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专利名称：个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011493329.8

专利申请（专利权）人：惠仁康宁(苏州)健康开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：江苏省苏州市昆山市玉山镇登云路268号105、202、203室

专利发明（设计）人：母林,唐斌,邱学军

专利摘要：本发明公开了一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，在个人显示终端上设置信息采集模块，该信息采集模块对用户人眼表征信息进行实时采集；在个人显示终端上设置分析处理模块，分析处理模块将根据信息采集模块获取的人眼表征信息计算人眼表征变化情况；个人终端的分析处理模块根据人眼表征变化情况调节个人显示终端的显示性能参数，本发明通过实时捕捉人眼的表征信息，经过分析处理模块对这些人眼的表征信息进行分析处理，来调整个人显示终端的显示性能参数，使其达到更适合人眼观视的效果，本发明使得个人显示终端在使用观看过程中随着人眼变化而自动调整，使个人显示终端观看效果更舒适。

主权利要求：
1.一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：个人显示终端上设置信息采集模块，该信息采集模块对用户人眼表征信息进行实时采集，所述人眼表征信息包括瞳孔大小(D)、眼睑大小(S)和眨眼频率(N)；
步骤二：个人显示终端上还设置分析处理模块，分析处理模块将根据信息采集模块获取的人眼表征信息计算人眼表征变化情况；
步骤三：个人终端的分析处理模块根据人眼表征变化情况调节个人显示终端的显示性能参数，个人显示终端的显示性能参数为显示亮度和色温；
所述信息采集模块包括前置摄像头、红外补光模块和距离测试系统，所述前置摄像头能够对人眼进行成像并传信于分析处理模块，分析处理模块能够抓取前置摄像头在感光器件上形成的影像与镜头中心高度差(h)，分析处理模块控制红外补光模块在前置摄像头成像时对人眼进行补光，距离测试模块能够对前置摄像头和人眼距离(L)进行测量并传信于分析处理模块，分析处理模块根据距离测量模块获取的距离信息计算成像系统的同步放大率βi(Li，hi)，分析处理模块根据摄像头成像形成的图像(Di‵)以及同步放大率βi(Li，hi)计算出人眼表征时实的形状大小(Di)，计算公式如下：Di＝Di‵/βi
Si＝Si‵/βi
其中f为前置摄像头的镜头的物方焦距。
2.根据权利要求1所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：以设定时间为单位时间(t)，信息采集模块每隔一个单位时间采集一次人眼表征信息，并将该人眼表征信息传送给分析处理模块，分析处理模块将后一次采集到的人眼表征信息与前一次采集到的人眼表征信息做差，得到人眼表征信息在单位时间内的变化量,计算公式如下：△Di＝Di+t?Di
△Si＝Si+t?Si
△Ni＝Ni+t?Ni。
3.根据权利要求2所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：分析处理模块对人眼表征信息在单位时间内的变化量与0值进行比对判断其变化量为正值还是负值，在分析处理模块预设个人显示终端的显示性能参数单位调节量，分析处理模块根据人眼表征信息在单位时间内的变化量正负情况来控制个人显示终端的显示性能参数增加一个单位调节量或减少一个单位调节量。
4.根据权利要求3所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：所述分析处理模块根据人眼表征在单位时间内的变化量调整个人显示终端显示性能参数，在个人显示终端上设有显示性能控制模块，该显示性能控制模块包括工作模式控制按键和健康模式控制按键，工作模式控制按键和健康模式控制按键分别与分析处理模块电性连接通信，选择工作模式控制按键时，个人显示终端进入工作模式，其显示性能参数计算方式如下：当△Di＜0显示亮度增加一个单位调节量；
