瞳孔直徑的變化與神經(jīng)系統(tǒng)活躍性直接關(guān)聯(lián),可以反應(yīng)出許多重要的人體信息狀態(tài),應(yīng)用在疲勞駕駛、疾病診斷以及人機(jī)交互等各個(gè)領(lǐng)域。近些年來(lái)隨著硬件處理速度的加快和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的飛速發(fā)展,瞳孔計(jì)在娛樂(lè)、交通和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。遠(yuǎn)程頭部自由式瞳孔計(jì)具有非接觸、快捷等特點(diǎn),具有廣闊的研究與應(yīng)用前景。然而,當(dāng)前的遠(yuǎn)程頭部自由式瞳孔計(jì)容易受到環(huán)境光的干擾、人眼追蹤速度慢、測(cè)量瞳孔直徑時(shí)會(huì)產(chǎn)生畸變誤差而且使用前需要繁瑣的校正流程。本文針對(duì)這些問(wèn)題建立了基于深度學(xué)習(xí)的雙目視覺(jué)測(cè)量模型,提高了系統(tǒng)的測(cè)量速度和精度,提高了系統(tǒng)的抗環(huán)境光干擾能力,同時(shí)無(wú)需每次使用前進(jìn)行校正。主要的研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先,搭建瞳孔計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在工作人員正常工作時(shí),運(yùn)行實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采集人員的圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)工作距離、角度和處理速度等要求,進(jìn)行硬件和軟件的選型。硬件主要包括工業(yè)相機(jī)、近紅外光源和工作站等。軟件主要包括操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言和編譯軟件等。其次,針對(duì)環(huán)境光干擾問(wèn)題,提出一種改進(jìn)的YOLO V2的深度學(xué)習(xí)近紅外人眼檢測(cè)算法。基于SqueezeNet的思想設(shè)計(jì)輕量化的特征提取網(wǎng)絡(luò),并將非極大值抑制替換為非最大值抑制,實(shí)... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

瞳孔計(jì)框架

第二章頭部自由遙測(cè)式瞳孔計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)112.2頭部自由遙測(cè)式瞳孔計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件搭建本部分介紹雙目攝像系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，如圖2-2所示。它主要由兩個(gè)工業(yè)相機(jī)、兩個(gè)鏡頭、一個(gè)相機(jī)支架系統(tǒng)，兩個(gè)可見(jiàn)光截至近紅外（NearInfrered，NIR）濾光片、一個(gè)近紅外照明光源和一個(gè)工作站組成。雙目相機(jī)負(fù)責(zé)采集人臉圖像，鏡頭負(fù)責(zé)成像到CDD上，不同焦距的鏡頭具有不同的成像距離和視野范圍，相機(jī)支架系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)整相機(jī)的高度和角度以便于進(jìn)行攝像，可見(jiàn)光截至近紅外濾光片負(fù)責(zé)鏡頭濾光，主要是濾去可見(jiàn)光，并保留近紅外光，目的是產(chǎn)生亮瞳或暗瞳效應(yīng)，工作站亦可稱之為上位機(jī)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)接收底層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（雙目相機(jī)），并進(jìn)行結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，起到人機(jī)交互作用。我們參考各個(gè)部分功能需求進(jìn)行系統(tǒng)硬件選型，具體型號(hào)參見(jiàn)后面各個(gè)小節(jié)。圖2-2雙目攝像系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)（CMOS：工業(yè)相機(jī)器；L：鏡頭；F：紅外濾光片）2.2.1工業(yè)相機(jī)系列選型在工業(yè)相機(jī)選擇方面，我們首先考慮了工作環(huán)境需求，將工作距離定為37cm左右，視野角度限定為最大45°左右，最終，我們選取大恒圖像的USB接口行

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文12曝光CMOS工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，具體型號(hào)為MER-130-30UM-L，該款相機(jī)屬于超緊湊型產(chǎn)品，極為輕巧堅(jiān)固，采用1/1.8“行曝光CMOS傳感器芯片，MiniUSB2.0接口，分辨率為1280×1024，最大采集速率為30fps，具有多種工作模式，同時(shí)價(jià)格極具競(jìng)爭(zhēng)力，鏡頭選取COMPUTAR工業(yè)定焦鏡頭，焦距為12mm，光圈范圍為F1.4～F16，如圖2-3所示。圖2-3大恒工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（左）和COMPUTAR工業(yè)定焦鏡頭（右）2.2.2近紅外光源及濾光片選型我們的系統(tǒng)采用近紅外光源進(jìn)行照明，照明光源選取波長(zhǎng)為850nm的近紅外方形照明光源，包括96個(gè)近紅外發(fā)光二極管，功率2W，對(duì)人體無(wú)害，在850nm這個(gè)頻段，瞳孔和虹膜之間的差異最為明顯。與之相對(duì)應(yīng)的，我們選取0.9mm紅外通過(guò)可見(jiàn)光截止濾光片安裝在鏡頭前方。濾光片的具體濾光屬性如下：800nm至1600nm的透射率約為90％，780nm至800nm的透射率約為40％，400nm至780nm的透射率小于2％，如圖2-4所示。圖2-4近紅外率光膜（左）和近紅外光源（右）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ARM9的嵌入式手持瞳孔測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)[J]. 田海軍,楊婷,趙楊輝.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(12)
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[3]瞳孔檢測(cè)儀的研究及其光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王懷軍,田野,方志良.  光子學(xué)報(bào). 2008(08)
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