一种基于斜视度的AC/A检测方法和装置与流程

一种基于斜视度的ac/a检测方法和装置
技术领域
1.本发明涉及眼科医疗领域，尤其涉及一种基于斜视度的ac/a检测方法和装置。


背景技术：

2.ac/a指的是调节性聚散（accommodative convergence,ac）与调节（accommodation,a）的比值，是临床眼科检查中的一项重要指标。该指标主要是指：在双眼调节时，聚散量联动会发生改变。过度的调节可以引起过度的聚散，而过度的聚散可以成为内隐斜视的诱因。ac/a指标反映的是每1d的调节引起的调节性聚散的量。单位为δ/d,正常值范围为3δ～５δ／ｄ。
3.现有技术主要通过梯度法进行测量，但是这种方法依赖专业人员进行操作，需要人力的介入；并且，在检查时需要借助球镜等专业道具，受限于测量成本高而难以进行普及。由此存在测量效率低、测量过程持续时间长、主观性大等问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于斜视度的ac/a检测方法和装置，以解决如何提高ac/a指标的测量效率的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种，包括：通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像；根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度并结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。
6.作为优选方案，所述第二距离大于所述第一距离；所述根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标，具体为;根据下式计算ac/a指标：；其中，
△
n为第一斜视度，
△
f为第二斜视度，dn为第一距离，df为第二距离，pd为瞳距。
7.作为优选方案，所述第一斜视度和所述第二斜视度均采用三棱镜度表示；所述根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，具体为：所述第一人眼图像包括第一左眼注视图和第一右眼注视图；根据所述第一左眼注视图的图像信息，计算第一左眼kappa角和第一右眼偏移量；根据所述第一右眼注视图的图像信息，计算第一右眼kappa角和第一左眼偏移量；基于所述
第一左眼kappa角、所述第一右眼偏移量、所述第一右眼kappa角和所述第一左眼偏移量计算所述第一斜视度；所述根据所述第二人眼图像计算第二斜视度，具体为：所述第二人眼图像包括第二左眼注视图和第二右眼注视图；根据所述第二左眼注视图的图像信息，计算第二左眼kappa角和第二右眼偏移量；根据所述第二右眼注视图的图像信息，计算第二右眼kappa角和第二左眼偏移量；基于所述第二左眼kappa角、所述第二右眼偏移量、所述第二右眼kappa角和所述第二左眼偏移量计算所述第二斜视度。
8.作为优选方案，所述kappa角通过注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量表示；所述注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量根据注视眼图像中角膜的像素坐标和映光点的像素坐标计算得到。
9.作为优选方案，所述瞳距根据人眼的实际尺寸、双眼瞳孔中心的像素距离和角膜的像素大小计算得到。
10.相应的，本发明实施例还提供了一种基于斜视度的ac/a检测装置，包括图像采集模块、斜视度计算模块和ac/a计算模块；其中，所述图像采集模块，用于通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像；所述斜视度计算模块，用于根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值；所述ac/a计算模块，用于根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度并结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。
11.作为优选方案，所述第二距离大于所述第一距离；所述ac/a计算模块根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标，具体为;所述ac/a计算模块根据下式计算ac/a指标：；其中，
△
n为第一斜视度，
△
f为第二斜视度，dn为第一距离，df为第二距离，pd为瞳距。
