專利名稱：基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子閱讀器，尤其涉及一種基于視線追 蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器及其基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上存在的電子閱讀器主要是按鍵式或觸摸屏式兩種，即通過設(shè)置在電子 閱讀器上的按鍵進(jìn)行翻頁操作，或是利用觸摸屏直接在電子閱讀器屏幕上點(diǎn)擊、滑動(dòng)翻頁， 無論是按鍵式還是觸摸屏式的電子閱讀器，都需要用戶根據(jù)閱讀的速度及進(jìn)度進(jìn)行手動(dòng)的 操作，當(dāng)用戶雙手被占用時(shí)，使用上述電子閱讀器很不方便。此外，隨著電子閱讀器的發(fā)展，人與電子閱讀器的交互方式越來越多，然而，按鍵、 觸摸屏等傳統(tǒng)的人機(jī)交互設(shè)備在使用的自然性與友好性等方面都存在一定的局限性。因 此，需要一種符合人際交流習(xí)慣、能夠提供良好的人機(jī)交互的、可自動(dòng)翻頁的電子閱讀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種無須使用者手動(dòng)操作、根據(jù)用戶視線的移動(dòng)自動(dòng)進(jìn) 行翻頁的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器。本發(fā)明的又一目的在于，提供一種操作簡(jiǎn)便、節(jié)約閱讀時(shí)間、增強(qiáng)閱讀連續(xù)性的基 于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器。本發(fā)明的再一目的在于，提供一種電子閱讀器的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法， 使得操作簡(jiǎn)便、節(jié)約閱讀時(shí)間、增強(qiáng)閱讀連續(xù)性，人機(jī)交互性強(qiáng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段
一種基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，包括微處理器和人機(jī)交互模塊其中，人機(jī) 交互模塊包括顯示單元和視線追蹤單元，其中，所述顯示單元包括一個(gè)顯示屏，所述顯示屏 包括兩個(gè)顯示區(qū)域；所述視線追蹤單元包括圖像信息采集模塊，用于獲取用戶面部的圖像 信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)所述圖 像信息采集模塊獲取到的用戶面部的圖像信息進(jìn)行分析處理，確定用戶視線所在的顯示區(qū) 域；信息處理單元用于根據(jù)視線定位檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果比較用戶當(dāng)前視線與前次視線 所在的顯示區(qū)域，如果用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域與用戶前次視線所在顯示區(qū)域不同，則 信息處理單元在用戶前次視線所在顯示區(qū)域中刷新顯示的內(nèi)容，并在所述顯示屏中進(jìn)行顯示。優(yōu)選地，用戶前次視線所在顯示區(qū)域所顯示的頁面內(nèi)容被刷新為用戶當(dāng)前視線所 在顯示區(qū)域所顯示的頁面內(nèi)容的下一頁內(nèi)容，所述頁面包括電子閱讀器顯示區(qū)域的頁面， 所述下一頁內(nèi)容包括電子閱讀器顯示區(qū)域顯示的下一頁面的內(nèi)容。優(yōu)選地，所述圖像信息采集模塊為攝像頭，其設(shè)置于顯示屏的同側(cè)。優(yōu)選地，所述顯示屏包括觸摸屏，用于接收用戶對(duì)電子閱讀器的觸摸輸入。優(yōu)選地，該電子閱讀器還包括外圍接口模塊，外圍接口模塊用于連接外圍設(shè)備。
優(yōu)選地，所述外圍接口模塊包括USB接口、SD接口及網(wǎng)絡(luò)接口中的一種或多種。一種如上所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，該方法包括以下步 驟采集用戶面部圖像信息；根據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線的方向，并根據(jù) 用戶視線的方向得到用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，根據(jù)用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)， 確定用戶視線所在顯示區(qū)域；將用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域與用戶前次視線所在顯示區(qū)域 進(jìn)行比較，當(dāng)用戶當(dāng)前視線所在區(qū)域不同于用戶前次視線所在區(qū)域，則刷新前次視線所在 顯示區(qū)域顯示的內(nèi)容。