[發明專利]一種基于眼生物測量和屈光參數的評估系統

在審

• 申請號: 201710941146.X
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107713982A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 代秋楠;王幼生;梁順萍;梁曉彤
• 申請（專利權）人: 廣州一衍信息科技有限公司
• 主分類號: A61B3/103
• 分類號: A61B3/103
• 代理公司: 廣州一銳專利代理有限公司44369
• 代理人: 楊昕昕,董云

技術領域

本發明涉及一種基于眼生物測量和屈光參數的評估系統，屬于生物技術領域。

背景技術

人眼作為一種生物光學系統，因人而異具有不同的屈光力，表現為正視、近視、遠視、散光等多種狀況；驗光主要是測量人眼的球鏡、柱鏡和軸角的屈光參數；現有的驗光方法如偏心攝影驗光需要復雜的圖像處理如Curvelet曲波檢測眼瞳的亮暗區域，處理繁瑣，且當人眼有散光時測量結果也不準確；客觀圖形驗光由于紅外光通過人眼角膜、房水、晶狀體、玻璃體以及視網膜，造成反射的眼底圖像信號弱、不均勻，測量一般直接二值化處理，測量精度跟實際主觀驗光有一定誤差。

因此，為了解決人眼健康問題的屈光度測量精度問題，目前提出了一種屈光度值的計算方法，該計算方法包括以下步驟：

第一步，根據計算橢圓環的長軸、短軸和角度就計算出人眼的屈光度；用S表示人眼球鏡，C表示柱鏡，A表示光軸，S、C、A的計算公式如下：

S=k₁*△d，

C=k₁(l₁-l₂)，

A=θ；

式中△d為目標圖像直徑與計算機開始存貯的0D標準圖像的直徑差；k₁為系數即一個像素對應的屈光度值；l₁為橢圓長軸；l₂為橢圓短軸；θ為光軸角度即長軸對應的角度；

第二步，六點區域定位，

先掃描找到六個點的位置，向上、下、左、右擴大10~15個像素，形成六個區域；

第三步，利用CANNY算法檢查邊緣，檢測步驟如下：

（1）對選定區域的圖形進行高斯平滑濾波，二維高斯函數的表達式：

；

式中σ表示標準差，平滑函數寬度的量度，σ越大輪廓越寬，σ越小輪廓越窄；在實際處理過程中二維高斯函數由x方向作平滑后得到的平滑圖像F_sr（x,y）與y方向作平滑后得到最終的圖像F_s（x,y），基于此得到高斯平滑圖像；一維高斯函數的表達式：

；

式中u=-L+x；

L為高斯算子的寬度，u為到像素的距離，x取0~2L，則一維高斯窗口的寬度為2L+1；根據判別表達式exp(-L²/2σ²) >M，M=0.0001，L的取值為1~6；當L =2時，高斯窗口的大小為2L+1=5，x取[0，1，2，3，4]，x為1.5，根據表達式得到一維高斯算子的模板h(x) =[0.029 08，0.056 64，0.070 74，0.056 64，0.029 08]，利用原圖像與一維高斯算子的模板h(x)作卷積f_s(x,y)=f_sr(x,y)*h(y)，得到x方向的高斯平滑圖像；由于h(y) = h(x)^T，因此原圖像經高斯平滑后的圖像f_s(x,y)可由f_s(x,y)=f_sr(x,y)*h(y)得到；原圖像經高斯x方向和y方向平滑后，圖像變得更模糊了，點的邊緣毛刺不突出了；

(2)計算方向導數，梯度幅值和梯度方向對作y方向的方向導數得：；

由于L=2，為5X5矩陣，以當前點（x,y）為（0,0）做為檢測點，x取[-2，-1，0，1，2]，y取[-2，-1，0，1，2]，根據表達式，得到二維一階x方向偏導數的5X5高斯方向導數模板h_x’，利用得到的高斯圖像f_s(x,y)與h_x'卷積得到x方向的方向導數m_x=f_s(x,y)*h_x'；再通過h_y'=(h_x')^T，求出y方向的方向導數m_y=(x , y)*h_y'，再由梯度幅值和方向公式計算出梯度幅值和方向；

，

；

（3）對梯度進行非極大值抑制，對梯度的方向進行定義標識為1，2，3，4的屬于四個區域之一，如果x的梯度方向屬于第4區，則把x的梯度值與其左上和右下相臨像素的梯度比較，看其是否是局部極大值；如果不是就將其值設置為0；