TWI334111B - Warning apparatus and method for eyes protection - Google Patents

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1334111 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 099年08月 [0001] [0002] 本發明涉及一種電腦周邊器件，特別、也 _滅 竹別涉及一種用於電腦 之眼睛防護警示裝置及眼睛防讀绝+ s不方法。 【先前技術】 長時間使用電腦（長時間盯著雷腦> s 者尾胳之顯示器）對眼睛有害 已經成為公知常識。為避免因此患上眼疾，宜在使用電 腦-段時間後，離開電腦以緩解視疲勞^而，人們社 往忘情於工作或學習中，不能 吁離開電腦，導致眼病 出現或加重。 [0003] 【發明内容】 有繁於此，有必要提供—種在電腦使㈣長_«電 腦後及時伽電職㈣離職以 及眼睛防護警示方法。 更》丁取 [0004] 一種眼睛防護警示裝置’其包括影像獲取模組、影像處 理模組、統龍組及料馳。__㈣組用於獲 取電腦使用者之連續多驗部圖像。該影像處理模組用 於處理每Φ貞臉部圖像以獲得表徵電腦使用者眼部高度（上 下眼皮之間之距離）之連續複數特徵值。該影像處理模組 包括區域劃分器、邊緣偵測器及邊緣逼近器◊該區域劃 分器用於對臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使用者眼 邠所在之眼部區域。該邊緣偵測器用於對該眼部區域進 打邊緣偵測以銳化電腦使用者眼部之邊緣。該邊緣逼近 器用於對銳化之眼部區域進行邊緣逼近以得到對應的特 徵值。該統計模組用於統計該連續複數特徵值中大於預 096143496 表單編號Α0101 笫4頁/共15頁 0993278006-0 Γ334111 099年08月03日梭正替換頁 定值之特徵值之數目以獲得電腦使用者眼睛張開之時間 。該警示模組用於在電腦使用者眼睛張開之時間滿足預 定條件時發出警示。 [0005] 一種眼睛防護警示方法，其包括以下步驟： [0006] 獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像； [0007] 處理每幀臉部圖像以獲得表徵電腦使用者眼部高度之連 續複數特徵值； [0008] 統計該連續複數特徵值中大於預定值之特徵值之數目以 獲得電腦使用者眼睛張開之時間；及 [0009] 在電腦使用者眼睛張開之時間滿足預定條件時發出警示 〇 [0010] 該處理步驟包括： [0011] 對該臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使用者眼部所在 之眼部區域； [0012] 對該眼部區域進行邊緣偵測以銳化電腦使用者眼部之邊 緣；及 [0013] 對銳化之眼部區域進行邊緣逼近以得到特徵值 [0014] 該眼睛防護警示裝置通過對大於預定值之特徵值（表示電 腦使用者眼睛處於張開狀態）進行統計以統計電腦使用者 眼睛張開之時間，並在電腦使用者眼睛張開之時間滿足 預設條件（使用超時條件）時發出警示，及時提醒電腦使 用者離開電腦。 096143496 表單編號A0101 第5頁/共15頁 0993278006-0 [0015] 【實施方幻 請參閱圖1，士 & 本發明之眼睛防護警示裝置丨00可用於電腦 200電腦20G可以係桌上型電腦或筆記本電腦，本實施 式之電腦2GG為筆記本電腦，其包括本體2G2及轉動設 置於本體2G2邊緣之液晶顯示器201。 [0016] 么并 > 閱圖2，眼睛防護警示裝置1 〇〇包括影像獲取模 如像處理模組2〇、統計模組30及警示模組4〇。影 & 1 〇用於獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像 ’v像處理模組2〇用於處理每幀臉部圖像以獲得表徵電 腦使用者眼部高度之連續複數特徵值 。統計模組3 0用於 統找續複數特徵值巾大於預隸之特徵值之數目以獲 囟使用者眼睛張開之時。間·。.警示模,組4 0用於在電腦 使用者眼睛張開之時間滿足預定條件祕出警示。 [0017] 本實施方式之影像獲取模組1〇採用攝像頭，其嵌設於電 腦2〇〇之液晶顯示器201之邊緣（如左上角）。