12.作为优选方案，所述第一斜视度和所述第二斜视度均采用三棱镜度表示；所述斜视度计算模块根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，具体为：所述第一人眼图像包括第一左眼注视图和第一右眼注视图；所述斜视度计算模块根据所述第一左眼注视图的图像信息，计算第一左眼kappa角和第一右眼偏移量；根据所述第一右眼注视图的图像信息，计算第一右眼kappa角和第一左眼偏移量；基于所述第一左眼kappa角、所述第一右眼偏移量、所述第一右眼kappa角和所述第一左眼偏移量计算所述第一斜视度；所述斜视度计算模块根据所述第二人眼图像计算第二斜视度，具体为：所述第二人眼图像包括第二左眼注视图和第二右眼注视图；
所述斜视度计算模块根据所述第二左眼注视图的图像信息，计算第二左眼kappa角和第二右眼偏移量；根据所述第二右眼注视图的图像信息，计算第二右眼kappa角和第二左眼偏移量；基于所述第二左眼kappa角、所述第二右眼偏移量、所述第二右眼kappa角和所述第二左眼偏移量计算所述第二斜视度。
13.作为优选方案，所述kappa角通过注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量表示；所述注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量根据注视眼图像中角膜的像素坐标和映光点的像素坐标计算得到。
14.作为优选方案，所述瞳距根据人眼的实际尺寸、双眼瞳孔中心的像素距离和角膜的像素大小计算得到。
15.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：本发明实施例提供了一种基于斜视度的ac/a检测方法和装置，所述ac/a检测方法包括：通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像；根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。相比于现有技术，基于图像采集设备采集人眼图像，计算斜视度进而测量获得受试者的ac/a指标，无需借助球镜等专业道具，也不需要经验丰富的专业人员即可实现快速测量，有效提高了测量效率，压缩了测量过程需要的时间并降低了主观性。
附图说明
16.图1：为本发明基于斜视度提供的ac/a检测方法的一种实施例的流程示意图。
17.图2：为本发明基于斜视度提供的ac/a检测装置的一种实施例的流程示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例一:请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种基于斜视度的ac/a检测方法，包括步骤s1至步骤s3；其中，步骤s1，通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像。
20.在本实施例中，所述图像采集设备可以包括但不限于手机摄像头、平板摄像头或笔记本电脑摄像头等。作为本实施例的一种举例，该举例采用手机摄像头，受试者的双眼平视摄像头，摄像头采集受试者的第一人眼图像和第二人眼图像并检测获得受试者的眼位信息，基于所述眼位信息，检测出受试者与摄像头之间的距离d，具体地：
；其中，se为所述受试者眼睛的实际尺寸（物理尺寸），h
pavg
为所述受试者双眼的角膜大小的平均值（为像素值），f为所述图像采集设备（手机摄像头）的焦距。需要说明的是，所述受试者与摄像头之间的距离是实时检测的，人眼的实际尺寸为预设值，取值可以优选为11.7
±
0.5毫米，摄像头的焦距可以通过图像的exif信息或出厂参数得到。
21.进一步地，通过移动摄像头，或改变受试者所处的位置，使摄像头与受试者之间的距离为第一距离0.33m（该距离为dn），然后打开手机闪光灯，或者使用其他类型的光源或视标，以使受试者的双眼平时闪光灯。然后遮盖左眼，保持右眼平视闪光灯1至3秒，撤掉左眼的遮盖，并拍摄此状态下的眼睛照片，作为第一右眼注视图。同理，遮盖右眼，使左眼平视闪光灯1至3秒，去掉对右眼的遮盖，拍摄当前时刻的眼睛照片，作为第一左眼注视图。进一步地，将摄像头与受试者之间的距离调节为第二距离（5m，该距离为df），重复上述采集眼睛图像的操作，获得与该距离（5m）对应的第二左眼注视图和第二右眼注视图。
22.步骤s2，根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值。
