一种基于图像处理的眼球活动度检测方法与流程

1.本发明涉及眼科检测技术领域，具体地，涉及一种基于图像处理的眼球活动度检测方法。


背景技术：

2.现有的利用图像处理来分析眼球活动的方法中往往采用眼部图像中一点的位置改变来反映眼球的活动情况。这种方法方法只适用于眼球活动范围较小的情况，在测量眼球活动度时眼球转动角度较大的情况下，仅凭眼部图像中一点的位置改变无法反映眼球真实的活动情况。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术的不足而提出一种基于图像处理的眼球活动度检测方法，从而解决了眼球活动情况测量不准确的问题。
4.本发明提供了一种基于图像处理的眼球活动度检测方法，包括如下步骤：（1）将受试者头部固定，获取受试者直视前方时的第一眼部图像和眼球朝向一个方向转动到最大角度时的第二眼部图像；（2）确定所述第一眼部图像中的虹膜区域中的至少一个特征点的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；（3）确定所述第二眼部图像中所述特征点的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；（4）比较所述两个眼部图像中所述特征点的位置变化及虹膜轮廓线的变化，根据上述变化计算眼球运动的方向和距离。
5.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：眼球转动过程中不但特征点的位置会改变且虹膜轮廓线也会改变，本发明方法通过测量特征点的位置变化和虹膜轮廓线的变化可以获得较为准确的眼球活动情况。
附图说明
6.图1为第一眼部图像；图2为第二眼部图像；图3为第一眼部图像经过灰度处理后得到的图像；图4为第二眼部图像经过灰度处理后得到的图像；图5为第一眼部图像中的虹膜轮廓线；图6为第二眼部图像中的虹膜轮廓线；图7表示计算第一位置矢量；图8表示计算第二位置矢量；图9表示通过第一位置矢量和第二位置矢量计算位置差矢量；
图10为第一眼部图像中的完整虹膜轮廓；图11为第二眼部图像中的完整虹膜轮廓；图12表示确定第一直径;图13表示确定第二直径;图14为本发明的流程图；图中包括：特征点a、参考点b、第一位置矢量d1、第二位置矢量d2、位置差矢量d3、第一直径l1和第二直径l2。
具体实施方式
7.本发明公开的一种基于图像处理的眼球活动度检测方法，包括如下步骤：（1）将受试者头部固定，获取受试者直视前方时的第一眼部图像和眼球朝向一个方向转动到最大角度时的第二眼部图像；（2）确定所述第一眼部图像中的虹膜区域中的至少一个特征点a的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；（3）确定所述第二眼部图像中所述特征点a的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；（4）比较所述两个眼部图像中所述特征点a的位置变化及虹膜轮廓线的变化，根据上述变化计算眼球运动的方向和距离。
8.眼球转动过程中不但特征点的位置会改变且虹膜轮廓线也会改变，本发明方法通过测量特征点的位置变化和虹膜轮廓线的变化可以获得较为准确的眼球活动情况。
9.所述步骤（2）和步骤（3）中确定虹膜轮廓的方法如下：对眼部图像进行灰度处理；从经过灰度处理的眼部图像中识别与周围区域存在明显边界的虹膜区域的轮廓线。
10.所述步骤（2）和步骤（3）中确定特征点位置的方法如下：选取参考点b并确定所述参考点b在所述两个眼部图像中的位置，所述参考b点为在所述两个眼部图像中位置不变的点；计算所述第一眼部图像中所述特征点a相对所述参考点b的第一位置矢量d1；计算所述第二眼部图像中所述特征点a相对所述参考点b的第二位置矢量d2。
11.所述步骤（4）包括：通过所述第一位置矢量d1和第二位置矢量d2计算所述特征点a在所述两个眼部图像中的位置差矢量d3，所述位置差矢量d3的方向即为受试者眼球转动方向。对所述两个眼部图像中的虹膜轮廓线进行拟合补全得到完整的虹膜轮廓；确定所述第一眼部图像中的虹膜轮廓中沿着所述眼球转动方向的直径，称为第一直径l1；确定所述第一眼部图像中的虹膜轮廓中沿着所述眼球转动方向的直径，称为第二直径l2；通过所述第二直径l2和第一直径l1的长度比值获得受试者眼球的转动角度。
12.因为内眼角点是眼部图像上易于识别且位置不变的点，故选取内眼角点作为参考点b。
13.因为虹膜中心是眼球上特征较为明显的点，比较容易从图像中识别，故选取虹膜中心作为特征点a。
14.显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.一种基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将受试者头部固定，获取受试者直视前方时的第一眼部图像和眼球朝向一个方向转动到最大角度时的第二眼部图像；确定所述第一眼部图像中的虹膜区域中的至少一个特征点的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；确定所述第二眼部图像中所述特征点的位置及虹膜区域与眼白或眼睑交界的部分轮廓线；比较所述两个眼部图像中所述特征点的位置变化及虹膜轮廓线的变化，根据上述变化计算眼球运动的方向和距离。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（3）中确定虹膜轮廓线的方法如下：对所述眼部图像进行灰度处理；从经过灰度处理的眼部图像中识别与周围区域存在明显边界的虹膜区域的轮廓线。3.根据权利要求1所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（3）中确定特征点位置的方法如下：选取参考点并确定所述参考点在所述两个眼部图像中的位置，所述参考点为在所述两个眼部图像中位置不变的点；计算所述第一眼部图像中所述特征点相对所述参考点的第一位置矢量；计算所述第二眼部图像中所述特征点相对所述参考点的第二位置矢量。4.根据权利要求3所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于，所述步骤（4）包括：通过所述第一位置矢量和第二位置矢量计算所述特征点在所述两个眼部图像中的位置差矢量，所述位置差矢量的方向即为受试者眼球转动方向。5.根据权利要求4所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于，所述步骤（4）包括：对所述两个眼部图像中的虹膜轮廓线进行拟合补全得到完整的虹膜轮廓；确定所述第一眼部图像中的虹膜轮廓中沿着所述眼球转动方向的直径，称为第一直径；确定所述第一眼部图像中的虹膜轮廓中沿着所述眼球转动方向的直径，称为第二直径；通过所述第二直径和第一直径的长度比值获得受试者眼球的转动角度。6.根据权利要求3所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于：所述参考点为内眼角点。7.根据权利要求1或3所述的基于图像处理的眼球活动度检测方法，其特征在于：所述特征点为虹膜中心。

技术总结
本发明提供了一种基于图像处理的眼球活动度检测方法，包括如下步骤：将受试者头部固定，获取受试者直视前方时的第一眼部图像和眼球朝向一个方向转动到最大角度时的第二眼部图像：确定所述第一眼部图像中的虹膜区域中的至少一个特征点的位置及虹膜轮廓线；确定所述第二眼部图像中所述特征点的位置及虹膜轮廓线；比较所述两个眼部图像中所述特征点的位置变化及虹膜轮廓线的变化，根据上述变化计算眼球运动的方向和距离。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：眼球转动过程中不但特征点的位置会改变且虹膜轮廓线也会改变，本发明方法通过测量特征点的位置变化和虹膜轮廓线的变化可以获得较为准确的眼球活动情况。变化可以获得较为准确的眼球活动情况。变化可以获得较为准确的眼球活动情况。


技术研发人员：贺中春 杜东 肖健 冯时 李周论 林子龙
受保护的技术使用者：奥佳华瑞（厦门）医疗科技有限公司
技术研发日：2020.10.30
技术公布日：2022/5/25