[发明专利]一种基于单摄像头检测人眼与显示终端距离的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及智能控制领域，特别涉及一种基于单摄像头检测人眼与显示终端距离的方法 

技术背景：

测距系统是利用传感器感知场景深度信息，从而为建立三维场景提供有效依据。就目前的研究现状测距手段大致可以分为两大种类：主动测距和被动测距。主动测距根据测距方式不同可细分为：激光测距、超声波测距、微波雷达测距、红外线测距仪等。主动测距的特点在于利用有源信号发射装置和相应的接收器之间建立对应关系，根据信号的反馈测定目标距离的一种方式，具有反应速度快、测量准确等优势，但是却存在着受环境影响大，设备昂贵，同源信号相互干扰等限制。被动测距方式主要指视觉测距，它无需信号发射源。而是通过视觉信号源分析比较来测定距离，具有使用方便、测距的同时可以获得大量场景信息等优势。 

视觉测距，通常有单目系统和双目系统两种方式。双目视觉模仿人类利用双目视差感知距离的方法，用两个摄像机对同一景物从不同位置成像进而从视差中恢复距离。单目视觉方法采用单幅图像，根据摄像机的焦距和确定的参数来估算深度信息，或采用特征匹配和光流技术从视觉序列的图像中估算三维参数。 

单目视觉相对于双目视觉系统少了图像配准问题，计算机在同一时间内只需要处理单幅图像，减少了系统工作量、节省了计算机处理时间。如今，单目系统在测距过程中需要同一物体在不同位置或角度的成像视差来获得距离，这就会带来系统设计复杂，产品成本提升，适用性差等问题的出现。2013年1月青岛海信电器股份有限公司申请中国专利，提出了一种利用物体某一特征在摄像头处理器中存储的图像信息，结合物体某一特征可以确定的长度、所述变焦、所述感光器参数信息及在所述处理器中相应图像参数信息，进而获取所述物体至镜头之间的距离。该方法虽然在一定程度上简化了单摄像头测距的系统设计，但却对硬件参数（例如：摄像头焦距，感光器参数等）存在依赖性，即可移植性较差。针对未知硬件参数的单摄像头采集模块，该系统并不具有普遍的可植入性。 

发明内容：

本发明的提出一种基于单摄像头检测人眼与显示终端距离的方法，在不依赖于单摄像头采集模块硬件参数的条件下，直接利用双目瞳孔像素距离X与观看者实际视距Y的拟合函数，实时快速地计算出观看者的实际视距Y。此系统可直接配合未知参数的单摄像头采集模块，实现测距功能，具有良好的可移植性。 

一种基于单摄像头检测人眼与显示终端距离的方法，其特征至少包括以下步骤： 

第一步：由单摄像头获取观看者图像信息，经过预处理模块，首先判断摄像头采集分辨率是否与拟合函数标准分辨率A×B相同，如果不同将其图像信息转化为标准分辨率A×B； 

第二步：图像信息传输至图像处理模块，在采集数据为拟合函数标准分辨率A×B的条件下，图像处理模块在获取的观看者图像信息中，利用双目瞳孔检测算法，检测出双目瞳孔的图像坐标分别为(u₁，v₁)与(u₂，v₂)，进而计算得出双目瞳孔像素距离约为 X=(u1-u2)2+(v1-v2)2;]]>

其中，在图像上定义直角坐标系u-v中，摄像机采集的数字图像信息在计算机内可以存储为数组，每一像素的坐标(u，v)分别表示该像素在数组中所处的列和行； 

第三步：计算模块收到双目瞳孔像素距离X后，利用拟合函数公式Y=a/(X+b)+c，求出Y值，其中，X为图像处理模块分析出的双目瞳孔像素距离，Y为观看者的实际视距。 

所述的第三步中的拟合函数公式Y=a/(X+b)+c，拟合方法如下：