当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量；
当△Di＞0时，显示亮度减小一个单位调节量；
当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；
选择健康模式控制按键时，个人显示终端进入健康保护模式，其显示性能参数计算方式如下：当△Di＜0显示亮度减小一个单位调节量；
当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；
当△Di＞0时，显示亮度增加一个单位调节量；
当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量。
5.根据权利要求3所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：所述个人显示终端的亮度单位调节量为当前亮度的1/100以内，色温单位调节量为当前色温的1/100以内。
6.根据权利要求1所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：所述分析处理模块对前置摄像头抓取的人眼图片进行灰阶与像素识别、跟踪间隔取像、降噪提取轮廓和记录处理后，进行瞳孔大小、眼睑大小和眨眼次数的计算。
7.根据权利要求1或6所述的个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，其特征在于：所述瞳孔大小通过计算瞳孔的周长或瞳孔的直径获得，眼睑大小通过计算眼睑周长或上下眼睑曲度获得，个人显示终端内设置眨眼采集模块，由眨眼采集模块获取单位时间内的眨眼次数。 说明书 : 个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法技术领域[0001] 本发明涉一种个人显示终端领域，特别是指一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法。背景技术[0002] 个人显示终端是指手机、平板、电脑、VR\AR近镜眼等设备，个人显示终端显示性能是指个人显示终端的亮度、颜色(物理指标色域、色坐标和色温等)、频闪、物理分辨率等。现阶段有的个人显示设备的显示性能只能在显示设备的内部参数设置并保存，有的个人显示设备的单一显示亮度指标大小自适应于环境光的照度大小这一功能，而个人显示设备显示性能方式没有把人的观视因素和环境光照度融合并考虑进去，从而实现个人显示设备显示性能自适应于人眼表征和环境光照度这一功能。发明内容[0003] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，采用该个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法能够调整个人显示设备的显示性能参数达到更适合人眼观视的效果。[0004] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，包括以下步骤：[0005] 步骤一：个人显示终端上设置信息采集模块，该信息采集模块对用户人眼表征信息进行实时采集；[0006] 步骤二：个人显示终端上还设置分析处理模块，分析处理模块将根据信息采集模块获取的人眼表征信息计算人眼表征变化情况；[0007] 步骤三：个人终端的分析处理模块根据人眼表征变化情况调节个人显示终端的显示性能参数。[0008] 人眼本身会随着环境的变化而发生变化，这是人眼自适应环境的功能，发挥了重要的保护人眼内部组织的作用，当人眼观视个人显示终端时，人眼的表征特性也会发生变化，来适应个人显示设备的内容和显示刺激，而刺激是由显示光学性能来实现的，本发明在个人显示终端上设置信息采集模块，由信息采集模块实时采集人眼表征信息，再由分析处理模块根据人眼表征信息提取人眼的适应特征参数，跟据对比前后人眼表征特参数变化来判断人眼的适应性，从而根据这些提取出来的数据，来实时调整个人显示终端的显示性能参数，使其达到更适合人眼观视的显示效果，通过个人显示终端实时根据人眼表征信息适应性调整，满足用户观看个人显示终端的各种需求。