CN110916608A - 一种屈光度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供本发明提供了一种屈光度检测装置，通过获取被检测人员在红光照射下的瞳孔图像，然后对所述人眼瞳孔图像进行水平方向、45度方向以及135度方向的卷积运算得到人眼瞳孔特征数据，然后将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度。本发明通过设计新的算法获取瞳孔明暗变化特征值，通过回归算法建立特征值与屈光度的模型，进而确定屈光度，通过卷积核方式，将参考范围由点及面，降低异常值的影响权重，快速计算出屈光度。

Description

一种屈光度检测装置
技术领域
本发明涉及视力检测领域，具体涉及一种屈光度检测装置。
背景技术
红外摄影验光原理是美国学者Howland于1974年根据眼科医学中静态检影检查人眼屈光度的基本原理提出了摄影验光的思想，随后芬兰科学家Kaakinen在此理论上创立了偏心摄行验光的方法，既光源距离光轴有一定的偏心距，在照射人眼的同时对眼瞳瞬间拍摄，获得视网膜对照射光漫反射时的瞳孔照片，通过分析照片中红外灯引起的瞳孔明暗度变化梯度值与屈光度的相关关系，建立数学模型，进而判断用户屈光状态，检查屈光不正等视力问题。这种方法客观快速，无需被检者的高度配合，尤适用于低龄儿童人群。
现有技术中，通常是利用红外光线沿着瞳孔水平方向进行直线照射，然后通过最小二乘法计算所述水平直线上的像素点的灰度值斜率，然后根据所述斜率与屈光度的关系计算出相应的屈光度。但是这种方案计算时容易受到异常值的影响，例如瞳孔反光点，睫毛等。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种屈光度检测装置，其包括红外照射模块、图像获取模块和屈光度计算模块；所述红外照射模块用于对被检测人员进行红光照射；所述图像获取模块用于获取所述被检测人员在红光照射下的眼部区域图像；所述屈光度计算模块用于从所述眼部区域图像中提取出人眼瞳孔图像，然后对所述人眼瞳孔图像进行水平方向、45度方向以及135度方向的卷积运算得到人眼瞳孔特征数据，然后将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度。
本发明的有益效果为：本发明通过设计新的算法获取瞳孔明暗变化特征值，通过回归算法建立特征值与屈光度的模型，进而确定屈光度，通过卷积核方式，将参考范围由点及面，降低异常值的影响权重，快速计算出屈光度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种屈光度检测装置的一种示例性实施例图。
图2，为本发明一种屈光度检测装置的另一种示例性实施例图。
图3，为本发明一种屈光度检测装置的控制模块的一种示例性实施例图。
附图标记：红外照射模块1，图像获取模块2，屈光度计算模块3，控制模块4，距离检测单元41，人眼检测单元42，控制单元43。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明的一种屈光度检测装置，其包括红外照射模块、图像获取模块和屈光度计算模块；所述红外照射模块用于对被检测人员进行红光照射；所述图像获取模块用于获取所述被检测人员在红光照射下的眼部区域图像；所述屈光度计算模块用于从所述眼部区域图像中提取出人眼瞳孔图像，然后对所述人眼瞳孔图像进行水平方向、45度方向以及135度方向的卷积运算得到人眼瞳孔特征数据，然后将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度。
在一种实施方式中，如图2所示，所述屈光度检测装置还包括控制模块，所述控制模块用于在所述图像获取模块前方预设距离阈值范围内检测到人眼时，控制所述图像获取模块进行拍照，从而获取所述眼部区域图像。
在一种实施方式中，如图3所示，所述控制模块包括距离检测单元、人眼检测单元和控制单元；所述距离检测单元用于检测图像获取模块前方的被检测人员与图像获取模块之间的距离，并判断所述距离是否位于预设的距离阈值范围之内；所述人眼检测单元用于在所述距离处于预设的距离阈值范围之内时，对所述被检测人员进行人眼检测，检测图像获取模块的拍摄范围内是否存在人眼；所述控制单元用于在人眼检测单元检测到图像获取模块的拍摄范围内存在人眼时，控制所述图像获取模块进行拍照，从而获取所述眼部区域图像。
