高精确地确定眼睛的瞳孔直径的方法和与此相关的设备技术

本发明专利技术涉及一种用于借助于用于在空间上检测目标的摄像机系统(300)高精确地确定眼睛的瞳孔直径(270)的方法，所述方法具有：对头部的眼区(100)进行成像立体检测(10)，其中，对于所述眼区(100)的眼睛产生第一立体图像和第二立体图像(110，111)。对于这两个立体图像(110，111)中的每个立体图像，所述方法还具有：将所检测的眼区(100)转换(11)到色彩空间(120)中。求取(17)所检测的眼区(100)之内的区域(130)作为所检测的眼区(100)的眼睛的瞳孔(200)之内的区域(130)。求取(18)所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)。迭代式求取(20)闭合的外部瞳孔边缘(150)。本发明专利技术还涉及一种对应的设备。

A method for determining the pupil diameter of the eye with high accuracy and related equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高精确地确定眼睛的瞳孔直径的方法和与此相关的设备
本专利技术涉及一种用于高精确地确定眼睛的瞳孔直径的方法和与此相关的设备。
技术介绍
在求取用于眼镜的定心数据时，需要了解受检者的视线方向。这能够通过预设注视目标实现，经由所述注视目标，预先已知或能够确定另外的信息，例如在ImpressionIST中的鼻根法，如在US7,909,460B1中公开的附加的参考目标或虚拟地处于无限远的点。此外，如在WO2013/087212A1中公开的那样，个体化数据能够包括瞳孔的位置/直径，所述位置/直径在相同的情况下测量并且用于基于平均HOA来优化镜片。然而，常见方法相当不精确地检测瞳孔或者相当不精确地求取瞳孔直径。此外，通过不同的设备类型实现对不同的单个参数的测量。因此，存在用于测量瞳孔直径的瞳孔计、实现视线方向测量的眼动仪并且求取定心数据的视频定心系统。这两个最先提到设备类型通常在实验室条件下使用，其中，不得不接受诸如头部紧固、环境光的不存在、因线路连接而缺乏灵活性并且待在受检者处安置部件的限制。此外，通常不需要绝对测量，相对测量就足够了，例如仅仅测量对光脉冲的瞳孔直径反应。此外，在眼动追踪时通常使用照明系统，分析所述照明系统在眼睛上的反射。对于视频定心而言，在确定瞳孔直径时，通常以投向无穷远视线为基础。因为通常不可行的是，在无穷远处安置注视目标，所以需要如下设备，所述设备要么在无穷远处对目标成像要么进行修正，在视线投向已知的、在有限的距离中定位的目标时，所述修正能够确定与在视线投向无穷远处时的通孔直径的差。然而，为此也能够使用眼睛模型，尤其眼睛长度对此是重要的。为此，需要眼睛与注视目标的距离。在Rodenstock的ImpressionIST中，将客户的镜像的鼻根用作注视目标。因此，所期望的是提供一种可行方案，借助于所述可行方案，能够以高的精度求取瞳孔直径，而在视频定心时不需要关于注视目标的信息，因此能够精确地在通常环境中确定瞳孔直径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种可行方案，所述可行方案避免或至少减少在现有技术中已知的缺点的至少一部分。借助于根据主权利要求所述的方法，并且借助于根据并列权利要求所述的设备实现根据本专利技术的目的。在此，主权利要求的主题涉及一种用于借助于用于在空间上检测目标的摄像机系统来高精确地确定眼睛的瞳孔直径的方法，其中，所述方法具有：借助于摄像机系统对头部的眼区进行成像立体检测，其中，对于眼区的眼睛产生第一立体图像和第二立体图像。并且对于这两个立体图像中的每个立体图像，所述方法还具有：将头部的所检测的眼区转换到色彩空间中，并且在所述色彩空间中继续进行所述方法。求取所检测的眼区之内的区域作为所检测的眼区的眼睛的瞳孔之内的区域，其中，所检测的眼区之内的所求取的区域具有图像准则，其中，图像准则是尽可能均匀的图像准则。求取瞳孔之内的区域的闭合的外部边缘。