[發明專利]一種基于環形模板卷積的瞳孔定位方法

有效

• 申請號: 201610125021.5
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105760848B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 蔣志平;韓勁松;張艷玲;謝海江
• 申請（專利權）人: 蔣志平;韓勁松;張艷玲;謝海江
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

1.一種基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據粗粒度的瞳孔直徑范圍，生成一組環形模板；

步驟2：對前N張圖像按照視頻幀順序依次讀入，對當前幀進行預處理，得到當前幀圖像對應的灰度圖像；

步驟3：利用步驟1生成的環形模板，分別對步驟2得到的當前幀對應的灰度圖像進行處理，得到對應的實際的瞳孔中心和瞳孔直徑；具體包括如下子步驟：

步驟31：用步驟1得到的環形模板，對當前幀對應的灰度圖像(i×j)做卷積，得到一系列卷積后的圖像，記作I₁,I₂...I_n，組成三維矩陣M_i,j,n，其中i和j是灰度圖像的長和寬，n是環形模板的數量；

步驟32：對三維矩陣M_i,j,n在第3個維度上微分，得到微分結果M′_i,j,n-1，其中前兩維度坐標對應當前圖像對應的灰度圖像的像素點坐標；

步驟33：對于當前圖像對應的灰度圖像的每個像素點，在微分結果M′_i,j,n-1中第三維度上找到最大響應值，得到由最大響應值組成的圖像D_s(i×j)；

步驟34：將圖像D_s中的深度最大值所對應的像素點記作瞳孔中心，最大值所對應的環形模板的半徑記作瞳孔直徑；

步驟35：對瞳孔中心和瞳孔直徑進行仿射變換，得到實際的瞳孔中心和瞳孔直徑，記錄當前視頻幀得到的瞳孔直徑大小，并顯示在圖像上；

步驟4：根據前N張圖像對應的實際的瞳孔直徑，得到細粒度的環形模板；

步驟5：對前N個圖像之后的其余圖像進行預處理，得到每個圖像對應的灰度圖像；

步驟6：利用步驟4生成的環形模板，分別對步驟5得到的所有圖像對應的灰度圖像進行處理，得到每個圖像對應的實際的瞳孔中心和瞳孔直徑。

2.如權利要求1所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟1中，所述環形模板是在粗粒度的瞳孔直徑范圍上、下部分切割后生成的多個環形部分。

3.如權利要求2所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟1中，所述在粗粒度的瞳孔直徑范圍上、下部分切割是指在上、下部分分別切割直徑的三分之一。

4.如權利要求1所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟2中，所述對圖像的處理包括如下步驟：

步驟21：根據當前幀圖像，獲取眼部RGB圖像；

步驟22：將眼部RGB圖像利用轉化公式轉換成YUV圖像，然后在YUV圖像的亮度分量上進行直方圖均衡處理，得到直方圖均衡圖像，最后將直方圖均衡圖像轉換成RGB圖像；

步驟23：對步驟22得到的RGB圖像進行仿射變換，得到仿射變換圖像；

步驟24：對仿射變換圖像進行邊緣濾波，得到濾波后圖像；

步驟25：對濾波后圖像做灰度變換，得到灰度圖像。

5.如權利要求1所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟4具體包括如下步驟：

步驟41：對前N張圖像半徑數據進行統計，得到均值E(x)和方差D(x)，然后細化瞳孔直徑范圍為[E(x)-2D(x)，E(x)+2D(x)]，得到細粒度的瞳孔直徑范圍；

步驟42：根據細粒度的瞳孔直徑范圍生成一組環形模板。

6.如權利要求1所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟4中，所述細粒度的環形模板是在細粒度的瞳孔直徑范圍上、下部分切割后，生成的多個環形部分。

7.如權利要求6所述的基于環形模板卷積的瞳孔定位方法，其特征在于，所述步驟4中，所述在細粒度的瞳孔直徑范圍上、下部分切割是指在上、下部分分別切割直徑的三分之一。