一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统技术方案

本发明专利技术提供一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统，在暗室环境中对单侧瞳孔给予不同波长光源点亮刺激，测量对侧瞳孔间接对光反射瞳孔直径变化的图像，在稳定良好的暗室条件下利用红外相机连续采集获取在一定功率LED光源持续一段时间点亮刺激同侧瞳孔前后一定时间内对侧瞳孔图像，经过图像数据处理手段进行瞳孔识别获取瞳孔直径连续变化数据，生成随时间变化瞳孔直径变化的数据散点图并进行曲线拟合，供后续瞳孔扩张收缩及变化速度等指标研究，对不同的受试者进行瞳孔测量，所获取的数据能为相关临床疾病研究提供参考。取的数据能为相关临床疾病研究提供参考。取的数据能为相关临床疾病研究提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统


[0001]本专利技术涉及瞳孔行为数据测量领域，更具体地，涉及一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统。

技术介绍

[0002]对人体瞳孔给光刺激，引起瞳孔的变化可研究人体的行为。通常会设计一套测试系统，给予受试者瞳孔一定的光源点亮刺激，同时采集受试者瞳孔图像，进而对受试者瞳孔图像进行处理分析，得到光源刺激对瞳孔直径变化大小的影响。
[0003]但是现有的测试系统中在光源对受试者瞳孔以光源刺激的同时，拍摄受试者瞳孔图像，容易受到外界光照影响以及点亮光源的影响；同时，现有的刺激光源通常波长比较单一、颜色也比较单一，无法研究不同刺激环境下，对瞳孔大小的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法，包括：
[0006]在暗室环境中对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激；
[0007]利用红外相机采集受试者对侧瞳孔图像，其中，基于红外光源对红外相机的拍摄区域进行补光，以及对受试者单侧瞳孔的给光区域和对受试者对侧瞳孔的拍摄区域进行分隔；
[0008]根据所述受试者对侧瞳孔图像，对受试者的瞳孔区域进行识别，并提取受试者的瞳孔直径数据；
[0009]基于不同时间的瞳孔直径数据，生成随时间变化，瞳孔直径变化的数据散点图，并进行曲线拟合。
[0010]根据本专利技术的第二方面，提供一种对光反射的瞳孔直径变化测定系统，包括多路LED光源、红外光源、红外相机和处理模块；
[0011]多路所述LED光源，用于在暗室环境中对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激；
[0012]红外相机，用于采集受试者对侧瞳孔图像；
[0013]红外光源，用于对红外相机的拍摄区域进行补光，其中，对受试者单侧瞳孔的给光区域和对受试者对侧瞳孔的拍摄区域利用隔板进行隔离；
[0014]处理模块，用于根据所述受试者对侧瞳孔图像，对受试者的瞳孔区域进行识别，并提取受试者的瞳孔直径数据；以及基于不同时间的瞳孔直径数据，生成随时间变化，瞳孔直径变化的数据散点图，并进行曲线拟合。
[0015]本专利技术提供的一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法及测定系统，在暗室环境中对单侧瞳孔给予不同波长光源点亮刺激，测量对侧瞳孔间接对光反射瞳孔直径变化的图
像，在稳定良好的暗室条件下利用红外相机连续采集获取在一定功率LED光源持续一段时间点亮刺激同侧瞳孔前后一定时间内对侧瞳孔图像，经过图像数据处理手段进行瞳孔识别获取瞳孔直径连续变化数据，生成随时间变化瞳孔直径变化的数据散点图并进行曲线拟合，供后续瞳孔扩张收缩及变化速度等指标研究，对不同的受试者进行瞳孔测量，所获取的数据能为相关临床疾病研究提供参考。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法流程图；
[0017]图2为瞳孔图像采集处理流程示意图；
[0018]图3为本专利技术提供的一种对光反射的瞳孔直径变化测定系统的结构示意图；
[0019]图4为软件操作控制、数据处理流程图；
[0020]图5为软件主要功能分布示意图；
[0021]图6为软件操作采集主界面示意图；
[0022]图7为光源参数设置界面示意图；
[0023]图8为红外相机位置调节界面示意图；
[0024]图9为瞳孔图像批量处理界面示意图；
[0025]图10为瞳孔图像浏览进度示意图；
[0026]图11为瞳孔识别流程示意图；
[0027]图12为瞳孔图像识别过程示意图；
[0028]图13为对瞳孔直径数据的分段拟合结果示意图；
[0029]图14为瞳孔指标定义示意图；
[0030]图15为瞳孔直径变化散点示意图；
[0031]图16为瞳孔直径变化曲线图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本专利技术提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0033]图1为本专利技术提供的一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法流程图，如图1所示，方法包括：