[0009] 作为本发明的进一步改进，所述人眼表征信息包括瞳孔大小(D)、眼睑大小(S)和眨眼频率(N)；个人显示终端的显示性能参数为显示亮度和色温。人眼的瞳孔大小与观看亮度和疲劳程度有直接关系，人眼瞳孔大小随着观看疲劳程度不同而不同，因此可以根据人眼瞳孔大小判断人眼观看疲劳情况，同时，人眼瞳孔面积随观看亮度的变大而减。灰虼斯劭戳炼扔肴搜弁状笮∈且桓龇幢壤叵担蝗说难垌笮∮肴搜燮＠统潭群凸劭戳炼纫约吧乱灿泄，人眼眼睑孔大小随着观看疲劳程度增加而减。孀帕炼扔肷略黾佣跣。蝗苏Ｑ燮德室约氨蘸现芷谟肴搜燮＠统潭群凸劭戳炼纫约吧乱灿泄，人眨眼频率随着观看疲劳程度不同而不同，在逐渐进入疲劳状态时，眨眼频率会逐渐增加，当人进入极度疲劳状态时，即进入预睡眠状态时，眨眼频率会急速降低，闭合时间会变长，随着亮度与色温增加而增大；因此，分析处理模块可以根据人眼瞳孔大小、眼睑大小和眨眼频率判断眼睛疲劳程度以及个人显示终端的亮度与色温对于人眼的适应情况，进而来调节个人显示终端亮度和色温来适应人眼变化，满足人眼对亮度和色温的需求。[0010] 作为本发明的进一步改进，所述信息采集模块包括前置摄像头、红外补光模块和距离测试系统，所述前置摄像头能够对人眼进行成像并传信于分析处理模块，分析处理模块能够抓取前置摄像头在感光器件上形成的影像与镜头中心高度差(h)，分析处理模块控制红外补光模块在前置摄像头成像时对人眼进行补光，距离测试模块能够对前置摄像头和人眼距离(L)进行测量并传信于分析处理模块，分析处理模块根据距离测量模块获取的距离信息计算成像系统的同步放大率βi(Li，hi)，分析处理模块根据摄像头成像形成的图像(Di‵)以及同步放大率βi(Li，hi)计算出人眼表征时实的形状大小(Di)，计算公式如下：[0011][0012] Di＝Di‵/βi[0013] Si＝Si‵/βi[0014] 其中f为前置摄像头的镜头的物方焦距。[0015] 由前置摄像头获取人眼表征图像后，由于人观看距离的变化，获取的人眼表征图像与实际会有差异，通过距离测试系统对人眼与前置摄像头的距离进行测量，通过公式计算出前置摄像头的实时放大率，进而使得分析处理模块能够计算出人眼表征的实际图像大。蛊渥钪栈竦玫男畔⒏幼既，不受人眼观看距离的影响，该种方式实现了个人显示终端实时自主采集人眼特征信息，对人眼适用性好，此外还可以采用其他方式获得实时的人眼表征信息，如根据实验模拟人眼观看个人终端获得人眼表征信息变化规律，按照规律进行判断，通过人为输入，通过其他采集模块进行采集等等，此类都是本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换方案，属于本专利保护范围。[0016] 作为本发明的进一步改进，以设定时间为单位时间(t)，信息采集模块每隔一个单位时间采集一次人眼表征信息，并将该人眼表征信息传送给分析处理模块，分析处理模块将后一次采集到的人眼表征信息与前一次采集到的人眼表征信息做差，得到人眼表征信息在单位时间内的变化量,计算公式如下：[0017] △Di＝Di+t?Di[0018] △Si＝Si+t?Si[0019] △Ni＝Ni+t?Ni。[0020] 人眼表征信息通过每隔一个单位时间个人显示终端自主进行一次采集和比较，形成一个个点位的方式，进行获取以及调整，该种模式方便人眼表征信息的采集和分析处理。[0021] 作为本发明的进一步改进，分析处理模块对人眼表征信息在单位时间内的变化量与0值进行比对判断其变化量为正值还是负值，在分析处理模块预设个人显示终端的显示性能参数单位调节量，分析处理模块根据人眼表征信息在单位时间内的变化量正负情况来控制个人显示终端的显示性能参数增加一个单位调节量或减少一个单位调节量。通过将每次采集到的人眼表征信息与上一次采集到的人眼表征信息进行做差处理，获得单位时间变化量，通过将这个变化量与0值进行比较来判断，人眼表征变化方向，如瞳孔是变大了还是变小了，再根据这个变化方向进行个人显示终端的显示性能的调整，如亮度增大还是减。梅绞奖阌诜治鲈怂，除此以外，还可以在个人显示终端的分析处理模块预设人眼表征与显示性能之间的点阵数据或者变化曲线图，来进行个人显示终端显示性能的调节，此类都是本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换方案，属于本专利保护范围。