專利名稱：數(shù)碼成像近視預(yù)防器及其使用方法
數(shù)碼成像近視預(yù)防器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保健用品中近視預(yù)防器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種數(shù)碼成像近視 預(yù)防器及其使用方法。
目前近視預(yù)防器一般采用位置傳感器或角度傳感器來判斷人的書寫姿式是否 正確。這些方案缺點是近視預(yù)防器需穿戴在人身上，使用不方便也易使人覺得不 舒服。 [發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式的對人無任何影響的智能視覺近視預(yù)防
器，采用圖象傳感器對人的書寫姿式進行成像，然后由信號數(shù)據(jù)處理芯片DSP對 圖像數(shù)據(jù)進行分析判斷，確定被成像人姿式是否正確。如不正確，采用聲光提 醒，從而預(yù)防近視眼。 一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，包括圖像傳感器、主控芯片 DSP、旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊、聲光報警模塊，其特征在于圖像傳感器的輸出端 連接主控芯片DSP的數(shù)據(jù)輸入端，主控芯片DSP上除連接圖像傳感器的輸出端以 外的數(shù)據(jù)輸入端連接旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊的輸出端；主控芯片DSP的輸出端連 接聲光報警模塊的輸入端。圖像傳感器對被成像人的書寫姿式進行成像，主控芯 片DSP讀取圖像數(shù)據(jù)。所述的旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊中設(shè)有編碼開關(guān)，編碼開關(guān)上顯示數(shù)字，數(shù)字信號通過編碼開關(guān)轉(zhuǎn)換為BCD碼由引腳輸出至主控芯片DSP， 數(shù)字信號由主控芯片DSP處理后傳至聲光報警模塊。 數(shù)碼成像近視預(yù)防器的使用方法，其特征在于
a、 首先測取被成像人實際眼寬數(shù)據(jù)D，將該數(shù)據(jù)設(shè)定在近視預(yù)防器的旋轉(zhuǎn)撥碼編 碼開關(guān)上，由DSP讀取；
b、 用圖像傳感器對被成像人的書寫姿式進行成像；
C、 DSP讀取來自圖f象傳感器的圖像數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)信號進行處理；
d、 DSP軟件對圖像數(shù)據(jù)采用梯度方向?qū)ΨQ算法分析識別被成像人屏幕成像后的雙 眼屏幕位置像素地址，根據(jù)雙眼屏幕位置得出雙眼中心在投影面的坐標XY和投
影面的雙眼寬度數(shù)據(jù)F;
e、 DSP軟件算出雙眼中心在投影面的坐標XY到投影面水平中間線的垂直距離
G;、
f、 根據(jù)雙眼寬度數(shù)據(jù)F、實際眼寬數(shù)據(jù)D和雙眼中心在投影面的坐標XY到投影 面水平中間線的垂直距離G，計算出實際雙眼中心到投影面水平中間線延伸線的 垂直距離R-DXG/F;
g、 通過垂直距離R加上桌面到投影面水平中間線垂直距離K，得出實際雙眼中心 到桌距離W;
h、 定義一個姿式不正確的最短距離，小于這個最短距離被成像人就為姿勢不正 確；
i、 被成像人姿式不正確則啟動報警電路，采用聲光報警。
主控芯片DSP的內(nèi)部設(shè)有主程序運行，主程序運行采用標準C語言。本發(fā)明無需接觸人體即可判斷書寫姿式是否正確，預(yù)防近視。使用方便，對 人的工作學(xué)習(xí)無影響。 [


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圖l為本發(fā)明的硬件連接框圖2為本發(fā)明的硬件基本接口電路圖(圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器)；
圖3為本發(fā)明的軟件流程圖4為本發(fā)明的基本距離算法原理圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造進一步說明。