23.在本实施例中，通过基于hrnet网络结构的预先训练好的检测模型，检测所述第一人眼图像和第二人眼图像中的角膜和映光点，获取角膜轮廓和映光点轮廓的关键点。通过一系列关键点，进行圆拟合处理，可以得到角膜中心和映光点中心。需要说明的是，角膜指的是眼球纤维膜最前端透明、稍突出的圆盘状薄膜部分，无色透明、无血管、无黑素细胞，但是富含感觉神经末梢；角膜为多层的组织，内、外面被覆上皮，中间为规则排列的致密结缔组织。而映光点指某一光源照射眼睛，在角膜上的反光点。
24.具体地，所述检测模型基于数据集构建并训练得到。该数据集包含若干张人脸图像，每个人脸图像中仅有一张人脸，且数据集中的人脸图像的角膜轮廓的关键点和映光点轮廓的关键点均已标注。本实施例对单只眼采用36个关键点的标注方式，其中，角膜包含32个关键点，映光点包括6个关键点。基于所有标注好的图像构建数据集，并将所述数据集按照预设比例（8:2）划分为训练集和测试集，训练集用于构建基础模型，然后通过训练集和测试集对所述基础模型进行训练直至收敛并评估其检测性能，获得训练好的检测模型。考虑到亚洲人的虹膜偏深，从普通的摄像头获取的图像较难真正确定瞳孔，因此在某些应用场景中可以考虑以角膜中心替代瞳孔中心，以达到较优的实施效果。
25.可选地，本实施例第一斜视度和所述第二斜视度均采用三棱镜度表示；所述根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，具体为：所述第一人眼图像包括第一左眼注视图和第一右眼注视图；根据所述第一左眼注视图的图像信息，计算第一左眼kappa角和第一右眼偏移量；根据所述第一右眼注视图的图像信息，计算第一右眼kappa角和第一左眼偏移量；基于所述第一左眼kappa角、所述第一右眼偏移量、所述第一右眼kappa角和所述第一左眼偏移量计算所述第一斜视度；所述根据所述第二人眼图像计算第二斜视度，具体为：所述第二人眼图像包括第二左眼注视图和第二右眼注视图；根据所述第二左眼注视图的图像信息，计算第二左眼kappa角和第二右眼偏移量；
根据所述第二右眼注视图的图像信息，计算第二右眼kappa角和第二左眼偏移量；基于所述第二左眼kappa角、所述第二右眼偏移量、所述第二右眼kappa角和所述第二左眼偏移量计算所述第二斜视度。
26.作为本实施例的一种优选实施方式，kappa角可以采用注视眼映光点到瞳孔中心的偏移量表示，单位为像素。所述映光点到瞳孔中心的偏移量（kappa角）根据图像中角膜中心的像素坐标和映光点的像素坐标计算得到，其计算方法包括：设检测到的角膜中心像素坐标为（xc,yc,rc），映光点像素坐标为（xr,yr,rr），其中，（x，y）为拟合圆的圆心坐标，r为拟合圆的半径，下标c代表角膜中心，下标r代表映光点。然后可以根据计算得到映光点到瞳孔中心的水平偏移量，单位为mm。
27.当映光点偏移瞳孔中心1mm，相当于视轴偏斜约15棱镜度（
△
）。具体地，在左眼注视时，获取左眼对应的kappa角并且该kappa角采用映光点到角膜中心的偏移量来表示，设为（x
kl
,y
kl
），同时获取此时右眼映光点到角膜中心的偏移量为（x
br
,y
br
）（由于此时是左眼在注视，因此此时右眼偏移量对应的并非右眼的kappa角）；在右眼注视时，获取此时右眼的kappa角，同理右眼kappa角采用映光点到角膜中心的偏移量来表示，设为（x
kr
，y
kr
），同时获取右眼注视时左眼映光点到角膜中心的偏移量（x
bl
,y
bl
）（此时是右眼注视，因此此时左眼的偏移量对应的并非kappa角），则可以计算得到左眼的水平斜视度和右眼的水平斜视度，进而将两眼的斜视度取平均值作为当前的受试者的斜视度，以此计算所述第一斜视度（对应第一人眼图像）和所述第二斜视度（对应第二人眼图像）。在计算水平斜视度时，减去kappa角本身的偏移量，计算得到的斜视度更为精确，但是在实际应用中，kappa角不限于使用映光点到瞳孔中心的偏移量这一方式来表示，也可以采用以度数为单位的参数等。
28.步骤s3，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度并结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。
29.作为优选方案，所述根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度并结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标，具体为;根据下式计算ac/a指标：；其中，
△
n为第一斜视度，
△
f为第二斜视度，dn为第一距离，df为第二距离，pd为瞳距。