[0022] 作为本发明的进一步改进，所述分析处理模块根据人眼表征在单位时间内的变化量调整个人显示终端显示性能参数，在个人显示终端上设有显示性能控制模块，该显示性能控制模块包括工作模式控制按键和健康模式控制按键，工作模式控制按键和健康模式控制按键分别与分析处理模块电性连接通信，选择工作模式控制按键时，个人显示终端进入工作模式，其显示性能参数计算方式如下：[0023] 当△Di＜0显示亮度增加一个单位调节量；[0024] 当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量；[0025] 当△Di＞0时，显示亮度减小一个单位调节量；[0026] 当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；[0027] 选择健康模式控制按键时，个人显示终端进入健康保护模式，其显示性能参数计算方式如下：[0028] 当△Di＜0显示亮度减小一个单位调节量；[0029] 当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；[0030] 当△Di＞0时，显示亮度增加一个单位调节量；[0031] 当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量；[0032] 当分析处理系统获得人瞳孔变小时，表明人眼处于疲劳状态或环境亮度偏暗。[0033] 工作模式下：个人显示终端给于其增加亮度进行刺激；眼睑增大、眨眼频率增高，同样说明人眼处于疲劳状态，此时，个人显示终端给于其增加亮度和增加色温进行刺激，以适应其正常工作；[0034] 健康保护模式下：个人显示终端给于其降低亮度进行保护，避免对眼睛进行刺激；眼睑增大、眨眼频率增高，同样说明人眼处于疲劳状态，此时，个人显示终端给于其降低亮度和增加色温对眼睛进行保护，避免对眼睛进行刺激；[0035] 当分析处理系统获得人瞳孔增大时，眼睑减小、眨眼频率降低时，都表明人眼处于轻松状态或环境偏亮。[0036] 工作模式下：个人显示终端给于其降低亮度和色温，避免过度兴奋；[0037] 健康保护模式下：个人显示终端给于其增加亮度和色温，以使人眼与环境适应，清楚的观看。[0038] 作为本发明的进一步改进，所述个人显示终端的亮度单位调节量为当前亮度的1/100以内，色温单位调节量为当前色温的1/100以内。亮度每次变化在1/100以内，色温每次变化在1/100以内，这样人眼不会感觉个人显示终端的亮度和色温有跳跃式变化，形成平稳调整，人眼适应性好，不会损伤人眼。[0039] 作为本发明的进一步改进，所述分析处理模块对前置摄像头抓取的人眼图片进行灰阶与像素识别、跟踪间隔取像、降噪提取轮廓和记录处理后，进行瞳孔大小、眼睑大小和眨眼次数的计算。分析系统通过对前置摄像头抓取的图像进行处理后，获得瞳孔、眼睑的轮廓线，便于对其进行数据提。苊獬鱿指扇庞跋旆治黾扑憔。[0040] 作为本发明的进一步改进，所述瞳孔大小通过计算瞳孔的周长或瞳孔的直径获得，眼睑大小通过计算眼睑周长或上下眼睑曲度获得，个人显示终端内设置眨眼采集模块，由眨眼采集模块获取单位时间内的眨眼次数。[0041] 本发明的有益效果是：本发明通过位于人个显示终端的前置摄像头、红外补光模块和距离测试系统组成的人眼表征特性感知模块，来实时捕捉人眼的表征信息，经过分析处理模块对这些人眼的表征信息进行分析处理，提取用于判断人眼的适应特征参数和形状或尺寸，跟据对比前后人眼表征特性形状与尺寸变化来判断人眼的适应性，从而根据这些提取出来变量，来调整个人显示终端的显示性能参数，使其达到更适合人眼观视的效果，本发明使得个人显示终端在使用观看过程中随着人眼变化而自动调整，使个人显示终端观看效果更舒适。[0042] 说明书附图[0043] 图1为采用本发明的个人显示终端立体图；[0044] 图2为个人显示终端采集人眼表征信息示意图；[0045] 图3为人的瞳孔直径与亮度适应曲线图；[0046] 图4为本发明的整体流程图；[0047] 图5为本发明分析处理模块分析计算流程图；[0048] 图6为个人显示终端显示系统调节流程图。