參見圖1， 一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，包括圖像傳感器、主控芯片DSP、旋 轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊、聲光報警模塊。圖像傳感器與主控芯片DSP相連接，圖像 傳感器對被成像人的書寫姿式進行成像，主控芯片DSP讀取圖像數(shù)據(jù)。主控芯片 DSP分別連接旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊和聲光報警模塊，聲光報警模塊設(shè)有報警電 路。旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊將十進制長度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為四位BCD碼輸出至主控芯片 DSP，數(shù)字信號經(jīng)過主控芯片DSP處理后傳至聲光報警模塊。
參見圖2，其中圖像傳感器采用CMOS圖像傳感器，聲光報警模塊包括555 集成電路和蜂鳴器，CMOS的DOUT0 DOUT9十個輸出引腳分別連接主控芯片 DSP的VP1D0 VP1D9十個數(shù)據(jù)輸入引腳，主控芯片DSP的VP2D0 VP2D3四 個數(shù)據(jù)輸入引腳分別連接編碼開關(guān)1的四個輸出引腳，VP2D4 VP2D7四個數(shù)據(jù) 輸入引腳分別連接編碼開關(guān)2的四個輸出引腳。主控芯片DSP的HRDY啟動端口 與報警電路中555芯片的復(fù)位端4連接。555芯片放電端7外接電阻Rl和電阻R2一端，電阻Rl另一端接電源，電阻R2另一端接觸發(fā)端2、閥值端6、電壓比較 器Cl 一端，電壓比較器Cl另一端接地?？刂齐妷狠敵龆?與電壓比較器C2連 接并接地。信號輸出端3與蜂鳴器的正極端連接，蜂鳴器的負極端接地。引.腳功能說明:CMOSDSP引腳名稱功能說明I/O引腳名稱功能說明I/ODOUT[9:0]數(shù)據(jù) 輸出像素數(shù)據(jù) 輸出0VPID網(wǎng)數(shù)據(jù) 輸入像素數(shù)據(jù) 輸入線IPIXCLK像素 時鐘在時鐘上 升/下降 的過程中 像素數(shù)據(jù) 輸出是有 效的0VCLKINA視頻 口時 鐘視頻口時 鐘ILINE—VALID有效 輸出 線總線上的 像素數(shù)據(jù) 為有效 時，該引 腳輸出為 高電平0CAPENA數(shù)據(jù) 輸入 允許 端當線路有 效時，則 采樣像素 數(shù)據(jù)ISDATAI2C 數(shù)據(jù) 線I2C串行 的數(shù)據(jù)總 .線I/OSDAI2C 數(shù)據(jù) 線I2C串行 的數(shù)據(jù)總 線I/OSCLKI2C 時鐘I2C時鐘ISQLI2C 時鐘I2C時鐘IRESET復(fù)位復(fù)位IRESET復(fù)位復(fù)位IW2D[7:0]數(shù)據(jù) 輸入BCD碼數(shù) 據(jù)輸入IHRDY外設(shè) 啟動 端口高電平時 啟動外設(shè)0旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)上顯示0到9的十位數(shù)字，代表以厘米為單位的長度。十
進制長度數(shù)據(jù)通過編碼開關(guān)轉(zhuǎn)換為四位BCD碼由四個引腳輸出至主控芯片DSP， 數(shù)字信號經(jīng)過主控芯片DSP處理后傳至聲光報警模塊。編碼開關(guān)1是眼寬長度的 十位數(shù)字。編碼開關(guān)2是眼寬長度的個位數(shù)字。當眼寬為18厘米，編碼開關(guān)l撥 到l，編碼開關(guān)2撥到8。
圖3為本發(fā)明的軟件流程圖，首先測取被成像人實際眼寬數(shù)據(jù)D，將該數(shù)據(jù) 設(shè)定在近視預(yù)防器的旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)上，由主控芯片DSP讀取。然后用圖像傳 感器對被成像人的書寫姿式進行成像。主控芯片DSP讀取圖像數(shù)據(jù)，DSP軟件對 圖像數(shù)據(jù)采用梯度方向?qū)ΨQ算法分析識別被成像人屏幕成像后的雙眼屏幕位置像 素地址。根據(jù)雙眼屏幕位置得出雙眼中心在投影面的坐標XY (即雙眼中心在圖 像傳感器投影面的像素位置地址)和投影面的雙眼寬度數(shù)據(jù)F。然后DSP軟件算 出雙眼中心在投影面的坐標XY到投影面水平中間線的垂直距離G。
屈4為本發(fā)明的基本距離算法原理圖，圖像傳感器為近似于平角的成像系 統(tǒng)，它的投影面是一個平面，物體在投影面的大小與物體離傳感器距離成反比。 根據(jù)雙眼寬度數(shù)據(jù)F、實際眼寬數(shù)據(jù)D和雙眼中心在投影面的坐標XY到投影面 水平中間線的垂直距離G，計算出實際雙眼中心到投影面水平中間線延伸線的垂 直距離R=DXG/F.。通過垂直距離R加上桌面到投影面水平中間線垂直距離K， 得出實際雙眼中心到桌距離W。實際雙眼中心到桌距離W小于30厘米定義為姿 式不正確，如果被成像人姿式不正確則啟動報警電路，采用聲光報警。
