基本信息
- 项目名称：
- 电脑族抗疲劳摄像头
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本产品主要通过视频处理技术，将智能感知软件和摄像头进行绑定，当使用者坐在摄像头的取景范围内时，通过软件定位跟踪人脸以及眼睛的位置，根据视频序列中“眼睛区”的特征感知用户的状态，当发现人眼闭上时间超过一定的阈值时，系统就会启动一系列的提醒动作（如闹铃、音乐等），有效地帮助使用者意识到自己已处于疲劳的工作状态，以便及时作出调整，从而提高工作质量以及工作
- 详细介绍：
- 由于当今信息时代的飞速发展，电脑已经成为人们日常学习生活不可缺少的工具之一，但是由于长期的面对屏幕很容易造成用眼疲劳，再加上日益增加的生活压力，上班族的休息时间变得越来越少，研究表明，长期的超负荷工作也在一定程度上大大削减了工作效率。为此，我们研发出疲劳警示程序的摄像头，来提醒疲劳的电脑族。本产品通过摄像头采集视频数据，用C++进行程序开发。首先将视频图像转换为YCrCb模式，运用已有的人脸色度数据模型定位人脸，最后进行本产品最核心的“人眼识别和跟踪”系统的开发。 检测到人眼后，通过判断一小段时间内眼睛睁开和闭合时间比例的大小来得知使用者的疲劳程度。当判断出使用者处于较疲劳状态的时候，用软件自动发出提示信息。（用户可自行选择疲劳预警铃声）
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 研究目的：针对常年面对电脑工作的人群，我们研制出环保节能的疲劳预警装置，帮助他们缓解长时间面对电脑产生的疲劳感，从而避免很多因疲劳工作而产生的错误，提高工作效率。基本思路：通过摄像头采集视频数据，用C++进行程序开发。首先将视频图像转换为YCrCb模式，运用已有的人脸色度数据模型定位人脸，最后进行本产品最核心的“人眼识别和跟踪”系统的开发。 检测到人眼后，通过判断一小段时间内眼睛睁开和闭合时间比例的大小来得知使用者的疲劳程度。当判断出使用者处于较疲劳状态的时候，用软件自动发出提示信息。创新点：而本产品将技术嵌入到摄像头中，使白领们面对电脑的同时就可以开启监测，携带使用方便。且均利用物理原理，不会对人体造成任何影响，可以成为一些抗疲劳食品药剂的替代品。技术关键：1、将普通图像转换为YCrCb色彩空间的图像；本产品参考了芬兰奥卢大学的人脸图像数据模型，有效地实现了人脸的定位；在动态图像处理中，合理使用了Mean Shift算法，使图像处理复杂度比较小，运算快速，实现了“实时处理”的功能；使用了“垂直灰度投影”技术确定人脸中心点，方法简便，效果良好；巧妙的使用了“搜索窗”的方法搜索人眼，而且后续使用了一系列修正手段，使该系统的“自纠错”能力大大提升。主要技术指标： 摄像头支持格式：RGB24，摄像头分辨率：320*240，摄像头像素：30万，开发环境：win7 visual studio 2010，开发语言：C++
科学性、先进性
- 眼睛的睁开和闭合时间比例是人体疲劳程度的直接体现。利用这一物理指标，较准确地判断了人的疲劳程度，在达到疲劳警戒系数时，及时提醒用户，并通过一些有效的物理方法，使使用者暂时摆脱疲劳。而目前市面上绝大多数抗疲劳产品都为药剂，或者是人为主动使用的，而本作品可以自动判断，自动做出反映，进一步减小了疲劳带来的负面影响。 参考文献： 《人脸检测及瞳孔定位的研究》 唐琎 教授 著 《一种快速人眼定位与跟踪算法的实现》西华大学 李郝 著 《定时瞳孔检测与跟踪》 党治 著 《改进的CamShift人脸跟踪算法》李郝 著 《基于YCbCr模型的形态学的瞳孔分割和人脸检测》 张海林 著
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 委托中介机构办理技术转让事宜
作品可展示的形式
- 实物，磁盘，现场演示，图片，录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 将产品放在电脑前，摄像头针对脸部。打开电脑，运行软件，该抗疲劳系统会自动运行；当使用者严重疲劳时，系统会自动发出警告，提醒用户，用户清醒后手动取消提示信息。使用结束后，用户关闭软件。技术特点和优势：将工程学知识运用到日常生活中，技术含量高；合理的运用数字图像处理技术，避免多数此类产品判断疲劳状态的主观性，使设计更科学，工作更可靠；成本低，且可集成许多其他功能，方便升级。适用范围：IT从业者、白领、炒股者、学生、电脑游戏玩家等长期使用电脑的人士。推广前景技术性说明及市场分析：本系统针对现代人的生活特点，依靠软件实现其功能，与同类产品相比较，造价低，小巧，携带方便，用户可以个性化的选择不同的提醒方式，时间，程度等，极大地提高工作效率，易受个人和企业欢迎。同时，电脑抗疲劳相关系统仍处于空白状态，此疲劳预警摄像头填补了这一巨大的缺憾。经济效益预测：此抗疲劳系统核心部分为软件，成本较低，产值高；并依市场分析可看出潜在消费者多，覆盖面广，可以创造大量经济效益。
同类课题研究水平概述
- 目前国内抗疲劳的产品多为一些化学药物，对人体多少都会有一定的副作用，而以软件的形式开发的此类疲劳预警产品还比较空白。
