CN105488803A - 一种人眼瞳孔图像判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人眼瞳孔图像判断方法，其具体方法如下：使用基于中值滤波方案；使用多尺度边缘检测算子提取瞳孔边缘，确保得到有效的瞳孔边缘数据；边缘弧度评估，得到瞳孔圆上候选弧；使用曲线拟合方案提取瞳孔区域。本发明可准确实现人眼定位，瞳孔几何数据收集等，抗干扰、抗噪声性能强，本方法对于良好聚焦时，可以准确实现瞳孔识别，同时能够容忍轻度散焦情况；对于眼睑遮挡情况，也能够较好识别，而且由于图像边缘对光照具有很好的稳定性，该系统适用于多数情况下瞳孔检测需求。

Description

一种人眼瞳孔图像判断方法

技术领域

本发明属于医疗设备领域，具体涉及一种人眼瞳孔图像判断方法。

背景技术

人眼瞳孔检测系统是一个人眼瞳孔识别与定位系统，其主要步骤是通过工业相机抓取图像，判断图像中是否存在瞳孔，同时识别定位瞳孔，计算出瞳孔直径等相关参数。

目前关于瞳孔检测，国内外提出了大量不同的研究方法，基于模板方式的模板匹配法，由于不规则模板需要消耗大量的时间，可行性比较差；基于模式方式主要有基于神经网络和基于对称性的方法，前者由于算法复杂和模板选择性的差异，是的该方法实时性、准确性不高，后者将眼睛划分为圆形和椭圆对称区，计算对称定位瞳孔，该方法在眼睛张开程度较低、有角度偏移或者瞳孔区域对称性较差的情况下准确度较低；现有技术的滤波方案采用高斯滤波对对瞳孔图像进行预处理，通过canny算子提取图像边缘特征，而图像在获取的时候会存在较强的噪声，若无法将噪声很好的去除掉会影响后期的图像位置和参数的获取，这种方法当良好聚焦时，可以准确实现瞳孔识别，但是无法同时容忍散焦情况，对于眼睑遮挡情况，也无法较好识别，对瞳孔的检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种人眼瞳孔图像判断方法。

一种人眼瞳孔图像判断方法，其检测系统大致工作流程步骤如下：通过工业相机二次开发接口抓取图像，获取原始图像数据；

（a）采用基于中值滤波方案，针对输入信号，最大程度保留图像有效信息前提下去除噪声干扰，对图像进行预处理；

（b）使用多尺度边缘检测算子提取瞳孔边缘，通过对邻域特征进行边缘处理，使图像形成较为有限的瞳孔边缘特征，得到边缘为细化到一个像素宽度且连接完好的边缘图像；

（c）使用边缘弧度评估闭合与非闭合边缘，得到瞳孔圆上候选弧通过构造弧度数学模型，筛查出有效的边缘弧度，得到瞳孔圆上候选弧；

（d）利用前面步骤中得到的瞳孔大致位置及直径等相关参数，使用曲线拟合方案提取瞳孔区域，定位瞳孔，然后通过曲线拟合，将符合条件的边缘弧拟合成更大的弧，直到达到符合瞳孔圆形的条件，完成瞳孔检测。

本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本发明的一种人眼瞳孔图像判断方法，本发明可采用中值滤波法，对消除椒盐噪声非常有效，在光学测量条纹图象的相位分析处理方法中有特殊作用，本发明能够通过多尺度边缘检测算子，确保得到有效的瞳孔边缘数据；使用曲线拟合方案提取瞳孔区域，准确实现人眼定位，瞳孔几何数据收集等，抗干扰、抗噪声性能强，本方法对于良好聚焦时，可以准确实现瞳孔识别，同时能够容忍轻度散焦情况；对于眼睑遮挡情况，也能够较好识别，而且由于图像边缘对光照具有很好的稳定性，该系统适用于多数情况下瞳孔检测需求。

具体实施方式

一种人眼瞳孔图像判断方法，其检测系统大致工作流程步骤如下：

（a）通过工业相机二次开发接口抓取图像，获取原始图像数据；

（b）采用基于中值滤波方案，针对输入信号，最大程度保留图像有效信息前提下去除噪声干扰，对图像进行预处理；

（c）使用多尺度边缘检测算子提取瞳孔边缘，通过对邻域特征进行边缘处理，使图像形成较为有限的瞳孔边缘特征，得到边缘为细化到一个像素宽度且连接完好的边缘图像；

（d）使用边缘弧度评估闭合与非闭合边缘，得到瞳孔圆上候选弧通过构造弧度数学模型，筛查出有效的边缘弧度，得到瞳孔圆上候选弧；

（e）利用前面步骤中得到的瞳孔大致位置及直径等相关参数，使用曲线拟合方案提取瞳孔区域，定位瞳孔，然后通过曲线拟合，将符合条件的边缘弧拟合成更大的弧，直到达到符合瞳孔圆形的条件，完成瞳孔检测。

本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本发明的一种人眼瞳孔图像判断方法，本发明可采用中值滤波法，对消除椒盐噪声非常有效，在光学测量条纹图象的相位分析处理方法中有特殊作用，本发明能够通过多尺度边缘检测算子，确保得到有效的瞳孔边缘数据；使用曲线拟合方案提取瞳孔区域，准确实现人眼定位，瞳孔几何数据收集等，抗干扰、抗噪声性能强，本方法对于良好聚焦时，可以准确实现瞳孔识别，同时能够容忍轻度散焦情况；对于眼睑遮挡情况，也能够较好识别，而且由于图像边缘对光照具有很好的稳定性，该系统适用于多数情况下瞳孔检测需求。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.一种人眼瞳孔图像判断方法，其检测系统大致工作流程步骤如下：

（a）通过工业相机二次开发接口抓取图像，获取原始图像数据；

（b）采用基于中值滤波方案，针对输入信号，最大程度保留图像有效信息前提下去除噪声干扰，对图像进行预处理；

（c）使用多尺度边缘检测算子提取瞳孔边缘，通过对邻域特征进行边缘处理，使图像形较为有限的瞳孔边缘特征，得到边缘为细化到一个像素宽度且连接完好的边缘图像；

（d）使用边缘弧度评估闭合与非闭合边缘，得到瞳孔圆上候选弧通过构造弧度数学模型，筛查出有效的边缘弧度，得到瞳孔圆上候选弧；

（e）利用前面步骤中得到的瞳孔大致位置及直径等相关参数，使用曲线拟合方案提取瞳孔区域，定位瞳孔，然后通过曲线拟合，将符合条件的边缘弧拟合成更大的弧，直到达到符合瞳孔圆形的条件，完成瞳孔检测。