專利名稱：一種基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用眨眼特征來(lái)控制拍攝的眼鏡，屬于人機(jī)交互、數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的人機(jī)交互方式層出不窮，其中語(yǔ)音控制、動(dòng)作控制等技術(shù)已經(jīng)得到了較廣泛的應(yīng)用。利用眨眼信息實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，也是一種新型人機(jī)交互方式。 現(xiàn)有的與眨眼相關(guān)的交互方式都要通過(guò)眼睛定位、眼睛跟蹤等過(guò)程從整個(gè)人臉的圖像中提取出眨眼信息，這樣的方法過(guò)程繁瑣、計(jì)算量大且誤判率高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)眨眼實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互并進(jìn)而控制攝像頭實(shí)現(xiàn)拍照、錄像等功能。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案一種基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，包括供電電源、前端攝像頭、后端攝像頭、微處理器、存儲(chǔ)器；其中，所述前端攝像頭、后端攝像頭、存儲(chǔ)器分別與微處理器相連接；所述前端攝像頭設(shè)置在眼鏡框外部的正前方對(duì)著使用者的視野方向，用于拍攝圖像；所述后端攝像頭設(shè)置在眼鏡框的內(nèi)側(cè)正對(duì)使用者眼睛的方向，用于提取使用者的單只眼睛圖像；所述微處理器內(nèi)置在眼鏡架中，用于實(shí)時(shí)地接收后端攝像頭的圖像，并對(duì)接收的圖像進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制前端攝像頭進(jìn)行拍攝；所述存儲(chǔ)器內(nèi)置在眼鏡架中，用于存儲(chǔ)攝像頭拍攝的圖像。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡還包括藍(lán)牙裝置，所述藍(lán)牙裝置分別與微處理器、存儲(chǔ)器相連接，用于將拍攝圖像發(fā)送至外部設(shè)備。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡的后端攝像頭采用 0MNIVISI0N公司的0V7675攝像頭。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡的前端攝像頭采用 0MNIVISI0N公司的0V3640攝像頭。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡的微處理器的型號(hào)為 TMS320C6742。本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果現(xiàn)有的眨眼交互技術(shù)，是對(duì)使用者的整個(gè)面部拍照，其缺點(diǎn)是需要眼睛定位和眼睛跟蹤等技術(shù)來(lái)找到眼睛所在區(qū)域。本實(shí)用新型中，由于將攝像頭嵌入使用者的眼鏡中，故攝像頭與使用者眼睛相對(duì)靜止，并且眼睛幾乎占據(jù)了攝像頭的全部視野，所以不需要眼睛定位、眼睛跟蹤等過(guò)程，極大地簡(jiǎn)化了操作。
圖1是本實(shí)用新型的裝置模塊結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的拍攝眼鏡正面示意圖。圖3是本實(shí)用新型的拍攝眼鏡背面示意圖。圖4是本實(shí)用新型工作時(shí)基于的眨眼特征提取控制方法的流程圖。圖中標(biāo)號(hào)解釋1-前端攝像頭；2-后端攝像頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，本實(shí)用新型的拍攝眼鏡包括電源、前端攝像頭、后端攝像頭、微處理器、存儲(chǔ)器；其中，所述前端攝像頭、后端攝像頭、存儲(chǔ)器、電源分別與微處理器相連接；前端攝像頭拍攝對(duì)著使用者的視野方向的圖像，后端攝像頭提取使用者的單只眼睛圖像；微處理器實(shí)時(shí)地接收后端攝像頭的圖像，并對(duì)接收的圖像進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制前端攝像頭進(jìn)行拍攝，然后將拍攝的圖像存在存儲(chǔ)器中。