如此，攝像 頭與電腦使用者之臉部正對，可獲私完聱、背景少之臉 部圖像，利於後續影像處理模組對族部圖像進行處理 [0018] 影像處理模組20包括區域劃分器21(regi〇n divisi〇n unit)，邊緣偵測器 22(edge detection unit)及邊緣 逼近器 23(edge appr〇ximati〇n Unit)。區域劃分器 21用於對電腦使用者之臉部圖像進行區域劃分以得到電 腦使用者眼部所在之眼部區域。邊緣偵測器22用於對眼 部區域進行邊緣偵測以銳化電腦使用者眼部之邊緣。邊 緣逼近器23用於對銳化之眼部區域進行邊緣逼近以得到 096143496 表單編號A0101 第6頁/共15 頁 0993278006-0 1334111 特徵值。 099年08月03日修正替换頁 [0019] [0020] 優選地，影像處理模組20還包括均 f · 1+ 、 ^ ;值濾波器24(mean hWO。均值缝器㈣於對目㈣ 以利於眼部區域之邊緣偵測。 — 慮波 可以理解，影像處理模組2〇、 玩汁铋組30及警示模組40 。以木用各種編程語言’如visual匕…，c m 嗱編成之功能模組，並存儲於電腦2〇〇之本體2〇2内之 硬碟等存儲設備。而料獲取·1Q通财材與電腦綱 連接(如與電脚之主板連接)’從而與影像處理模组2〇 建立連接》當通過電腦200之輪入設備(如鍵盤或滑鼠)或 獨立啟動設備（圖未示）啟動眼睛防護警示裝置1〇〇時影 像獲取模組10開始獲取電腦使甩者之臉部圖像，影像處 理模組20、統計模組30及警示模組侧時載入電腦= 之動態存儲設備（如記憶體）並在其内運行。警示模組Μ 可通過在液晶顯示器201彈出警告框或觸發電腦2〇〇之發 聲設備發出鳴叫之方式發出警示，提醒電腦使用者離開 電腦200，緩解視疲勞。 [0021] [0022] [0023] 當然，也可以採用獨立於電腦之智慧設備裝載影像處理 模組20、統計模組30及警示模組4〇。 請參閱圖3，本發明之眼睛防護警示方法包括如下步驟： S01 :獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像；具體地，眼 睛防護警示裝置100啟動後，影像獲取模組1〇開始以3〇幀 /秒之速率獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像，並經由 線材傳輸至電腦200之動態存锦裝置； 096143496 表單編號A0101 第7頁/共15頁 0993278006-0 1334111 099年08月03日接正替换頁 [0024] S02 :處理每幀臉部圖像以獲得表徵電腦使用者眼部高度 之連續複數特徵值（詳細步驟請參下文）； [0025] S03 :統計連續複數特徵值中大於預定值之特徵值之數目 以獲得電腦使用者眼睛張開之時間；可以理解，若電腦 使用者眼睛處於張開狀態，眼部高度將大於預定值（如2 毫米）；如此，可通過統計模組3〇統計複數特徵值中大於 預定值之特徵值之數目獲得電腦使用者眼睛張開之時間 ;及 [0026] S04 :在電腦使用者眼睛張開之時間滿足預定條件時發出 警示；預設條件可由電腦使用者設定，參考之預設條件 為.在一段時間（如1小時），大於預定值之特徵值之數目 與該段時間内臉部圖像之總幀數之比大於〇匕8(即在1小時 中’0· 8小時電腦使用者眼睛張開；其餘〇. 2小時，電腦 使用者處於短暫閉眼或眨眼狀態）；更加具體地，若滿足 預設條件’則警示模組4〇通過在液晶顯示器2〇1彈出警告 框或觸發電腦200之發生設僑發出鳴叫之方式發出警示。 [0027】請參閱圖4，步驟S02(處理步驟）以下子步驟： [0028] S021 :對臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使用者眼部 所在之眼部區域；具體地，區域劃分器21採用域值法對 臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使用者眼部所在之眼 部區域； [0029] S022 :對眼部區域進行均值濾波；具體地，均值濾波器 24對眼部區域進行均值濾波’以濾掉眼部區域内之圖像 雜訊’避免邊緣偵測器22在銳化電腦使用者眼部邊緣之 096143496 表單編號A0101 第8頁/共15頁 0993278006-0 [0030] 099年08月03日t @ Μ化®1像雜訊’而？丨起邊緣逼近器23誤判（誤判圖像 雜訊為電腦使用者眼部邊緣）； 士眼。Ρ區域進行邊緣偵測以銳化電腦使用者眼部 ^邊緣’具體地’邊緣该測器22採用Sobel運算元對眼部 品 &度⑶mp〇nent)進行邊緣偵 測，以銳化電腦使用者眼部之邊緣；及 [0031] Γ之眼部區域進行邊緣逼近以得到特徵值； 了以理解，經過均值渡 化邊緣為眼珠邊緣，：邊緣痛測後，眼部區域之銳 近，便可得到特徵值。