30.其中，瞳距指的是双眼瞳孔中心之间的距离，可以根据人眼的实际尺寸、双眼瞳孔中心（角膜中心）的像素距离和角膜的像素大小计算得到，具体地：pd=se×
dx/h
pavg
；其中，瞳距pd的单位为毫米，dx为上述双眼瞳孔中心的像素距离。实施本技术实施例，斜视度采用映光点到瞳孔中心的偏移量表示，当角膜映光点偏移瞳孔中心1mm时，相当于斜视7
°
（15
△
），因此通过本实施例的映光点到瞳孔中心的偏移量可以有效反映斜视程度；并且，基于瞳距、第一距离、第二距离、第一斜视度和第二斜视度计算ac/a指标，而不需要依
赖专业人员在测量过程中的主观判断，降低了其在该过程中的介入程度，可以大大减少ac/a指标测量方法的主观性以及对人为操作的依赖性。
31.参照图2，相应的，本发明实施例还提供了一种基于斜视度的ac/a检测装置，包括图像采集模块101、斜视度计算模块102和ac/a计算模块103；其中，所述图像采集模块101，用于通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像；所述斜视度计算模块102，用于根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值；所述ac/a计算模块103，用于根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。
32.作为一种优选实施方式，所述第二距离大于所述第一距离；所述ac/a计算模块103根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度并结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标，具体为;所述ac/a计算模块103根据下式计算ac/a指标：；其中，
△
n为第一斜视度，
△
f为第二斜视度，dn为第一距离，df为第二距离，pd为瞳距。
33.作为一种优选实施方式，所述第一斜视度和所述第二斜视度均采用三棱镜度表示；所述斜视度计算模块102根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，具体为：所述第一人眼图像包括第一左眼注视图和第一右眼注视图；所述斜视度计算模块102根据所述第一左眼注视图的图像信息，计算第一左眼kappa角和第一右眼偏移量；根据所述第一右眼注视图的图像信息，计算第一右眼kappa角和第一左眼偏移量；基于所述第一左眼kappa角、所述第一右眼偏移量、所述第一右眼kappa角和所述第一左眼偏移量计算所述第一斜视度；所述斜视度计算模块102根据所述第二人眼图像计算第二斜视度，具体为：所述第二人眼图像包括第二左眼注视图和第二右眼注视图；所述斜视度计算模块102根据所述第二左眼注视图的图像信息，计算第二左眼kappa角和第二右眼偏移量；根据所述第二右眼注视图的图像信息，计算第二右眼kappa角和第二左眼偏移量；基于所述第二左眼kappa角、所述第二右眼偏移量、所述第二右眼kappa角和所述第二左眼偏移量计算所述第二斜视度。
34.作为一种优选实施方式，所述kappa角通过注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量表示；所述注视眼的映光点到瞳孔中心的偏移量根据注视眼图像中角膜的像素坐标和映光点的像素坐标计算得到。
35.作为一种优选实施方式，所述瞳距根据人眼的实际尺寸、双眼瞳孔中心的像素距离和角膜的像素大小计算得到。
36.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：本发明实施例提供了一种基于斜视度的ac/a检测方法和装置，所述ac/a检测方法包括：通过图像采集设备，在第一距离采集受试者的第一人眼图像，并在第二距离采集所述受试者的第二人眼图像；根据所述第一人眼图像计算第一斜视度，根据所述第二人眼图像计算第二斜视度；其中，所述第一斜视度和所述第二斜视度均为左右眼的水平斜视度平均值；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一斜视度和所述第二斜视度结合瞳距，计算获得所述受试者的ac/a指标。相比于现有技术，基于图像采集设备采集人眼图像，计算斜视度进而测量获得受试者的ac/a指标，无需借助球镜等专业道具，也不需要经验丰富的专业人员即可实现快速测量，有效提高了测量效率，压缩了测量过程需要的时间并降低了主观性。
37.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。