權(quán)利要求
1. 一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，包括圖像傳感器、主控芯片DSP、旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊、聲光報警模塊，其特征在于圖像傳感器的輸出端連接主控芯片DSP的數(shù)據(jù)輸入端，主控芯片DSP上除連接圖像傳感器的輸出端以外的數(shù)據(jù)輸入端連接旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊的輸出端；主控芯片DSP的輸出端連接聲光報警模塊的輸入端。
1、 一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，包括圖像傳感器、主控芯片DSP、旋轉(zhuǎn) 撥碼編碼開關(guān)模塊、聲光報警模塊，其特征在于圖像傳感器的輸出端 連接主控芯片DSP的數(shù)據(jù)輸入端，主控芯片DSP上除連接圖像傳感器 的輸出端以外的數(shù)據(jù)輸入竭連接旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊的輸出端；主 控芯片DSP的輸出端連接聲光報警模塊的輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，其特征在于旋轉(zhuǎn) 撥碼編碼開關(guān)模塊中設(shè)有編碼開關(guān)，編碼開關(guān)上顯示數(shù)字，數(shù)字信號 通過編碼開關(guān)轉(zhuǎn)換為BCD碼由引腳輸出至主控芯片DSP，數(shù)字信號由 主控芯片DSP處理后傳至聲光報警模塊。
3、 一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器的使用方法，其特征在于a、 首先測取被成像人實際眼寬數(shù)據(jù)D，將該數(shù)據(jù)設(shè)定在近視預(yù)防器的 旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)上，由DSP讀??；b、 用圖像傳感器對被成像人的書寫姿式進行成像；C、 DSP讀取來自圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)信號進行處理；d、 DSP軟件對圖像數(shù)據(jù)采用梯度方向?qū)ΨQ算法分析識別被成像人屏幕 成像后的雙眼屏幕位置像素地址，根據(jù)雙眼屏幕位置得出雙眼中心在 投影面的坐標XY和投影面的雙眼寬度數(shù)據(jù)F;e、 DSP軟件算出雙眼中心在投影面的坐標XY到投影面水平中間線的 垂直距離G;f、 根據(jù)雙眼寬度數(shù)據(jù)F、實際眼寬數(shù)據(jù)D和雙眼中心在投影面的坐標 XY到投影面水平中間線的垂直距離G，計算出實際雙眼中心到投影面 水平中間線延伸線的垂直距離R-DXG/F;g、 通過垂直距離R加上桌面到投影面水平中間線垂直距離K，得出實際雙眼中心到桌距離W;h、 定義一個姿式不正確的最短距離，小于這個最短距離被成像人就為 姿勢不正確；i、 被成像人姿式不正確則啟動報警電路，采用聲光報警。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器，其特征在于主控 芯片DSP的內(nèi)部設(shè)有主程序運行，主程序運行采用標準C語言。
全文摘要
本發(fā)明涉及保健用品中近視預(yù)防器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種數(shù)碼成像近視預(yù)防器及其使用方法，該裝置包括圖像傳感器、主控芯片DSP、旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊、聲光報警模塊，其特征在于圖像傳感器的輸出端連接主控芯片DSP的數(shù)據(jù)輸入端，主控芯片DSP的另一部分數(shù)據(jù)輸入端連接旋轉(zhuǎn)撥碼編碼開關(guān)模塊的輸出端；主控芯片DSP的輸出端連接聲光報警模塊的輸入端。本發(fā)明無需接觸人體即可判斷書寫姿式是否正確，預(yù)防近視。使用方便，對人的工作學(xué)習(xí)無影響。
文檔編號A61F9/00GK101288613SQ20081003844
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者樊永前 申請人:樊永前