此’通過邊緣逼近器23作縱向逼 [0032] 可以理解’圖像處理樓 用其他可代替触，如 ^崎本,實射式，可採 [0033] 如Prewitt運管元切’邊緣偵測器22採用其他運算元（ 運蚰arr、Hildret運算元）。 眼睛防護警示裝置1〇〇通 計以統計電腦使用切暗;/大於預定值之特徵值進行統 目艮睛張開之時間滿^設二並在電腦使用* 腦使用者離開電腦β 、發出π，及時提醒電 [0034] 综上所述，本發明確 專利申請明專利要件，爰依法提出 ，舉凡熟悉本案技藝之人士僅為本發明之較佳實施方式 之等效修飾或變化，皆應^於援依本案發明精神所作 〇 白心义含於以下之申請專利範圍内 【圖式簡單說明】 [0035] 096143496 圖1為本發明較佳實施方式 表單編號A0101 艮睛防護警示裝置應用於電 第 0993278006-0 頁/共15頁 1334111 099年08月03日梭正替换頁 腦之立體示意圖。 [0036] 圖2為本發明較佳實施方式之眼睛防護警示裝置之功能模 組圖。 [0037] 圖3為本發明較佳實施方式之眼睛防護警示方法之流程圖 〇 [0038] 圖4為本發明較佳實施方式之眼睛防護警示方法之一個子 流程圖。 【主要元件符號說明】 [0039] 眼睛防護警示裝置：1 0 0 [0040] 均值濾波器：24 [0041] 影像獲取模組：10 [0042] 統計模組：30 [0043] 影像處理模組：20 [0044] 警示模組：40 [0045] 區域劃分器：21 [0046] 電腦：200 [0047] 邊緣偵測器：22 [0048] 液晶顯不^§. 201 [0049] 邊緣逼近器：23 [0050] 本體：202 096143496 表單編號A0101 第10頁/共15頁 0993278006-0

Claims (1)

133.4111 099年08月03日梭正替换頁 七、申請專利範圍： 1 . 一種用於電腦之眼睛防護警示裝置，其包括： 影像獲取模組，用於獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像 9 影像處理模組，用於處理每幀臉部圖像以獲得表徵電腦使 用者眼部高度之連續複數特徵值，其包括： 區域劃分器，用於對臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使 用者眼部所在之眼部區域； 邊緣偵測器，用於對該眼部區域進行邊緣偵測以銳化電腦 使用者眼部之邊緣；及 邊緣逼近器，用於對銳化之眼部區域進行邊緣逼近以得到 對應的特徵值； 統計模組，用於統計該連續複數特徵值中大於預定值之特 徵值之數目以獲得電腦使用者眼睛張開之時間；及 警示模組，用於在電腦使用者眼睛張開之時間滿足預定條 件時發出警示。 2 .如申請專利範圍第1項所述之眼睛防護警示裝置，其中， 該影像獲取模組包括攝像頭。 3 .如申請專利範圍第1項所述之眼睛防護警示裝置，其中， 該影像處理模組還包括： 均值濾波器，用於對該眼部區域進行均值濾波；該邊緣偵 測器對均值濾波後之眼部區域進行邊緣偵測。 4 .如申請專利範圍第1項所述之眼睛防護警示裝置，其中， 該警示模組發出之警示包括該電腦之彈出窗口或鳴叫聲。 5 . —種用於電腦之眼睛防護警示方法，其包括以下步驟： 096143496 表單編號A0101 第11頁/共15頁 0993278006-0 1334111 099年08月03日核正替换頁 獲取電腦使用者之連續多幀臉部圖像； 處理每幀臉部圖像以獲得表徵電腦使用者眼部高度之連續 複數特徵值，該步驟包括： 對該臉部圖像進行區域劃分以得到電腦使用者眼部所在之 眼部區域； 對該眼部區域進行邊緣偵測以銳化電腦使用者眼部之邊緣 ;及 對銳化之眼部區域進行邊緣逼近以得到特徵值； 統計該連續複數特徵值中大於預定值之特徵值之數目以獲 得電腦使用者眼睛張開之時間；及 在電腦使用者眼睛張開之時間滿足預定條件時發出警示。 6 .如申請專利範圍第5項所述之眼睛防護警示方法，其中， 該獲取步驟採用攝像頭獲取電腦使用者之臉部圖像。 7 .如申請專利範圍第5項所述之眼睛防護警示方法，其中， 處理該幀臉部圖像還包括子步驟： 在對該眼部區域進行邊緣偵測前對該眼部區域進行均值濾 波。 8 .如申請專利範圍第5項所述之眼睛防護警示方法，其中， 該警示包括該電腦之彈出窗口或鳴叫聲。 096143496 表單編號A0101 第12頁/共15頁 0993278006-0