針對在眼底篩查儀器進行眼底成像診斷過程中的瞳孔自動識別、距離定位問題,提出了一種基于雙攝相機對瞳孔進行距離定位的方法,在紅外LED（中心波長850nm）光照環(huán)境下,通過左右攝像頭分別捕獲兩張圖像,利用背景與瞳孔的像素值之間的巨大差異,經(jīng)過中值濾波、閾值分割、形態(tài)學(xué)運算等圖像預(yù)處理,獲得瞳孔輪廓邊緣,再進行最小二乘法橢圓擬合,求得橢圓中心點坐標(biāo),然后使得瞳孔處于兩個攝像機的基線中線上,最后根據(jù)透鏡成像原理求得兩攝像機基線與眼球的距離,從而實現(xiàn)對瞳孔中心距離定位,實驗結(jié)果表明,瞳孔距離定位誤差為±2mm以內(nèi)。 

【文章來源】：儀器儀表用戶. 2020,27(11)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1 雙目攝像機透鏡成像原理系統(tǒng)模型

在近紅外LED（中心波長850nm）光照環(huán)境下，可以清晰地分辨瞳孔與虹膜的邊緣，兩臺攝像機從不同的角度采集圖片，由于在采集瞳孔圖片的過程中存在著反射光斑，并且眼瞼、睫毛方面會對瞳孔進行部分遮蓋，還有由于拍攝角度問題，瞳孔的形狀近似于橢圓，這些因素都會影響到瞳孔中心位置的定位。首先，要對采集的圖片進行預(yù)處理，先進行中值濾波對圖片進行去噪，能有效地保留后續(xù)處理所需的信息；由于采集的圖像中，瞳孔灰度值低于人臉其他部位，采取閾值分割可以有效地將瞳孔與人類其他部位進行區(qū)分，然后對圖像進行圖像二值化處理，篩選出瞳孔輪廓；對瞳孔進行面積計算，設(shè)定閾值將背景與小面積的光斑移除；再利用canny邊緣檢測算法[13]進行邊緣細(xì)化，最后利用最小二乘法橢圓擬合輪廓，并將橢圓中心作為瞳孔中心；將雙目相機的中軸線對準(zhǔn)瞳孔，設(shè)置偏移量k=Δxl-Δxr，設(shè)Δxl為左圖像圓心橫坐標(biāo)xl與圖像中心點橫坐標(biāo)的差值，Δxr為右圖像圓心橫坐標(biāo)xr與圖像中心點橫坐標(biāo)的差值，由于雙目相機左右對稱，則當(dāng)偏移量k不滿足設(shè)定時，步進電機帶動位移平臺進行前后方向的移動，判定當(dāng)k與預(yù)設(shè)值的差值在誤差允許范圍內(nèi)時，步進電機停止工作。2.1 圖像預(yù)處理

本方法只針對當(dāng)瞳孔位于兩攝像機基線的中線上的情況下，在此情況下探索瞳孔到基線的距離，拍攝將左右圖像瞳孔中心點重合位置設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)點，本裝置采集圖像大小為640×480通過圖像預(yù)處理后，求得左圖像瞳孔中心點與右圖像瞳孔中心點如圖4所示，得到左右瞳孔中心的坐標(biāo)，由式（3）和式（4）可得出偏移量Δx，通過偏移量轉(zhuǎn)換為步進電機電信號，從而控制位移平臺達到預(yù)設(shè)定位點。則電機轉(zhuǎn)動參數(shù)的表達式為：3 實驗結(jié)果及分析

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]掃頻光學(xué)相干層析成像方法與系統(tǒng)研究[D]. 吳彤.浙江大學(xué) 2011



本文編號：3384427