同時(shí)，通過(guò)藍(lán)牙裝置可以將拍攝的圖像傳輸至外部設(shè)備，如手機(jī)或平板電腦，可以對(duì)前端攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行查看。如圖2所示，嵌在眼鏡框內(nèi)的前端攝像頭對(duì)著使用者的視野方向，當(dāng)收到控制信號(hào)時(shí)，做出相應(yīng)的動(dòng)作。前端攝像頭對(duì)像素要求較高，可以采用0V3640攝像頭，該型號(hào)攝像頭像素為300萬(wàn)還帶有自動(dòng)對(duì)焦功能。如圖3所示，后端攝像頭對(duì)著使用者的單只眼睛，持續(xù)監(jiān)測(cè)使用者的眨眼狀態(tài)， 并持續(xù)輸出眼睛的圖像；后端攝像頭對(duì)像素的要求不高，故可以采用0MNIVISI0N公司的 0V7675攝像頭。如圖4所示，本實(shí)用新型基于的眨眼特征提取控制方法的流程如下1)系統(tǒng)開(kāi)始后，微處理器初始化攝像頭以設(shè)定其工作方式，同時(shí)設(shè)定m個(gè)預(yù)定特征值；2)初始化之后，攝像頭即按照設(shè)定的方式拍攝并輸出圖像；3)微處理器讀取每一張攝像頭輸出的圖像，并計(jì)算出每幅圖像的特征值同時(shí)保存特征值；4)一段時(shí)間后，當(dāng)保存的特征值數(shù)量達(dá)到η時(shí)，微處理器分析這η個(gè)特征值的分布情況，并清空現(xiàn)存的特征值；5)判斷η個(gè)特征值的分布是否符合預(yù)定的特征值如果符合任一預(yù)定特征值，則發(fā)出與該特征值對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)控制外圍設(shè)備完成相應(yīng)的動(dòng)作，然后返回步驟3)開(kāi)始重復(fù)上述過(guò)程；若該特征值對(duì)應(yīng)的是結(jié)束命令，則系統(tǒng)停止運(yùn)行；如果不符合任一預(yù)定特征值，則系統(tǒng)直接回到步驟3)重復(fù)上述過(guò)程。下面以拍攝眼鏡為例，介紹其工作過(guò)程如下步驟101，開(kāi)啟電源后，微處理器自動(dòng)初始化前端攝像頭和后端攝像頭，使其按預(yù)定的方式工作，其中包括設(shè)定后端攝像頭以30FPS的幀率輸出黑白圖像。步驟102，初始化完成以后，后端攝像頭即開(kāi)始了對(duì)使用者眼睛的監(jiān)測(cè)，并持續(xù)輸出圖像。微處理器接收后端攝像頭輸出的每幅圖像并實(shí)時(shí)地計(jì)算該圖像的特征值，同時(shí)要將求得的特征值保存至存儲(chǔ)器中。步驟103，當(dāng)持續(xù)時(shí)間為 秒，微處理器保存的特征值數(shù)量應(yīng)為30 個(gè)，此時(shí)微處理器分析30 個(gè)特征值的分布情況如果得出其分布情況符合預(yù)定特征X，則認(rèn)為前is時(shí)間內(nèi)用戶的眨眼符合特征X， 此時(shí)處理器發(fā)出控制信號(hào)以控制外部設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作，隨后微處理器清空保存的所有特征值并重新開(kāi)始上述過(guò)程；如果預(yù)定的特征中有一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)機(jī)的命令，并且當(dāng)使用者眨眼符合此特征，則設(shè)備關(guān)機(jī)。如果特征值的分布不符合任一預(yù)定特征，則微處理器直接清空特征值并重新開(kāi)始上述過(guò)程。同時(shí)上述過(guò)程中，預(yù)定特征對(duì)應(yīng)的命令包括拍照或錄像，則前端攝像頭收到命令后完成相應(yīng)的動(dòng)作，并把得到的圖像或視頻保存。拍攝圖像保存的方法有很多，此處僅舉兩個(gè)可行的例子其一，在眼鏡架內(nèi)內(nèi)嵌一個(gè)SD讀卡槽，使用時(shí)在其中插入SD卡，拍攝所得的圖片或視頻直接存在SD卡內(nèi)，這樣使用者可以方便地將SD卡內(nèi)保存的信息轉(zhuǎn)存到個(gè)人電腦上。 