優(yōu)選地，前次視線所在顯示區(qū)域被刷新為當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域所顯示的內(nèi)容的 下一頁內(nèi)容。優(yōu)選地，所述的圖像信息采集模塊以預(yù)定的時(shí)間間隔采集用戶面部圖像信息。優(yōu)選地，根據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線在顯示屏上的坐標(biāo)，進(jìn)一步 包括以下步驟在用戶面部圖像信息中搜索用戶面部區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)到用戶面部區(qū)域后，微處 理器根據(jù)用戶面部區(qū)域的面積，計(jì)算出人眼到顯示屏的距離；在用戶面部區(qū)域中根據(jù)人眼 到顯示屏的距離定位人眼，得到人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)，其中用戶面部圖像的左下 角為用戶面部圖像坐標(biāo)的原點(diǎn)；根據(jù)人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)估計(jì)瞳孔圓心的位置； 由估計(jì)的瞳孔圓心的位置精確定位瞳孔圓心；由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心；通過虹膜 邊界及圓心的投影幾何關(guān)系計(jì)算表征用戶視線方向的橢圓虹膜圈的法線方向，得到用戶視 線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角；根據(jù)所述的用戶視線與平行或垂直電子閱讀 器平面之間的夾角，得到用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)。優(yōu)選地，本方法采用基于類矩形特征的Adaboost人臉檢測(cè)算法搜索用戶面部區(qū) 域。優(yōu)選地，本方法采用基于五官特征的方法定位人眼。一種基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，包括顯示單元、圖像采集單元及微處 理器，顯示單元包括顯示模塊和兩個(gè)顯示屏；圖像信息采集模塊用于獲取用戶面部的圖像 信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)所述圖 像信息采集模塊獲取到的用戶面部的圖像信息進(jìn)行分析處理，確定用戶視線所在的顯示 屏；信息處理單元用于比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所在顯示屏，如果用戶當(dāng)前視線所在 顯示屏與用戶前次視線所在顯示屏不同，信息處理單元在用戶前次視線所在顯示屏中刷新 顯示的內(nèi)容。優(yōu)選地，用戶前次視線所在顯示屏被刷新為用戶當(dāng)前視線所在顯示屏所顯示的內(nèi) 容的下一頁內(nèi)容。優(yōu)選地，所述的兩個(gè)顯示屏位于電子閱讀器的同側(cè)。優(yōu)選地，所述的圖像信息采集模塊為攝像頭，其設(shè)置于兩個(gè)顯示屏的同側(cè)。優(yōu)選地，所述顯示屏包括觸摸屏，用于接收用戶對(duì)電子閱讀器的觸摸輸入。優(yōu)選地，該電子閱讀器還包括外圍接口模塊，外圍接口模塊用于連接外圍設(shè)備。優(yōu)選地，所述外圍接口模塊包括USB接口、SD接口及網(wǎng)絡(luò)接口中的一種或多種。一種如上所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，該方法包括微處理器 和人機(jī)交互模塊，其中，人機(jī)交互模塊包括顯示單元和視線追蹤單元，其中，所述顯示單元 包括兩個(gè)顯示屏；所述視線追蹤單元包括圖像信息采集模塊，用于獲取用戶面部的圖像信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)所述圖像 信息采集模塊獲取到的用戶面部的圖像信息進(jìn)行分析處理，確定用戶視線所在的顯示屏； 信息處理單元用于根據(jù)視線定位檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所在 的顯示屏，如果用戶當(dāng)前視線所在顯示屏與用戶前次視線所在顯示屏不同，則信息處理單 元在用戶前次視線所在顯示屏中刷新顯示的內(nèi)容。優(yōu)選地，用戶前次視線所在顯示屏被刷新為用戶當(dāng)前視線所在顯示屏所顯示的內(nèi) 容的下一頁內(nèi)容。優(yōu)選地，圖像信息采集模塊以預(yù)定的時(shí)間間隔采集用戶面部圖像信息。