迭代式求取闭合的外部瞳孔边缘，其中，迭代式求取外部瞳孔边缘具有：沿着边缘以环绕外部边缘的方式求取边缘之外的另一区域，其中，所述另一区域相邻于瞳孔之内的区域的闭合的外部边缘。迭代式检查另一区域判断其是否具有图像准则。并且如果另一区域的至少一部分具有图像准则，那么将另一区域的具有图像准则的部分整合到眼睛的瞳孔之内的区域中，并且将瞳孔之内的区域的闭合的外部边缘扩展到另一区域的所整合的部分上。并且如果另一区域完全不具有图像准则，那么规定瞳孔之内的区域的闭合的外部边缘作为眼睛的瞳孔的外部边缘。对于这两个立体图像中的每个立体图像，所述方法还具有：求取第三区域作为眼睛的瞳孔，其中，第三区域是完全由瞳孔的外部边缘包围的区域。在一个实施方式中，所述方法还具有：确定瞳孔中的点。确定穿过所述点的第一直线。确定穿过所述点的第二直线，其中，第二直线正交于第一直线设置。并且迭代式求取瞳孔中点，其中，迭代式求取瞳孔中点具有：对于每个直线求取第一线段和第二线段，其中，求取相应的线段具有：求取对应的线段的第一端点，其中，第一端点对应于瞳孔中的点。求取对应的线段的第二端点，其中，第二端点对应于对应的直线与瞳孔的边缘的交点。并且求取对应的线段作为沿着对应的直线从对应的第一端点起引导至对应的第二端点的线。迭代式求取瞳孔中点还具有：迭代式在长度方面比较第一直线的这两个线段。如果第一直线的这两个线段不同样长，那么沿着第一直线的这两个线段中的较长者增加瞳孔中的点的第一坐标。如果第二直线的两个线段不同样长，那么沿着第二直线的这两个线段中的较长者增加瞳孔中的点的第二坐标。并且如果第一直线的这两个线段同样长并且第二直线的这两个线段是同样长，那么规定瞳孔中的点作为眼睛的瞳孔的瞳孔中点。在一个实施方式中，所述方法还具有：使这两个立体图像的眼睛的瞳孔的这两个中点三角测量式重叠。使这两个立体图像的眼睛的瞳孔的这两个外部边缘三角测量式重叠。并且基于这两个三角测量式重叠求取瞳孔直径。在此，能够分别自动地实施方法步骤。在此，就本专利技术而言，眼区意味着面部的存在两个眼睛的区域。在此，就本专利技术而言，图像准则能够是图像的诸如用于技术上的图像描述的特性。这种图像特性例如能够是柱形图、饱和度、对比度等。因此，图像准则能够与所使用的色彩空间自身相关。在此，就本专利技术而言，尽可能均匀的图像准则是指，对应的图像特性至少在图像的显著大的区域中具有均匀性。参照瞳孔，在所检测的眼区之内的所求取的区域之内的这种尽可能均匀的区域能够具有全部瞳孔面积的至少一部分，例如瞳孔面积的至少10％，优选地，瞳孔面积的至少5％。基于立体摄像机系统拍摄头部的子区域的照片，使得在两个照片中，眼区是可见的。与此不同地，光轴也以已知的角度定向而不是水平地定向，并且接下来对于视频定心而言考虑所述角度。在这两个照片中，选择瞳孔、优选地瞳孔中部。对于自动的变型方案，使用图像处理方法，所述图像处理方法例如能够需要经训练的模型和/或使用图像中的结构信息。基于所述信息，已经可以在空间中定位瞳孔。借此，潜在可行的是在所述位置处计算从图像像素至长度单元的缩放因数。图像在所选择的瞳孔位置处的周围环境能够通过预处理改进。附加地，利用瞳孔是最暗的目标这一点。这例如能够用于规定下阈值，低于所述下阈值，能够将亮度置于固定的、相同的值上。因此，存在于瞳孔中的信息能够作为伪影处理进而被移除。在此，就本专利技术而言，沿着对应的直线的这两个线段中的较长者增加瞳孔中的点的对应的坐标例如意味着：这两个线段能够相加，并且然后，对应的坐标沿着较长的线段移动一定份额，所述份额与相加的线段的一半长度相差了所述较短的线段。然而，也能够逐像素式或以规定的值或者以较长的线段的长度的百分数来实现增加。通过根据本专利技术的教导，实现如下优点：能够弃用复杂的仪器方面的结构并且能够在自然使用情况下测量瞳孔直径。另一优点是，提供用于精确确定瞳孔直径的方法，所述方法能够用于亮度相关地调整眼镜镜片。在此，并列权利要求的主题涉及一种用于高精确地确定眼睛的瞳孔直径的设备。