[發(fā)明專利]基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310403442.6
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103445759A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正周;羅皓;唐嵐;戴真;黃揚帆
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，由均勻光刺激器、紅外圖像采集模塊、瞳孔測量模塊組成。計算機控制硬件電路以及LED光源陣列建立符合國際臨床視覺電生理學(xué)會ISCEV標準的光刺激環(huán)境,即特定強度、顏色和持續(xù)時間的刺激光；紅外攝像機和圖像采集卡采集瞳孔圖像到計算機內(nèi)存；計算機瞳孔測量軟件對瞳孔圖像檢測，判斷瞳孔及測量孔徑大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，所述的均勻刺激光產(chǎn)生模塊由放置在球式腔體內(nèi)的硬件控制電路板，光源電路板和一個24V-0.5A的獨立開關(guān)電源。專用控制電路板主要由主控制芯片STM32F101RBT6、連接在三個基于PWM和SMBus接口的LED驅(qū)動芯片TPS61195、與計算機串口通信模塊SP3232E、電源指示燈、光源選擇指示燈組成。光源電路板上有紅色、白色、藍色三種不同顏色的LED陣列，LED陣列采用圓盤式對稱方式排列組成一個整體，使產(chǎn)生的光源能在球式腔體內(nèi)均勻散射而形成均勻的刺激光環(huán)境。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，所述的紅外攝像機產(chǎn)生的紅外光用于補償球式腔體光線不足，使得采集紅外瞳孔圖像內(nèi)容層次明顯，信息多，增加可觀看性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，瞳孔測量軟件提取瞳孔孔徑包括步驟：

1)圖像濾波，過濾圖像中孤立噪聲；

2)圖像均衡，調(diào)整因光照亮度較暗而圖像灰度層次不足；

3)圖像分割，采用圖像灰度均值及其變化比例分離圖像區(qū)域；

4)特征提取，計算圖像局部區(qū)域特征；

5)瞳孔區(qū)域判別，依據(jù)提取特征判斷是否瞳孔區(qū)域；

6)瞳孔參數(shù)提取，提取瞳孔孔徑大小等參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，所述的圖像濾波采用改進中值濾波，在濾波模板移動過程中，僅動態(tài)的加入新的像素到統(tǒng)計模板中，并從統(tǒng)計模板中刪除無用的像素，減少了運算量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，所述的圖像均衡為采用加權(quán)的冪次變換法調(diào)整圖像整體灰度分布范圍，克服不同顏色、不同光強度的刺激光對圖像成像質(zhì)量的影響。

7.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的基于數(shù)字圖像處理的瞳孔孔徑對光反應(yīng)自動測量裝置，其特征在于，所述的基于圖像灰度分割法針對傳統(tǒng)最大類間方差法，采用遞歸方式求取最優(yōu)分割閾值。

1)基于像素灰度的類間方差s_B(s)

s_B(s)=w_o(m_o-m)²+w_b(m_b-m)²

式中，w_o和w_b分別為目標和背景占圖像的比例，μ_o、μ_b和μ分別為目標、背景及圖像總體均值。

2)最大化方差灰度的類間方差s_B(s)，求解疑似目標圖像區(qū)域的分割閾值Seg_Mean，是否滿足遞歸算法終止條件，即當(dāng)前閾值Seg_Mean與上一次計算所的疑似目標圖像區(qū)域的分割閾值Image_Mean相比滿足條件

|Image_Mean-Seg_Mean|Mean0<a]]>

Image_Mean=Seg_Mean

式中，a為前后兩次迭代運算中灰度均值的變化比例，經(jīng)驗值分別為20%，Mean₀為全局圖像灰度均值。

重復(fù)執(zhí)行步驟1）和2），直至滿足遞歸算法終止條件。