其二，在眼鏡架上安裝一個(gè)藍(lán)牙發(fā)射器，并通過(guò)藍(lán)牙與帶有藍(lán)牙功能的智能手機(jī)建立連接， 拍攝所得的圖像或視頻通過(guò)藍(lán)牙信號(hào)傳輸給手機(jī)，這樣拍攝所得可以直接在手機(jī)中保存。下面對(duì)本實(shí)用新型中涉及的特征值計(jì)算的方法舉例特征值的選擇是不唯一的，比如將每幅圖像與模板圖像的差圖像上每個(gè)像素點(diǎn)灰度值的平方和作為特征值，下文簡(jiǎn)稱“方差”。同時(shí)，特征值也可以選擇為差圖像上每個(gè)像素點(diǎn)灰度的和或者三次方和；或者先對(duì)灰度圖像本身進(jìn)行運(yùn)算，如先平方或乘以一個(gè)系數(shù)，然后再與模板圖像作差，總之特征值的選擇是多種多樣的。下面以方差作為特征值，介紹計(jì)算方差的方法如下設(shè)P為模板圖像，Q為待求得圖像，設(shè)圖像的分辨率為M X N，T1=Q-P為圖像 Q與模板P的差圖像，Τ；."為差圖像上第i行、第j列的像素點(diǎn)灰度值，則特征值D=
權(quán)利要求1.一種基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，其特征在于包括供電電源、前端攝像頭、 后端攝像頭、微處理器、存儲(chǔ)器；其中，所述前端攝像頭、后端攝像頭、存儲(chǔ)器分別與微處理器相連接；所述前端攝像頭設(shè)置在眼鏡框外部的正前方對(duì)著使用者的視野方向，用于拍攝圖像；所述后端攝像頭設(shè)置在眼鏡框的內(nèi)側(cè)正對(duì)使用者眼睛的方向，用于提取使用者的單只眼睛圖像；所述微處理器內(nèi)置在眼鏡架中，用于實(shí)時(shí)地接收后端攝像頭的圖像，并對(duì)接收的圖像進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制前端攝像頭進(jìn)行拍攝；所述存儲(chǔ)器內(nèi)置在眼鏡架中，用于存儲(chǔ)攝像頭拍攝的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，其特征在于還包括藍(lán)牙裝置，所述藍(lán)牙裝置分別與微處理器、存儲(chǔ)器相連接，用于將拍攝圖像發(fā)送至外部設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，其特征在于所述后端攝像頭采用0MNIVKI0N公司的0V7675攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，其特征在于所述前端攝像頭采用0MNIVISI0N公司的0V3640攝像頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，其特征在于所述微處理器的型號(hào)為TMS320C6742。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于眨眼特征提取控制拍攝的眼鏡，屬于人機(jī)交互、數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。該拍攝眼鏡包括電源、前端攝像頭、后端攝像頭、微處理器、存儲(chǔ)器，其中前端攝像頭設(shè)置在眼鏡框外部的正前方對(duì)著使用者的視野方向；后端攝像頭設(shè)置在眼鏡框的內(nèi)側(cè)正對(duì)使用者眼睛的方向；微處理器內(nèi)置在眼鏡架中，實(shí)時(shí)地接收后端攝像頭的圖像，對(duì)接收的圖像進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)控制前端攝像頭進(jìn)行拍攝，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)拍攝的圖像。本實(shí)用新型通過(guò)眨眼特征提取實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互并進(jìn)而控制外部設(shè)備，相對(duì)于現(xiàn)有的眨眼交互技術(shù)，不需要眼睛定位、眼睛跟蹤等過(guò)程，極大地簡(jiǎn)化了操作。
文檔編號(hào)G02C11/00GK202159199SQ20112026240
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者金宇 申請(qǐng)人:金宇