以及用于在接收到的图像抖动平均值小于预设抖动阈值时，选择低级滤波处理设备对所述当前用户图像帧执行滤波操作以获得滤波输出图像；

高级滤波处理设备，分别与所述滤波切换设备和所述图像抖动分析设备连接，用于基于所述图像抖动平均值确定对所述当前用户图像帧进行平均分割的图像区域数量，所述图像抖动平均值越高，对所述当前用户图像帧进行平均分割的图像区域数量越多，对各个图像区域分别执行基于图像区域的自适应递归滤波处理操作以获得各个滤波区域，图像区域对比度越小，对图像区域执行的自适应递归滤波处理操作力度越大，将各个滤波区域合并以获得待处理图像；

低级滤波处理设备，分别与所述滤波切换设备和所述图像抖动分析设备连接，用于对所述当前用户图像帧整体执行自适应递归滤波处理以获得对应的待处理图像；

目标分析设备，分别与所述高级滤波处理设备和所述低级滤波处理设备连接，用于基于时间顺序接收多个待处理图像，对于每一个待处理图像，基于预设基准眼球图案对所述待处理图像中的眼球目标进行识别，并基于识别到的眼球目标在所述待处理图像的区域确定实时眼球位置；

主控芯片，设置在移动终端的集成电路板上，分别与所述目标分析设备和所述颜色切换设备连接，用于基于时间顺序的多个待处理图像分别对应的实时眼球位置即时更新眼球运动速度，并基于所述眼球运动速度确定对应的移动终端的液晶屏幕的背景颜色以实现对所述颜色切换设备的驱动控制。

在所述自适应背景颜色切换系统中：

所述眼球运动速度越慢，对应的移动终端的液晶屏幕的背景颜色越偏绿色。

在所述自适应背景颜色切换系统中：

将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：将所述当前用户图像帧中每一个像素点的像素值与以所述历史用户图像帧对应位置像素点为中心的方形像素块内的各个像素点的像素值进行匹配以获取匹配到的像素点。

在所述自适应背景颜色切换系统中：

将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：确定所述当前用户图像帧中该像素点与匹配到的像素点的距离差值以作为所述当前用户图像帧中该像素点的实时抖动量。

在所述自适应背景颜色切换系统中：

将所述当前用户图像帧与之前最近接收到的历史用户图像帧进行比较以获得当前用户图像帧对应的图像抖动平均值包括：基于所述当前用户图像帧中所有像素点的实时抖动量确定所述当前用户图像帧中的图像抖动平均值。

以及在所述自适应背景颜色切换系统中：

在空闲拍摄模式中，所述第二摄像头对移动终端的正面面板前方的用户进行图像数据采集的时间间隔为0.2秒。

另外，cmos图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与ccd有着共同的历史渊源。cmos图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、ad转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在cmos图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如ad转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的dsp器件与cmos器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为cmos图像传感器发展的开端。1995年低噪声的cmos有源像素传感器单片数字相机获得成功。

cmos图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是cmos图像传感器在功能上优于ccd的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，cmos图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，cmos图像传感器潜在的抗辐射性能相对于ccd性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用cmos图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，cmos图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于cmos图像传感器相对优越的性能，使得cmos图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的自适应背景颜色切换系统，针对现有技术中移动终端无法通过背景颜色减轻用户疲惫程度的技术问题，在有针对性的图像处理机制的基础上，引入了目标分析设备，用于基于时间顺序接收多个待处理图像，对于每一个待处理图像，基于预设基准眼球图案对所述待处理图像中的眼球目标进行识别，并基于识别到的眼球目标在所述待处理图像的区域确定实时眼球位置；更重要的是，还采用了主控芯片用于基于时间顺序的多个待处理图像分别对应的实时眼球位置即时更新眼球运动速度，并基于所述眼球运动速度确定对应的移动终端的液晶屏幕的背景颜色以实现对所述颜色切换设备的驱动控制。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。