[0034]S1，在暗室环境中对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激。
[0035]作为实施例，所述对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激，包括：基于多路LED光源对受试者单侧瞳孔给予点亮刺激，其中，多路LED光源提供不同波长的光源；对每一路LED光源进行亮度调节和点亮刺激时间调节。
[0036]可理解的是，本专利技术实施例中，为了避免外界光照的影响，在暗室环境中对受试者的一侧瞳孔给予不同波长光源持续一段时间的点亮刺激，拍摄另一侧瞳孔对光反射的瞳孔图像。
[0037]其中，不同研究表明，不同波长的光源对瞳孔反射影响存在差异，复合白光和单色红光、蓝光为主要趋势，可实现提供多路光源控制满足研究测试需求。在本专利技术实施例中，通过多路LED光源提供不同波长的光源对受试者一侧瞳孔进行光源刺激，可以对每一路LED光源进行亮度调节和点亮刺激时间调节。
[0038]S2，利用红外相机采集受试者对侧瞳孔图像，其中，基于红外光源对红外相机的拍摄区域进行补光，以及对受试者单侧瞳孔的给光区域和对受试者对侧瞳孔的拍摄区域进行分隔。
[0039]作为实施例，所述利用红外相机采集受试者对侧瞳孔图像，包括：基于红外光源对拍摄区域进行补光，并调节红外光源的位置、红外相机图像采集帧率，以及调节红外相机的位置，使得受试者瞳孔在红外相机的拍摄视场内，以及受试者瞳孔在红外相机的工作距离位置。
[0040]可理解的是，对瞳孔给光刺激的同时，红外相机采集瞳孔图像会因受到可见光的影响降低瞳孔图像质量。利用装置结构将对一侧瞳孔的给光区和对另一侧瞳孔的红外相机拍照区分隔开，进行单眼对光反射测量，光源刺激同侧瞳孔，红外相机采集对侧瞳孔间接对光反射直径变化图像。增加红外光源对红外相机图像采集环境进行适当补光，增加红外相机拍摄到的瞳孔图像对比度，从而提高瞳孔识别准确率。
[0041]其中，不同受试者瞳孔在红外相机视场中区域不同难以保证瞳孔图像采集完整，同时瞳孔距离相机工作距离难以保持一致，采集的瞳孔图像清晰度不一影响到瞳孔直径的准确度。为保证受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对光反射的瞳孔直径变化测定方法，其特征在于，包括：在暗室环境下对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激；利用红外相机采集受试者对侧瞳孔图像，其中，基于红外光源对红外相机的拍摄区域进行补光，以及对受试者单侧瞳孔的给光区域和对受试者对侧瞳孔的拍摄区域进行分隔；根据所述受试者对侧瞳孔图像，对受试者的瞳孔区域进行识别，并提取受试者的瞳孔直径数据；基于不同时间的瞳孔直径数据，生成随时间变化，瞳孔直径变化的数据散点图，并进行曲线拟合。2.根据权利要求1所述的瞳孔直径变化测定方法，其特征在于，所述对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激，包括：基于多路LED光源对受试者单侧瞳孔给予点亮刺激，其中，多路LED光源提供不同波长的光源；对每一路LED光源进行亮度调节和点亮刺激时间调节。3.根据权利要求1或2所述的瞳孔直径变化测定方法，其特征在于，所述利用红外相机采集受试者对侧瞳孔图像，包括：基于红外光源对拍摄区域进行补光，并调节红外光源的位置、红外相机图像采集帧率，以及调节红外相机的位置，使得受试者瞳孔在红外相机的拍摄视场内，以及受试者瞳孔在红外相机的工作距离位置。4.根据权利要求1所述的瞳孔直径变化测定方法，其特征在于，所述根据所述受试者对侧瞳孔图像，对受试者的瞳孔区域进行识别，并提取受试者的瞳孔直径数据，包括：基于高斯模糊对每一张受试者对侧瞳孔图像进行平滑处理，以去除受试者对侧瞳孔图像中的干扰噪声；基于自动阈值分割方法从处理后的受试者对侧瞳孔图像中分割出瞳孔区域；通过瞳孔区域外接圆提取算法提取瞳孔部位，获取瞳孔直径数据。5.根据权利要求4所述的瞳孔直径变化测定方法，其特征在于，所述基于不同时间的瞳孔直径数据，生成随时间变化，瞳孔直径变化的数据散点图，并进行曲线拟合，包括：基于每一张受试者对侧瞳孔图像中提取的瞳孔直径数据，对受试者闭眼的瞳孔直径数据进行修正；基于LED光源的点亮刺激时间，对每一张受试者对侧瞳孔图像中提取的瞳孔直径数据进行分段线性拟合，得到随时间变化，瞳孔直径变化的拟合曲线图。6.一种对光反射的瞳孔直径变化测定系统，其特征在于，包括多路LED光源、红外光源、红外相机和处理模块；多路所述LED光源，用于在暗室环境中对受试者单侧瞳孔给予不同波长光源的点亮刺激；红外相机，用于采集受试者对侧瞳孔图像；红外光源，用于对红外相机的拍摄区域进行补光，其中，对受试者单侧瞳孔的给光区域和对受试者对侧瞳孔的拍摄区域利用隔板进行隔离；处理模块，用于根据所述受试者对侧瞳孔图像，对受试者的瞳孔部位进行识...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，丁凤菲，汪明欢，杨渊，徐沙贝，王荃，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属同济医院，
类型：发明
国别省市：