一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统

本发明涉及斜视检查，具体涉及一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统。

背景技术：

1、斜视是一种双眼无法同时注视目标的眼部缺陷，是学龄前儿童常见的视力障碍之一。在眼科检查中，眼球运动的协调性是斜视诊断的重要依据之一。目前临床上常见的斜视测量方式有棱镜覆盖测试法、角膜映光法和九眼位测量法：棱镜覆盖测试方法是斜视测量的黄金标准，通过交替覆盖患者眼睛观察眼球运动的方向和偏离的幅度；角膜应光法通过观察角膜反光点与瞳孔中心的相对位置估算斜视角度；九眼位法拍摄患者双眼分别凝视九个方向的照片，通过分析双眼的位置判断斜视情况。

2、然而，这些测量方法均由医生手工完成、操作步骤繁琐，且高度依赖医生的经验具有一定的主观性。

3、因此，需要提供一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统，用于解决上述技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，包括：

3、采集受试者凝视各凝视点时的眼部图像；

4、对受试者凝视各凝视点时的眼部图像进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标；

5、对瞳孔中心位置的坐标进行分析，判断斜视类型及斜视角度。

6、进一步的，采集受试者凝视各凝视点上的眼部图像，包括：

7、对受试者双眼的多个凝视位置进行校准；

8、控制液晶光阀交替覆盖受试者双眼，并采集受试者凝视各凝视点时的眼部图像。

9、进一步的，对受试者凝视各凝视点时的眼部图像进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标，包括：

10、采用高斯滤波器对眼部图像进行处理，获取滤波后的眼部图像；

11、对滤波后的眼部图像进行图像增强和二值化处理；获取瞳孔信息；

12、采用canny算子对瞳孔信息进行处理，获取瞳孔边缘特征；

13、采用最小二乘法对瞳孔边缘特征进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标。

14、进一步的，采用最小二乘法对瞳孔边缘特征进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标，包括：

15、通过计算

16、

17、获取瞳孔中心位置的坐标，

18、其中，(xi,yi)表示瞳孔边缘特征中的任意一组值；a,b,c,d,e,f表示椭圆方程通式的系数。

19、进一步的，对瞳孔中心位置的坐标进行分析，判断斜视类型及斜视角度，包括：

20、分别获取双眼的眼动轨迹之和；

21、根据双眼的眼动轨迹之和，获取眼动轨迹的相对轨迹偏差；

22、将眼动轨迹的相对轨迹偏差与预设阈值进行比较，判断受试者是否存在斜视；

23、分别计算实际观察的目标凝视点偏离目标凝视点的角度，获取偏移角度结果；

24、根据偏移角度结果，判断斜视类型及斜视角度。

25、进一步的，分别获取双眼的眼动轨迹之和，包括：

26、通过计算rl＝∑ti和rr＝∑ti，分别获取双眼的眼动轨迹之和，

27、其中，rl表示左眼的眼动轨迹之和，rr表示右眼的眼动轨迹之和，ti表示第i个凝视点处的眼动轨迹，定义为中心凝视点与第i个凝视点间的欧式距离。

28、进一步的，根据双眼的眼动轨迹之和，获取眼动轨迹的相对轨迹偏差，包括：

29、通过计算δ＝|rl-rr|，获取眼动轨迹的相对轨迹偏差，

30、其中，δ表示相对轨迹偏差。

31、进一步的，分别计算实际观察的目标凝视点偏离目标凝视点的角，获取偏移角度结果，包括：

32、通过计算获取偏移角度结果，

33、其中，θi表示凝视点的斜视角度，(xi,yi)表示第i号凝视点的瞳孔中心坐标，(x5,y5)表示第5号凝视点的平均瞳孔中心坐标。

34、第二方面，本发明提供了一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析系统，基于上述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，包括：

35、图像采集单元、图像处理单元和斜视分析单元；

36、图像采集单元，用于采集双眼在多个凝视点上的眼部图像；

37、图像处理单元，用于实现瞳孔中心定位；

38、斜视分析单元，用于不同凝视点上的平均瞳孔中心位置数据得到斜视相关的特征。

39、进一步的，所述图像采集单元包括：摄像头、红外光源系统、液晶光阀和显示屏；

40、摄像头，用于对双眼进行图像采集；

41、红外光源系统，用于为摄像头采集光源；

42、液晶光阀，用于实现双眼的交替覆盖；

43、显示屏，用于显示斜视测试的凝视点。

44、采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

45、本发明通过图像处理技术分析受试者在多个方向上的眼动特征，实现了斜视类型及斜视角度的自动诊断。本发明具有检查前自动校准、自动引导受试者进行测试、自动采集及分析眼动轨迹、自动输出直观可视化、量化斜视检查结果的特点。本发明简化了斜视检查的流程、克服了传统斜视检查对医生主观经验的依赖，还为分析斜视角度与眼外肌的相关性提供了客观依据。

技术特征：

1.一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，采集受试者凝视各凝视点上的眼部图像，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，对受试者凝视各凝视点时的眼部图像进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标，包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，采用最小二乘法对瞳孔边缘特征进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，对瞳孔中心位置的坐标进行分析，判断斜视类型及斜视角度，包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，分别获取双眼的眼动轨迹之和，包括：

7.根据权利要求5所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，根据双眼的眼动轨迹之和，获取眼动轨迹的相对轨迹偏差，包括：

8.根据权利要求5所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，分别计算实际观察的目标凝视点偏离目标凝视点的角，获取偏移角度结果，包括：

9.一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析系统，基于上述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法，其特征在于，包括：图像采集单元、图像处理单元和斜视分析单元；

10.根据权利要求9所述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析系统，其特征在于，所述图像采集单元包括：摄像头、红外光源系统、液晶光阀和显示屏；

技术总结
本发明涉及斜视检查技术领域，公开了一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统，包括采集受试者凝视各凝视点时的眼部图像；对受试者凝视各凝视点时的眼部图像进行处理，获取瞳孔中心位置的坐标；对瞳孔中心位置的坐标进行分析，判断斜视类型及斜视角度。上述的一种基于圆盘式眼动跟踪的斜视分析方法及系统，通过图像处理技术分析受试者在多个方向上的眼动特征，实现了斜视类型及斜视角度的自动诊断。具有检查前自动校准、自动引导受试者进行测试、自动采集及分析眼动轨迹、自动输出直观可视化、量化斜视检查结果的特点。简化了斜视检查的流程、克服了传统斜视检查对医生主观经验的依赖，还为分析斜视角度与眼外肌的相关性提供了客观依据。

技术研发人员：蒋勤,甘立劲,万宏印
受保护的技术使用者：重庆电子工程职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8