優(yōu)選地，根據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線在顯示屏上的坐標(biāo)，進(jìn)一步 包括以下步驟在用戶面部圖像信息中搜索用戶面部區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)到用戶面部區(qū)域后，微處 理器根據(jù)用戶面部區(qū)域的面積，計(jì)算出人眼到顯示屏的距離；在用戶面部區(qū)域中根據(jù)人眼 到顯示屏的距離定位人眼，得到人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)，其中用戶面部圖像的左下 角為用戶面部圖像坐標(biāo)的原點(diǎn)；根據(jù)人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)估計(jì)瞳孔圓心的位置； 由估計(jì)的瞳孔圓心的位置精確定位瞳孔圓心；由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心；通過虹膜 邊界及圓心的投影幾何關(guān)系計(jì)算表征用戶視線方向的橢圓虹膜圈的法線方向，得到用戶視 線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角；根據(jù)所述的用戶視線與平行或垂直電子閱 讀器平面之間的夾角，得到用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，其中，兩塊顯示屏采用同一坐標(biāo) 系。優(yōu)選地，本方法采用基于類矩形特征的Adaboost人臉檢測(cè)算法搜索用戶面部區(qū) 域。優(yōu)選地，本方法采用基于五官特征的方法定位人眼。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明將顯示屏分為兩部分，對(duì)電子書籍進(jìn)行顯示，根據(jù) 用戶視線的變化，從而控制顯示屏兩部分分別翻頁，提前預(yù)刷新翻頁，準(zhǔn)確地為用戶呈現(xiàn)所 要看的內(nèi)容，具有直接性、自然性和簡(jiǎn)潔性。本發(fā)明基于視線追蹤的具有自動(dòng)翻頁功能的電 子閱讀器，既免去了手動(dòng)按鍵或觸摸屏幕翻頁的操作，操作便捷、人機(jī)交互性強(qiáng)，同時(shí)節(jié)省 了閱讀時(shí)間，增強(qiáng)了用戶瀏覽的連續(xù)性。


圖1為本發(fā)明電子閱讀器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電子閱讀器顯示屏分屏顯示的示意圖。圖3為本發(fā)明電子閱讀器的視線定位的具體處理過程。圖3a為本發(fā)明電子閱讀器的視線定位俯視示意圖。圖北為本發(fā)明電子閱讀器的視線定位側(cè)視示意圖。圖4為本發(fā)明基于視線追蹤的電子閱讀器自動(dòng)翻頁方法的步驟流程圖。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的電子閱讀器自動(dòng)翻頁方法的工作流程圖。圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電子閱讀器顯示屏分屏顯示的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的描述。
圖1示出本發(fā)明電子閱讀器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電 子閱讀器主要包括微處理器1、外圍接口模塊2、人機(jī)交互模塊3、存儲(chǔ)模塊4和電源管理 模塊5。其中，人機(jī)交互模塊3包括顯示單元31、觸摸屏單元32和視線追蹤單元33。視 線追蹤單元33包括圖像信息采集模塊331和圖像信息接收模塊332。微處理器1包括視線 定位檢測(cè)單元11和信息處理單元12。具體地，微處理器1是電子閱讀器的核心，對(duì)命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算并 控制電子閱讀器各模塊協(xié)調(diào)工作。微處理器1用于控制指令發(fā)送、數(shù)據(jù)流的調(diào)度以及外設(shè) 管理等。其中，控制指令主要包括存儲(chǔ)器訪問指令、數(shù)據(jù)處理指令、協(xié)處理器指令、狀態(tài)寄存 器轉(zhuǎn)移指令、異常處理指令等；數(shù)據(jù)流的調(diào)度主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息的接收、寫入和讀取調(diào)度； 外設(shè)包括USB接口、SD接口、觸摸屏、顯示屏、攝像頭、喇叭等設(shè)備。視線定位檢測(cè)單元11用 于對(duì)所述用戶面部的圖像信息分析處理，確定用戶視線所在的顯示區(qū)域；信息處理單元12 用于比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所在區(qū)域，如果用戶當(dāng)前視線所在區(qū)域與用戶前次視線 所在區(qū)域不同，信息處理單元12控制顯示單元31在用戶前次視線所在顯示區(qū)域顯示用戶 當(dāng)前視線所在區(qū)域顯示內(nèi)容的下一頁內(nèi)容。存儲(chǔ)模塊4，用于數(shù)據(jù)的寫入、讀出及存儲(chǔ)，包括FLASH (閃存)和SDRAM (Synchronous Dynamic random access memory,同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。FLASH用于存 儲(chǔ)永久保存的數(shù)據(jù)和程序，SDRAM主要用于存放代碼和變量，是系統(tǒng)啟動(dòng)后主要進(jìn)行存取操 作的存儲(chǔ)器。