[0049] 个人显示终端???1前置摄像头???2[0050] 红外补光模块???3距离测试系统???4 人眼???5具体实施方式[0051] 实施例：一种个人显示终端自适应人眼表征变化的显示性能调节方法，包括以下步骤：[0052] 步骤一：个人显示终端1上设置信息采集模块，该信息采集模块对用户人眼5表征信息进行实时采集，所述人眼5表征信息包括瞳孔大小(D)、眼睑大小(S)和眨眼频率(N)，信息采集模块包括前置摄像头2、红外补光模块3和距离测试系统4，所述前置摄像头2能够对人眼5进行成像并传信于分析处理模块，分析处理模块对前置摄像头2抓取的人眼5图片进行灰阶与像素识别、跟踪间隔取像、降噪提取轮廓和记录处理后，进行瞳孔大小、眼睑大小和眨眼次数的计算，所述瞳孔大小通过计算瞳孔的周长或瞳孔的直径获得，眼睑大小通过计算眼睑周长或上下眼睑曲度获得，个人显示终端1内设置眨眼采集模块，由眨眼采集模块获取单位时间内的眨眼次数；分析处理模块在进行瞳孔大小、眼睑大小计算方法为：分析处理模块抓取前置摄像头2在感光器件上形成的影像与镜头中心高度差(h)，分析处理模块控制红外补光模块3在前置摄像头2成像时对人眼5进行补光，距离测试模块能够对前置摄像头2和人眼5距离(L)进行测量并传信于分析处理模块，分析处理模块根据距离测量模块获取的距离信息计算成像系统的同步放大率βi(Li，hi)，分析处理模块根据摄像头成像形成的图像(Di‵)以及同步放大率βi(Li，hi)计算出人眼5表征时实的形状大小(Di)，计算公式如下：[0053][0054] Di＝Di‵/βi[0055] Si＝Si‵/βi[0056] 其中f为前置摄像头2的镜头的物方焦距；[0057] 步骤二：个人显示终端1上还设置分析处理模块，分析处理模块将根据信息采集模块获取的人眼5表征信息计算人眼5表征变化情况，以设定时间为单位时间(t)，信息采集模块每隔一个单位时间采集一次人眼5表征信息，并将该人眼5表征信息传送给分析处理模块，分析处理模块将后一次采集到的人眼5表征信息与前一次采集到的人眼5表征信息做差，得到人眼5表征信息在单位时间内的变化量,计算公式如下：[0058] △Di＝Di+t?Di[0059] △Si＝Si+t?Si[0060] △Ni＝Ni+t?Ni；[0061] 分析处理模块对人眼5表征信息在单位时间内的变化量与0值进行比对判断其变化量为正值还是负值，在分析处理模块预设个人显示终端1的显示性能参数单位调节量如下：亮度单位调节量为当前亮度的1/100以内，色温单位调节量为当前色温的1/100以内；[0062] 步骤三：个人终端的分析处理模块根据人眼5表征变化情况调节个人显示终端1的显示性的显示亮度和色温灯等显示性能参数；[0063] 在个人显示终端1上设有显示性能控制模块，该显示性能控制模块包括工作模式控制按键和健康模式控制按键，工作模式控制按键和健康模式控制按键分别与分析处理模块电性连接通信，选择工作模式控制按键时，个人显示终端1进入工作模式，其显示性能参数计算方式如下：[0064] 当△Di＜0显示亮度增加一个单位调节量；[0065] 当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量；[0066] 当△Di＞0时，显示亮度减小一个单位调节量；[0067] 当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；[0068] 选择健康模式控制按键时，个人显示终端1进入健康保护模式，其显示性能参数计算方式如下：[0069] 当△Di＜0显示亮度减小一个单位调节量；[0070] 当△Di≤0，且△Si＞0或/和△Ni＞0时，显示亮度和色温均减小一个单位调节量；[0071] 当△Di＞0时，显示亮度增加一个单位调节量；[0072] 当△Di≥0，且△Si＜0或/和△Ni＜0时，显示亮度和色温均增加一个单位调节量。

专利地区：江苏

专利申请日期：2020-12-17

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114710584B