在此，所述设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助于用于在空间上检测目标的摄像机系统(300)高精确地确定眼睛的瞳孔直径(270)的方法，其中，所述方法具有：/n-借助于所述摄像机系统(300)对头部的眼区(100)进行成像立体检测(10)，其中，对于所述眼区(100)的眼睛产生第一立体图像和第二立体图像(110，111)，并且/n对于这两个立体图像(110，111)中的每个立体图像，所述方法还具有：/n-将所述头部的所检测的眼区(100)转换(11)到色彩空间(120)中，并且在所述色彩空间(120)中继续进行所述方法，/n-求取(17)所检测的眼区(100)之内的区域(130)作为所检测的眼区(100)的眼睛的瞳孔(200)之内的区域(130)，其中，所检测的眼区(100)之内的所求取的区域(130)具有图像准则(131)，其中，所述图像准则(131)是尽可能均匀的图像准则，/n-求取(18)所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)，/n-迭代式求取(20)闭合的外部瞳孔边缘(150)，所述迭代式求取(20)所述外部瞳孔边缘(150)具有：/n-沿着所述边缘(140)以环绕所述外部边缘(140)的方式求取(22)所述边缘(140)之外的另一区域(142)，其中，所述另一区域(142)相邻于所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)，/n-迭代式检查(24)所述另一区域(142)判断所述另一区域(142)是否具有所述图像准则(131)，并且/n如果所述另一区域(142)的至少一部分具有所述图像准则(131)：那么/n-将所述另一区域(142)的具有所述图像准则(131)的部分整合(25)到所述眼睛的瞳孔(200)之内的区域(130)中，/n-将所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)扩展(26)到所述另一区域(142)的所整合的部分上，并且/n如果所述另一区域(132)完全不具有所述图像准则(131)：那么/n-规定(28)所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)作为所述眼睛的瞳孔(200)的外部边缘(150)，并且/n-求取(30)第三区域(160)作为所述眼睛的瞳孔(200)，其中，所述第三区域(160)是完全由所述瞳孔(200)的外部边缘(150)包围的区域。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170612 LU 1002871.一种用于借助于用于在空间上检测目标的摄像机系统(300)高精确地确定眼睛的瞳孔直径(270)的方法，其中，所述方法具有：
-借助于所述摄像机系统(300)对头部的眼区(100)进行成像立体检测(10)，其中，对于所述眼区(100)的眼睛产生第一立体图像和第二立体图像(110，111)，并且
对于这两个立体图像(110，111)中的每个立体图像，所述方法还具有：
-将所述头部的所检测的眼区(100)转换(11)到色彩空间(120)中，并且在所述色彩空间(120)中继续进行所述方法，
-求取(17)所检测的眼区(100)之内的区域(130)作为所检测的眼区(100)的眼睛的瞳孔(200)之内的区域(130)，其中，所检测的眼区(100)之内的所求取的区域(130)具有图像准则(131)，其中，所述图像准则(131)是尽可能均匀的图像准则，
-求取(18)所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)，
-迭代式求取(20)闭合的外部瞳孔边缘(150)，所述迭代式求取(20)所述外部瞳孔边缘(150)具有：
-沿着所述边缘(140)以环绕所述外部边缘(140)的方式求取(22)所述边缘(140)之外的另一区域(142)，其中，所述另一区域(142)相邻于所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)，
-迭代式检查(24)所述另一区域(142)判断所述另一区域(142)是否具有所述图像准则(131)，并且
