全视野瞳孔分析测量方法技术

本发明专利技术是一种全视野瞳孔分析测量方法，包括如下步骤：步骤300， 首先通过视频采集卡将眼部区域的图像数据实时采集，得到眼部区域图 像；步骤301，通过均值法或最值法或公式法对300步采集到的图像进行 灰度化；步骤302，通过直方图法对步骤301灰度化的图像进行二值化处 理，当背景与目标差异大，直方图出现双峰，这时的最低谷点作为阈值点； 步骤303，对进行二值化处理的图像瞳孔区域反光进行消除；步骤304确 定瞳孔中心，计算其直径，提取瞳孔的圆心，以及确定瞳孔的直径，实现 瞳孔中心的跟踪测量。该方法为一种实时性好、使用方便的一种全视野瞳 孔测量分析方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像检测及处理技术，特别是一种。
技术介绍
目前，随着科学技术和医疗水平的不断进步，经研究表明，客观定量 瞳孔检测被越来越多的应用于各个不同方向。在医学研究中，准分子激光屈光矫正手术(LASIK)，神经眼科(例如 球后视神经炎)，糖尿病，神经生物学和旨主神经系统功能研究，中枢神 经系统疾病、脑功能、神经精神疾病(例如颅内压增高监测、脑中风病情 观察、脑死亡辅助判定)，重症监护和急救医学，麻醉(例如麻醉深度监 测)，临床药理学，眼动检测、视频眼震检测/红外眼震检测(用于眩晕、 前庭器官疾病的检杏)等；吸毒研究和检测，可用于吸毒界定、生理和心 理成瘾(渴求)程度判定、戒毒效果评定等科研和检测领域，供禁毒执法 部门、戒毒所、吸毒鉴定机构及相关科研机构使用，可大大降低检定费用， 并大大节省毒品和其他药物的初筛时间；疲劳和饮酒的判定，在工业、交 通、运输等部门使用瞳孔检测仪可有效评定工作者或司机的疲劳程度(疲 劳驾驶)或者是否有酒后驾驶，有助于降低相关事故和酒后撞车的发生， 并可提高工作场所的安全性以及增加工作效率。国内现有的简易瞳孔测量板不能够达到实时测量，双眼瞳孔检测仪又 不适宜携带，其他手持瞳孔测量器方便携带，但不能得出实时测量结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实时性好、使用方便的一种全视野瞳孔分析 本专利技术的目的是由以—F技术方案实现的 一种全视野瞳孔分析测量方从步骤300开始，首先通过视频采集卡将眼部区域的图像数据实时采 集，得到眼部区域图像；步骤301通过均值法或最值法或公式法对300步采集到的图像进行灰度化；步骤302，通过直方图法对步骤301灰度化的图像进行二值化处理，当背景与目标差异大，直方图出现双峰，这时的最低谷点作为阈值点；步骤303，对进行二值化处理的图像瞳孔区域反光进行消除；步骤304确定瞳孔中心，计算其直径，提取瞳孔的圆心，以及确定瞳孔的直径，实现瞳孔中心的跟踪测量。所述的确定圆心的方法可以通过三条弦的垂直平分线的交点确定。所述的确定圆心的方法可以通过两条弦的中点确定或通过圆上的三点，进一步利用如下公式确定 设(a，b)为圆心，R为半径，(xl,yl)， (x2，y2), (x3，y3)为圆上的三点。根据下面的公式，最终可以解出a，b，R的值，进而可以确定圆心，计算出面积。(x卜a)2 +(yl-b)2 =R2 (x2-a)2+(y2-b)2 =R2 (x3-a)2+(y3-b)2 =R2 ° 所述的歩骤301对同一幅彩色图像进行灰度化是利用公式Y二O. 3R+0. 59G+0. 11B进行处理。该方法釆用的装置至少包括一个图像检测单元、 一图像处理单元，其 图像检测单元和图像处理单元之间通过电连接。所述的电连接可以是有线电连接。所述的电连接可以是无线电连接。所述的图像检测单元电连接有无线发射装置，无线发射装置是一视频 无线发射装置。所述的图像处理单元电连接有无线接收装置，无线接收装置是视频接 收卡。所述的图像处理单元是笔记本电脑。所述的图像检测单元是CMOS摄像机或CCD摄像机。本专利技术中采用了三点确定圆心以及扫描像素得到直径的方法。本专利技术的工作过程及优点是采用有线视频或无线发射装置和视频接收卡进行视频信息传递，可以使摄像机构成的手持式瞳孔测量器以采集频率为30帧每秒图像信号实时传到笔记本电脑内，经笔记本电脑的图像处理软件对瞳孔图像进行快速分 析，迅速得到分析结果。由于现有的笔记本电脑具有携带方便的特点，而笔记本电脑对图像处 理速度快，因此可实现实时测量和图像分析的任务。 