[發(fā)明專利]一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810853443.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN109146851A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京慧視醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/62;G06T7/66;G06T7/73
• 代理公司: 蘇州銘浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32246
• 代理人: 于浩江

1.一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于它包括如下步驟：

步驟一：重構(gòu)開閉運(yùn)算去除光斑；

步驟二：頂帽底帽變化增強(qiáng)瞳孔區(qū)域；

步驟三：瞳孔中心定位；

步驟四：瞳孔中心跟蹤；

步驟五：閉眼檢測(cè)及跟蹤波形去除干擾。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于所述的步驟一為：

根據(jù)光斑噪聲的灰度值通常都比瞳孔區(qū)域高很多的這一現(xiàn)象，可以通過下面的公式判斷是不是光斑像素：

f(x，y)≥T；

其中f(x,y)是圖像坐標(biāo)(x,y)像素的灰度值，T為閾值，認(rèn)為圖像中像點(diǎn)的灰度值大于T的區(qū)域就是光斑點(diǎn)，重構(gòu)開運(yùn)算是先對(duì)原圖像進(jìn)行開運(yùn)算，將比結(jié)構(gòu)元素尺寸小的亮點(diǎn)消掉，然后將原始圖像作模板，膨脹開運(yùn)算后的圖像，從而恢復(fù)在開運(yùn)算中未被消掉的那些較亮的目標(biāo)及其邊緣；重構(gòu)閉運(yùn)算是先對(duì)圖像作閉運(yùn)算，將比結(jié)構(gòu)元素尺寸小的暗點(diǎn)消掉，然后將重構(gòu)開運(yùn)算得到的圖像為模板，腐蝕閉運(yùn)算后的圖像，從而恢復(fù)在閉運(yùn)算中未被消掉的那些較暗的目標(biāo)及其邊緣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于所述的步驟二為：

設(shè)f是需要增強(qiáng)的輸入圖像，利用頂帽變換對(duì)f進(jìn)行處理得到的圖像h，利用底帽變換對(duì)f進(jìn)行處理得到的圖像b，則圖像增強(qiáng)處理過程為：

s＝f+h-b；

其中，s為處理得到的增強(qiáng)圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于所述的步驟三為：

1)通過圖像去噪、圖像增強(qiáng)處理得到眼睛二值化圖像f(x_i，y_i)，并計(jì)算其質(zhì)心位置(x_z，y_z)；

2)初始化圓心搜索域D_x，y和半徑范圍D_r，將質(zhì)心作為搜索域的中心位置，建立構(gòu)造圓形覆蓋域D_k(x_p，y_q，r_k)，其中

3)計(jì)算每一個(gè)由給定r_k構(gòu)造的覆蓋域D_k(x_p，y_q，r_k)與二值化圖像的重疊像素值S_k(x_p，y_q)，其中即掃描每個(gè)覆蓋域內(nèi)像素點(diǎn)，若某像素的灰度值為1，S_k＝S_k+1，計(jì)算S_k的最大值并記錄該像素對(duì)應(yīng)的圓心的坐標(biāo)；

4)在D_r內(nèi)縮小半徑值，則對(duì)應(yīng)每一個(gè)給定半徑值均能求出最大重疊像素值S_max，當(dāng)時(shí)，認(rèn)為當(dāng)時(shí)記錄的坐標(biāo)值為瞳孔中心，其中T為設(shè)定閾值，通過多次試驗(yàn)選定其計(jì)算方式為P為二值化圖像的面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于所述的步驟四為：

1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定圓心搜索域D_x，y和半徑范圍D_r；

2)利用前八幀圖像確定瞳孔半徑初始值為r_mean，設(shè)定瞳孔模板面積初始值A(chǔ)rea＝π×r_mean×r_mean；

3)在下一幀圖像中，判斷其二值化圖像面積Area_k與Area的關(guān)系，更新圓心搜索域D_x，y和半徑范圍D_r，在搜索域D_x，y和半徑范圍D_r約束下定位出瞳孔的位置；

4)更新Area，Area＝Area_k。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種診斷前庭系統(tǒng)疾病的眼震信號(hào)特征提取和追蹤算法，其特征在于所述的步驟五為：

當(dāng)檢測(cè)出閉眼發(fā)生時(shí)，本發(fā)明對(duì)閉眼時(shí)的瞳孔中心估計(jì)是采用最佳線性逼近預(yù)測(cè)方法，本發(fā)明采用三點(diǎn)預(yù)測(cè)的方法：

即利用出現(xiàn)閉眼情況時(shí)的前3幀獲取的瞳孔中心位置信息來估計(jì)當(dāng)前閉眼幀的瞳孔中心坐標(biāo)；去除眼震信號(hào)可以認(rèn)為是一個(gè)濾波的過程，本發(fā)明采用低通濾波消除干擾，以濾出由跟蹤引起的小擾動(dòng)誤差和由受試者引起的干擾波，算法如下：

其中，N是低通濾波的鄰域數(shù)量。