夕卜圍接口模塊2，用于外圍設(shè)備的連接，包括USB接口、SD接口和/或網(wǎng)絡(luò)接口等 常用接口，使得用戶可以通過多種外設(shè)更新電子書籍等數(shù)據(jù)，滿足用戶根據(jù)個(gè)人喜好對(duì)存 儲(chǔ)信息進(jìn)行更改的需求。電源管理模塊5，用于管理電子閱讀器各模塊的電源配置，為電子閱讀器各模塊提 供電源，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。人機(jī)交互模塊3，用于實(shí)現(xiàn)用戶的輸入操作處理和輸出顯示，包括顯示單元31、觸 摸屏單元32、和視線追蹤單元33。觸摸屏單元32用于實(shí)現(xiàn)用戶通過觸摸屏對(duì)電子閱讀器 設(shè)置、打開關(guān)閉應(yīng)用程序等操作；顯示單元31用于實(shí)現(xiàn)顯示屏分兩部分輸出顯示電子書籍 的內(nèi)容，供用戶瀏覽；視線追蹤單元33通過采集人眼的視線信息的變化，提供給微處理器 1，從而微處理器1控制顯示單元31實(shí)現(xiàn)顯示屏的兩部分分別刷新顯示內(nèi)容，即，用戶前次 視線所在顯示區(qū)域所顯示的頁面內(nèi)容被刷新為用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域所顯示內(nèi)容的 下一頁內(nèi)容。刷新顯示內(nèi)容例如對(duì)顯示內(nèi)容翻頁，是指顯示屏的一個(gè)區(qū)域顯示另一個(gè)區(qū)域 當(dāng)前頁面的下一頁面的內(nèi)容，或者是一個(gè)顯示屏顯示另一顯示屏當(dāng)前頁面大小的下一頁面 的內(nèi)容。本發(fā)明所述的頁面是指電子閱讀器顯示區(qū)域的頁面，下一頁內(nèi)容是指電子閱讀器 顯示區(qū)域顯示的下一頁面的內(nèi)容。人機(jī)交互模塊3中的視線追蹤單元33包括圖像信息采集模塊331和圖像信息接 收模塊332。圖像信息采集模塊331，例如是攝像頭6，放置于電子閱讀器顯示屏的同側(cè)，例 如顯示屏上方，用于獲取的用戶的面部圖像信息，并將獲取的用戶面部圖像信息發(fā)送給圖 像信息接收模塊332 ；圖像信息接收模塊332用于接收攝像頭所拍攝的用戶的面部圖像信 息并進(jìn)行存儲(chǔ)。
微處理器1完成視線追蹤的具體處理過程，對(duì)用戶的面部圖像進(jìn)行分析處理，掃 描人臉的外形輪廓信息，通過對(duì)人眼的定位，識(shí)別出眼球的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人眼視線的追蹤， 如圖3及圖3a、圖北所示，包括如下步驟
采用基于類矩形特征的Adaboost人臉檢測(cè)算法在面部圖像中搜索用戶面部區(qū)域；采 用基于五官特征的方法來定位人眼；在人眼圖像中估計(jì)瞳孔圓心的位置；由估計(jì)的瞳孔圓 心精確定位瞳孔圓心；由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心；通過基本的投影幾何關(guān)系計(jì)算橢 圓虹膜圈的法線方向并視為視線方向。本發(fā)明基于視線追蹤的具有自動(dòng)翻頁功能的電子閱讀器，可通過將顯示屏可分成 上下兩部分顯示或者左右兩部分顯示的實(shí)施方式，或者在電子閱讀器中設(shè)置選項(xiàng)，由用戶 根據(jù)閱讀習(xí)慣自行選擇顯示方式。參照?qǐng)D4所示，為本發(fā)明基于視線追蹤的電子閱讀器自動(dòng)翻頁方法的步驟流程 圖。步驟SlOl 用戶面部圖像信息采集。放置于電子閱讀器顯示屏的同側(cè)的攝像頭6獲取用戶的面部圖像信息，并將獲取 的用戶面部圖像信息發(fā)送給微處理器1。步驟S102 根據(jù)采集的用戶面部信息確定用戶視線的方向，并根據(jù)用戶視線的方 向計(jì)算用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，根據(jù)用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，確定用戶視線 所在顯示屏的區(qū)域。微處理器1對(duì)接收到的用戶面部圖像信息進(jìn)行分析處理，掃描人臉的外形輪廓信 息，對(duì)人眼進(jìn)行定位，識(shí)別出眼球的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶視線的定位。具體的，步驟S102進(jìn)一步包括如下步驟，如圖3、圖3a及圖北所示 以攝像頭為坐標(biāo)原點(diǎn)建立一個(gè)三維坐標(biāo)系統(tǒng)。S1021 在圖像中搜索人臉區(qū)域。采用基于類矩形特征的Adaboost人臉檢測(cè)算法 在圖像信息接收模塊存儲(chǔ)的圖像中搜索用戶面部區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)到用戶面部區(qū)域后，微處理 器1根據(jù)用戶面部區(qū)域的面積，計(jì)算出人眼到顯示屏的距離d。S1022 定位人眼。在用戶面部區(qū)域中采用基于五官特征的方法來定位人眼，可以 得到人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)(Xi，Yi)，其中用戶面部圖像的左下角為圖像坐標(biāo)的原