附图说明下面结合实施例附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施1结构示意图； 图2是本专利技术实施2结构示意图； 图3是瞳孔图像提取和快速分析和流程图； 图4是得到眼部区域图像； 图5是二值化后的图像示意图； 图6是二值化后的消除瞳孔反光图像示意图； 图7是图像处理中膨胀的原理过程图; 图8是将瞳孔的区域转换成一个圆域(二值图像)； 图9是将二值化后得到的圆域进行边界提取(提取圆域的轮廓)。 图中1、图像处理单元；2、图像检测单元；3、无线电；4、无线接 收装置；5、无线发射装置；6、手柄；7、开关；8、摄像头；9、照明灯； 10、驱动电路；11、连接线；12、视频接口端。 具体实施例方式如图l所示，这是一款利用现有带摄像头的笔记本电脑改进的实例方式，与现有的带摄像头的笔记本电脑不同之处，笔记本电脑(图像处理单 元1)原装的摄像头8通过连接线11与笔记本电脑电连接；笔记本电脑包 括视频接口端12。这样图像检测单元2就，包括摄像头8、驱动电路10、固定摄像头8和驱动电路10的壳体，壳体下端有手柄6，手柄6上有开关 7。实际上图像检测单元2构成了一种手持式瞳孔测量仪。图像检测单元2的电源直接取自笔记本电脑电源；将笔记本电脑原有 的摄像头8驱动电路10移自图像检测单元2内，使图像检测单元2直接 输出视频信号到笔记本电脑，笔记本电脑内再对视频信号进行处理。这种实施方式由于不需要创造性劳动，实施起来特别方便。为了实现 本专利技术对瞳孔测量和处理的需求，笔记本电脑内有图像处理软件，通过对 摄像头8提取的瞳孔图像灰度化处理，边缘提取，扫描像素对视频单帧图 像进行分析，可排除或者补偿因眨眼所带来的误差导致瞳孔直径的不确定 性，保证了测量结果的可信性和可重复性。为了不影响暗环境下检查，摄像头8—侧配有光源，该光源为照明灯 9，光源可以是外置伸缩光源可控，包括照射单个瞳孔时确保不漏光照到 另外一个瞳孔，影响测量结果；保证在暗环境下检查时不受室内外照条件 的影响，确保各种环境下测试的一致性。摄像头8可以物距调整和定标校 准，在不同患者的眼睛因凸凹程度不同时可按需分别调节摄像头的物距， 保证始终得到个体化的最佳图像质量，并保证测量结果不受物距变动的影 响。使用时首先将手持式瞳孔测量仪对准被测人眼(左右眼都可)，打开 开关，通过调焦按钮调节远近，在屏幕上得到清晰的被测人眼视频图像， 按下开始键，录像开始，当录像结束时，按下停止键即司_。图2是一种无线式实施方案，在这种方案中，通过在图像检测单元 2 (手持式瞳孔测量仪)的视频输出端连接一无线发射装置5，无线发射装 置5是一视频无线发射装置，通过无线电3不断向外发送无线视频信号。而在笔记本电脑(图像处理单元l)的USB接口上电连接一无线接收装置6，无线接收装置6是视频接收卡。就可实现像检测单元2 (手持式瞳孔测 量仪)与笔记本电脑(图像处理单元l)远距离互动。无论是实施例1和实施例2都是利用现有的技术做了结构性的变化， 使全视野瞳孔分析变得方便、准确。而(手持式瞳孔测量仪)与笔记本电 脑(图像处理单元l)通过有线或无线连接则是实现这一技术的关键。图3是利用图1或图2进行瞳孔图像提取和快速分析和流程图步骤300为瞳孔的提取过程开始，首先通过视频采集卡将眼部区域的 图像数据实时采集，得到眼部区域图像，如图4所示。步骤301是图象的灰度化处理，通过均值法或最值法或公式法对300 步采集到的图像进行灰度化，上述的三种方法对同一幅彩色图像进行灰度 化，通过视觉观察对比发现利用公式法处理后的图像的效果比较理想，图 像的颜色相对更均匀，视觉效果更好，因此，本软件采用了第三种方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
全视野瞳孔测量分析方法，包括如下步骤：　从步骤３００开始，首先通过视频采集卡将眼部区域的图像数据实时采集，得到眼部区域图像；　步骤３０１通过均值法或最值法或公式法对３００步采集到的图像进行灰度化；　步骤３０２，通过直方图法 对步骤３０１灰度化的图像进行二值化处理，当背景与目标差异大，直方图出现双峰，这时的最低谷点作为阈值点；　步骤３０３，对进行二值化处理的图像瞳孔区域反光进行消除；　步骤３０４确定瞳孔中心，计算其直径，提取瞳孔的圆心，以及确定瞳孔的 直径，实现瞳孔中心的跟踪测量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张作明，耿佳，郭群，李莉，徐世伟，
申请(专利权)人：张作明，耿佳，郭群，李莉，徐世伟，
类型：发明
国别省市：87