在一种实施方式中，所述屈光度计算模块对所述眼部区域图像进行边缘检测，得到边缘检测图像，然后对所述边缘检测图像进行图像分割处理，将人眼瞳孔区域从所述边缘检测图像中分割出来得到人眼瞳孔图像。
在一种实施方式中，对所述人眼瞳孔图像进行水平方向、45度方向以及135度方向的卷积运算得到人眼瞳孔特征数据，包括：
水平方向的核函数对所述人眼瞳孔图像进行卷积运算的结果记为s1；
45度方向的核函数对所述人眼瞳孔图像进行卷积运算的结果记为s2；
135度方向的核函数对所述人眼瞳孔图像进行卷积运算的结果记为s3；
s1、s2、s3即为人眼瞳孔特征数据。
在一种实施方式中，所述根将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度，包括：
使用下述数学模型获取所述被检测人员的眼睛的屈光度：
DIA＝152.165-0.0114max(s1)+0.0296max(s2)-0.0107max(s3)
式中，DIA表示屈光度，max(*)表示取*中的最大值。
上述数学模型通过拟合得到，采集906个样本数据,每个样本数据采集24组图片，数据分布为如下表所示：
Figure BDA0002326844140000031
Figure BDA0002326844140000032
采用图形算法计算瞳孔特征值，眼睛的屈光度作为目标值，建立特征值与目标值的拟合模型，计算出拟合函数如上述公式所示。
本发明通过设计新的算法获取瞳孔明暗变化特征值，通过回归算法建立特征值与屈光度的模型，进而确定屈光度，通过卷积核方式，将参考范围由点及面，降低异常值的影响权重，快速计算出屈光度。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种屈光度检测装置，其特征在于，其包括红外照射模块、图像获取模块和屈光度计算模块；所述红外照射模块用于对被检测人员进行红光照射；所述图像获取模块用于获取所述被检测人员在红光照射下的眼部区域图像；所述屈光度计算模块用于从所述眼部区域图像中提取出人眼瞳孔图像，然后对所述人眼瞳孔图像进行水平方向、45度方向以及135度方向的卷积运算得到人眼瞳孔特征数据，然后将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度。
2.根据权利要求1所述的一种屈光度检测装置，其特征在于，所述屈光度计算模块对所述眼部区域图像进行边缘检测，得到边缘检测图像，然后对所述边缘检测图像进行图像分割处理，将人眼瞳孔区域从所述边缘检测图像中分割出来得到人眼瞳孔图像。
3.根据权利要求1所述的一种屈光度检测装置，其特征在于，所述将所述人眼瞳孔特征数据代入预设的数学模型，获取所述被检测人员的眼睛的屈光度，包括：
使用下述数学模型获取所述被检测人员的眼睛的屈光度：
DIA＝152.165-0.0114max(s1)+0.0296max(s2)-0.0107max(s3)
式中，DIA表示屈光度，max(*)表示取*中的最大值，s1、s2、s3分别表示水平方向的核函数、45度方向的核函数、135度方向的核函数对所述人眼瞳孔图像进行卷积运算的结果。
4.根据权利要求1所述的一种屈光度检测装置，其特征在于，所述屈光度检测装置还包括控制模块，所述控制模块用于在所述图像获取模块前方预设距离阈值范围内检测到人眼时，控制所述图像获取模块进行拍照，从而获取所述眼部区域图像。
5.根据权利要求4所述的一种屈光度检测装置，其特征在于，所述控制模块包括距离检测单元、人眼检测单元和控制单元；所述距离检测单元用于检测图像获取模块前方的被检测人员与图像获取模块之间的距离，并判断所述距离是否位于预设的距离阈值范围之内；所述人眼检测单元用于在所述距离处于预设的距离阈值范围之内时，对所述被检测人员进行人眼检测，检测图像获取模块的拍摄范围内是否存在人眼；所述控制单元用于在人眼检测单元检测到图像获取模块的拍摄范围内存在人眼时，控制所述图像获取模块进行拍照，从而获取所述眼部区域图像。
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