點(diǎn)OS1023 在人眼圖像中估計(jì)瞳孔圓心的位置。S1024 由估計(jì)的瞳孔圓心精確定位瞳孔圓心。S1025 由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心。S1026:計(jì)算橢圓虹膜圈的法線方向。通過基本的投影幾何關(guān)系計(jì)算橢圓虹膜圈的 法線方向并視為視線方向，得到用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角。α為視線方向的與以攝像頭為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的垂直面的夾角，β為視 線方向的與以攝像頭為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的水平面的夾角。S1027:根據(jù)用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角，得到用戶視線投 影在顯示屏上的坐標(biāo)；
通過以下變換，可將人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)(Xi，Yi)轉(zhuǎn)換為以攝像頭為原點(diǎn)的 三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)(X，Y)。
X=g (d) (ff/2-Xi) Y=g (d) (L/2-Yi)
其中，g (d)是與距離相關(guān)的系數(shù)，W為用戶面部圖像的寬度，L為用戶面部圖像的高 度。進(jìn)一步得到人眼視線投影在顯示屏上的坐標(biāo)(X+d*tan ( α ), Y+d*tan ( β ))。步驟S103 將用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域與用戶前次視線所在顯示區(qū)域進(jìn)行比 較，當(dāng)用戶當(dāng)前視線所在區(qū)域不同于用戶前次視線所在區(qū)域，在前次視線所在顯示區(qū)域顯 示當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域所顯示內(nèi)容的下一頁內(nèi)容。重復(fù)上述步驟S101-S103，實(shí)現(xiàn)電子閱讀器基于視線追蹤進(jìn)行自動(dòng)翻頁。圖像信息采集模塊331以預(yù)定的時(shí)間間隔采集用戶面部圖像信息，電子閱讀器可 預(yù)先設(shè)置視線定位的時(shí)間間隔，或用戶根據(jù)自己的閱讀習(xí)慣手動(dòng)設(shè)置閱讀時(shí)間間隔，控制 用戶面部圖像采集和視線定位的頻率。以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例一
參照?qǐng)D2所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電子閱讀器顯示屏分屏顯示的示意圖。本 發(fā)明基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器的顯示屏上方設(shè)置有攝像頭6，攝像頭6獲取用 戶的面部圖像信息后發(fā)送給圖像信息接收模塊332存儲(chǔ)，再由圖像信息接收模塊332發(fā)送 給微處理器1。攝像頭6下方為顯示屏，在本實(shí)施例中，將顯示屏分為上下兩個(gè)區(qū)域分別顯
7J\ ο同時(shí)結(jié)合圖5所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例電子閱讀器的工作流程圖。當(dāng)用戶使用 本發(fā)明的電子閱讀器瀏覽電子書籍時(shí)，圖像信息采集模塊331獲取的用戶面部的圖像信 息，發(fā)送給圖像信息接收模塊332 ；圖像信息接收模塊332接收攝像頭6所拍攝的圖像信息 進(jìn)行存儲(chǔ)并傳輸給微處理器1進(jìn)行圖像信息處理。圖像信息采集模塊331也可將獲取的用 戶面部的圖像信息直接傳輸給微處理器1。微處理器1的視線定位檢測(cè)單元11對(duì)接收的用 戶面部圖像按照?qǐng)D3、圖3a及圖北所示的步驟及原理進(jìn)行分析處理，定位出用戶當(dāng)前的視 線方向，得到視線在顯示屏上的位置坐標(biāo)，進(jìn)而判斷出當(dāng)前用戶是在瀏覽顯示屏的上半部 內(nèi)容還是在瀏覽顯示屏的下半部?jī)?nèi)容。當(dāng)用戶看完顯示屏的上半部?jī)?nèi)容開始看顯示屏的下半部?jī)?nèi)容時(shí)，微處理器1的視 線定位檢測(cè)單元11則檢測(cè)出人眼的視線由顯示屏的上半部下移到顯示屏的下半部后，信 息處理單元12控制顯示單元31在顯示屏的上半部區(qū)域內(nèi)顯示下半部區(qū)域的下一頁的內(nèi) 容，即自動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻頁。當(dāng)用戶看完顯示屏的下半部?jī)?nèi)容，其視線轉(zhuǎn)向顯示屏的上半部區(qū)域時(shí)，這時(shí)顯示 屏的上半部區(qū)域已完成刷新翻頁，用戶可以直接閱讀顯示屏的上半部的內(nèi)容；同時(shí)，微處理 器1的視線定位檢測(cè)單元11則檢測(cè)出人眼的視線由顯示屏的下半部區(qū)域上移到顯示屏的 上半部區(qū)域，信息處理單元12控制顯示單元31在顯示屏的下半部區(qū)域內(nèi)顯示上半部區(qū)域 的下一頁的內(nèi)容，即自動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻頁。當(dāng)用戶看完顯示屏的上半部?jī)?nèi)容，其視線再次轉(zhuǎn)向顯示屏的下半部區(qū)域時(shí)，顯示 屏的下半部區(qū)域也已刷新翻頁完成，用戶可以直接閱讀顯示屏的下半部的內(nèi)容；同時(shí)顯示 屏的上半部開始進(jìn)行翻頁操作。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)電子閱讀器基于視線追蹤，進(jìn)行自動(dòng)翻頁。判斷用戶視線位于顯示屏的哪個(gè)區(qū)域，實(shí)際上就是將用戶視線落于顯示屏上的點(diǎn)的坐標(biāo)值與顯示區(qū)域的坐標(biāo)值相比較。例如將顯示屏的最左側(cè)底端作為坐標(biāo)原點(diǎn)，在本實(shí) 施例中，顯示屏分為上下兩個(gè)區(qū)域，顯示屏下半部區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域，顯示屏上半部區(qū)域?yàn)榈?二區(qū)域，當(dāng)用戶視線在顯示屏的Y軸坐標(biāo)值大于顯示屏第一區(qū)域的Y軸最大值，且小于顯示 屏第二區(qū)域的Y軸最大值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從顯示屏的第一區(qū)域轉(zhuǎn)移到第二區(qū)域。同 理，當(dāng)用戶視線在顯示屏的Y軸坐標(biāo)值小于顯示屏第二區(qū)域的Y軸最小值時(shí)，表示用戶視線 已經(jīng)從顯示屏的第二區(qū)域轉(zhuǎn)移到第一區(qū)域。本發(fā)明基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器顯示屏也可以設(shè)置為兩塊，兩塊顯示 屏上下設(shè)置，上部為第一顯示屏，下部為第二顯示屏，兩塊顯示屏采用同一坐標(biāo)系，將第一 顯示屏的最左側(cè)底端作為坐標(biāo)原點(diǎn)，比較用戶視線落于顯示屏上的點(diǎn)的坐標(biāo)值與顯示屏的 坐標(biāo)值，當(dāng)用戶視線在顯示屏的Y軸坐標(biāo)值大于第一顯示屏的Y軸最大值，且小于第二顯示 屏的Y軸最大值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從第一顯示屏轉(zhuǎn)移到第二顯示屏。同理，當(dāng)用戶視線 在顯示屏的Y軸坐標(biāo)值小于第二顯示屏Y軸最小值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從第二顯示屏轉(zhuǎn) 移到第一顯示屏。實(shí)施例二
圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電子閱讀器顯示屏分屏顯示的示意圖。在本實(shí)施例中，攝像頭6仍然放置于電子閱讀器顯示屏的同側(cè)，用于獲取用戶的 圖像信息。顯示屏被分為左右兩個(gè)區(qū)域，左右兩區(qū)域能夠分別顯示閱讀內(nèi)容，并根據(jù)視線的 移動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)翻頁。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于顯示屏為左右分區(qū)，電子閱讀器的 功能結(jié)構(gòu)及工作原理完全相同，不再詳述。在本實(shí)施例中，判斷用戶視線位于顯示屏的哪個(gè)區(qū)域，也是將顯示屏的最左側(cè)底 端作為坐標(biāo)原點(diǎn)，將用戶視線落于顯示屏上的點(diǎn)的坐標(biāo)值與顯示屏區(qū)域的坐標(biāo)值相比較。 在本實(shí)施例中，顯示屏分為左右兩個(gè)區(qū)域，顯示屏左半部區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域，顯示屏右半部域 為第二區(qū)域，當(dāng)用戶視線在顯示屏的X軸坐標(biāo)值大于顯示屏第一區(qū)域的X軸最大值，且小 于顯示屏第二區(qū)域的X軸最大值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從顯示屏的第一區(qū)域轉(zhuǎn)移到第二區(qū) 域。同理，當(dāng)用戶視線在顯示屏的X軸坐標(biāo)值小于顯示屏第二區(qū)域的X軸最小值時(shí)，表示用 戶視線已經(jīng)從顯示屏的第二區(qū)域轉(zhuǎn)移到第一區(qū)域。本發(fā)明基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器顯示屏也可以設(shè)置為兩塊，兩塊顯示 屏左右設(shè)置，左半部為第一顯示屏，右半部為第二顯示屏，兩塊顯示屏采用同一坐標(biāo)系，將 第一顯示屏的最左側(cè)底端作為坐標(biāo)原點(diǎn)，比較用戶視線落于顯示屏上的點(diǎn)的坐標(biāo)值與顯示 屏的坐標(biāo)值，當(dāng)用戶視線在顯示屏的X軸坐標(biāo)值大于第一顯示屏的X軸最大值，且小于第二 顯示屏的X軸最大值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從第一顯示屏轉(zhuǎn)移到第二顯示屏。同理，當(dāng)用戶 視線在顯示屏的X軸坐標(biāo)值小于第二顯示屏X軸最小值時(shí)，表示用戶視線已經(jīng)從第二顯示 屏轉(zhuǎn)移到第一顯示屏。本發(fā)明基于視線追蹤的具有自動(dòng)翻頁功能的電子閱讀器及電子閱讀器基于視線 追蹤的自動(dòng)翻頁方法，實(shí)現(xiàn)了提前預(yù)刷新翻頁，準(zhǔn)確地為用戶呈現(xiàn)所要看的內(nèi)容，既免去了 動(dòng)手按鍵或觸摸屏幕翻頁的操作，又節(jié)省了時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了用戶瀏覽的連續(xù)性。
權(quán)利要求
1.一種基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，其特征在于包括微處理器和人機(jī)交互 模塊，其中，人機(jī)交互模塊包括顯示單元和視線追蹤單元，其中，所述顯示單元包括一個(gè)顯示屏，所 述顯示屏包括兩個(gè)顯示區(qū)域；所述視線追蹤單元包括圖像信息采集模塊，用于獲取用戶面 部的圖像信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)所述圖 像信息采集模塊獲取到的用戶面部的圖像信息進(jìn)行分析處理，確定用戶視線所在的顯示區(qū) 域；信息處理單元用于根據(jù)視線定位檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所 在的顯示區(qū)域，如果用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域與用戶前次視線所在顯示區(qū)域不同，則信 息處理單元在用戶前次視線所在顯示區(qū)域中刷新顯示的內(nèi)容，并在前次視線所在顯示區(qū)域 中進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，其特征在于圖像信 息采集模塊包括攝像頭，所述攝像頭設(shè)置于顯示屏的同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，其特征在于用戶前 次視線所在顯示區(qū)域所顯示的頁面內(nèi)容被刷新為用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域所顯示的頁 面內(nèi)容的下一頁內(nèi)容，所述頁面包括電子閱讀器顯示區(qū)域的頁面，所述下一頁內(nèi)容包括電 子閱讀器顯示區(qū)域顯示的下一頁面的內(nèi)容。
4.一種如權(quán)利要求1所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟采集用戶面部圖像信息；根據(jù)采集的用戶面部信息確定用戶視線的方向，并根據(jù)用戶視線的方向得到用戶視線 落在顯示屏上的坐標(biāo)，根據(jù)用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，確定用戶視線所在顯示區(qū)域；將用戶當(dāng)前視線所在顯示區(qū)域與用戶前次視線所在顯示區(qū)域進(jìn)行比較，當(dāng)用戶當(dāng)前視 線所在區(qū)域不同于用戶前次視線所在區(qū)域，則刷新前次視線所在顯示區(qū)域顯示的內(nèi)容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，其特征在于根 據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線在顯示屏上的坐標(biāo)，進(jìn)一步包括以下步驟在用戶面部圖像信息中搜索用戶面部區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)到用戶面部區(qū)域后，微處理器根據(jù) 用戶面部區(qū)域的面積，計(jì)算出人眼到顯示屏的距離；在用戶面部區(qū)域中根據(jù)人眼到顯示屏的距離定位人眼，計(jì)算人眼在用戶面部圖像中的 坐標(biāo)，其中用戶面部圖像的左下角為用戶面部圖像坐標(biāo)的原點(diǎn)； 根據(jù)人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)估計(jì)瞳孔圓心的位置； 由估計(jì)的瞳孔圓心的位置精確定位瞳孔圓心； 由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心；通過虹膜邊界及圓心的投影幾何關(guān)系計(jì)算表征用戶視線方向的橢圓虹膜圈的法線方 向，得到用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角；根據(jù)所述的用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角，得到用戶視線落在顯 示屏上的坐標(biāo)。
6.一種基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，包括微處理器和人機(jī)交互模塊，其中， 人機(jī)交互模塊包括顯示單元和視線追蹤單元，其中，所述顯示單元包括兩個(gè)顯示屏；所述視線追蹤單元包括圖像信息采集模塊，用于獲取用戶面部的圖像信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)所述圖像 信息采集模塊獲取到的用戶面部的圖像信息進(jìn)行分析處理，確定用戶視線所在的顯示屏； 信息處理單元用于根據(jù)視線定位檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所在 的顯示屏，如果用戶當(dāng)前視線所在顯示屏與用戶前次視線所在顯示屏不同，則信息處理單 元在用戶前次視線所在顯示屏中刷新顯示的內(nèi)容。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，其特征在于所述的 兩個(gè)顯示屏位于電子閱讀器的同側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，其特征在于圖像信 息采集模塊為攝像頭，設(shè)置于兩個(gè)顯示屏的同側(cè)。
9.一種如權(quán)利要求6所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟采集用戶面部圖像信息；根據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線的方向，并根據(jù)用戶視線的方向得到用戶 視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，根據(jù)用戶視線落在顯示屏上的坐標(biāo)，確定用戶視線所在的顯示 屏；將用戶當(dāng)前視線所在顯示屏與用戶前次視線所在顯示屏進(jìn)行比較，當(dāng)用戶當(dāng)前視線所 在顯示屏不同于用戶前次視線所在顯示屏?xí)r，在前次視線所在顯示屏刷新顯示的內(nèi)容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子閱讀器基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的方法，其特征在于根 據(jù)采集的用戶面部圖像信息確定用戶視線在顯示屏上的坐標(biāo)，進(jìn)一步包括以下步驟在用戶面部圖像信息中搜索用戶面部區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)到用戶面部區(qū)域后，微處理器根據(jù) 用戶面部區(qū)域的面積，計(jì)算出人眼到顯示屏的距離；在用戶面部區(qū)域中根據(jù)人眼到顯示屏的距離定位人眼，得到人眼在用戶面部圖像中的 坐標(biāo)，其中用戶面部圖像的左下角為用戶面部圖像坐標(biāo)的原點(diǎn)；根據(jù)人眼在用戶面部圖像中的坐標(biāo)估計(jì)瞳孔圓心的位置；由估計(jì)的瞳孔圓心的位置精確定位瞳孔圓心；由瞳孔圓心確定虹膜邊界及圓心；通過虹膜邊界及圓心的投影幾何關(guān)系計(jì)算表征用戶視線方向的橢圓虹膜圈的法線方 向，得到用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角；根據(jù)所述的用戶視線與平行或垂直電子閱讀器平面之間的夾角，得到用戶視線落在顯 示屏上的坐標(biāo)，其中，兩塊顯示屏采用同一坐標(biāo)系。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于視線追蹤自動(dòng)翻頁的電子閱讀器，屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域。包括顯示器、圖像采集單元及微處理器。顯示器包括顯示單元和顯示屏，顯示屏分為兩個(gè)區(qū)域；圖像信息采集模塊用于獲取用戶面部的圖像信息；微處理器包括視線定位檢測(cè)單元和信息處理單元，視線定位檢測(cè)單元用于對(duì)用戶面部的圖像信息分析處理，確定用戶視線所在的顯示區(qū)域；信息處理單元用于比較用戶當(dāng)前視線與前次視線所在區(qū)域，如果用戶當(dāng)前視線所在區(qū)域與用戶前次視線所在區(qū)域不同，則處理器模塊在用戶前次視線所在顯示區(qū)域中刷新顯示的內(nèi)容。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了提前預(yù)刷新翻頁，準(zhǔn)確地為用戶呈現(xiàn)所要看的內(nèi)容，免去了手動(dòng)操作，節(jié)省了時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了用戶瀏覽的連續(xù)性。
文檔編號(hào)G09B5/02GK102081503SQ201110026978
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
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