如果所述另一区域(142)的至少一部分具有所述图像准则(131)：那么
-将所述另一区域(142)的具有所述图像准则(131)的部分整合(25)到所述眼睛的瞳孔(200)之内的区域(130)中，
-将所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)扩展(26)到所述另一区域(142)的所整合的部分上，并且
如果所述另一区域(132)完全不具有所述图像准则(131)：那么
-规定(28)所述瞳孔(200)之内的区域(130)的闭合的外部边缘(140)作为所述眼睛的瞳孔(200)的外部边缘(150)，并且
-求取(30)第三区域(160)作为所述眼睛的瞳孔(200)，其中，所述第三区域(160)是完全由所述瞳孔(200)的外部边缘(150)包围的区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还具有：
-确定(32)所述瞳孔(200)中的点(210)，
-确定(34)穿过所述点(210)的第一直线(220)，
-确定(36)穿过所述点(200)的第二直线(230)，其中，所述第二直线(230)正交于所述第一直线(220)设置，并且
-迭代式求取(38)瞳孔中点(211)，其中，所述迭代式求取(38)所述瞳孔中点(211)具有：
-对于每个直线(220，230)求取(40)第一线段(222，232)和第二线段(226，236)，其中，求取(40)相应的线段(222，232，226，236)具有：
-求取(41)对应的线段(222，232，226，236)的第一端点(221，231，225，235)，其中，所述第一端点(221，231，225，235)对应于所述瞳孔(200)中的点(210)，
-求取(42)对应的线段(222，232，226，236)的第二端点(223，233，227，237)，其中，所述第二端点(223，233，227，237)对应于所述对应的直线(220，230)与所述瞳孔(150)的边缘的交点，
-求取(43)所述对应的线段(222，232，226，236)作为沿着所述对应的直线(220，230)从所述对应的第一端点(221，231，225，235)起引导至所述对应的第二端点(223，233，227，237)的线，
-迭代式在长度方面比较(44)所述第一直线(220)的两个线段(222，226)，并且
如果所述第一直线(220)的这两个线段(222，226)不同样长：那么
-沿着所述第一直线(220)的这两个线段(222，226)中的较长者增加(45)所述瞳孔(200)中的点(210)的第一坐标(212)，并且
如果所述第二直线(230)的这两个线段(232，236)不同样长：那么
-沿着所述第二直线(230)的这两个线段(232，236)中的较长者增加(46)所述瞳孔(200)中的点的第二坐标(213)，并且
如果所述第一直线(220)的这两个线段(222，226)同样长并且所述第二直线(230)的这两个线段(232，236)同样长：那么
-规定(47)所述瞳孔(200)中的点(210)作为所述眼睛的瞳孔(200)的瞳孔中点(211)。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还具有：
-使所述两个立体图像(110，111)的眼睛的瞳孔(200)的两个中点(211)三角测量式重叠(50)，
-使所述两个立体图像(110，111)的眼睛的瞳孔(200)的两个外部边缘(150)三角测量式重叠(60)，并且
-基于这两个三角测量式重叠(50，60)求取(70)所述瞳孔直径(270)。


4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法还具有：
-在对所述头部的眼区(100)进...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·塞茨，马库斯·蒂曼，
申请(专利权)人：罗敦司得有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE