[發明專利]一種基于星射線的瞳孔中心定位方法

有效

• 申請號: 202010098080.4
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111369496B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 韓慧妍;馬啟瑋;韓燮;楊婷;李俊伯
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/181;G06T7/136;G06T5/00;G06N3/04
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

1.一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于：先通過圖片預處理，再通過星射線算法，檢測瞳孔區域，在ROI區域內通過迭代法，得到二值化的閾值，優化二值化后的瞳孔區域，剔除星射線邊緣點誤差；

所述通過星射線算法，檢測瞳孔區域的具體操作為：將yolov3檢測到的瞳孔區域的中心點作為瞳孔區域內部的點；以瞳孔區域中心點為中心，每隔20°發出射線，得到18個瞳孔邊緣點；

所述在ROI區域內通過迭代法，得到二值化的閾值，算法步驟如下：

步驟1，求出瞳孔區域內灰度的平均值，記為a，令初始閾值為a；

步驟2，統計大于閾值a的像素平均值記為b，小于閾值a的像素平均值記為c；

步驟3，求出新閾值a=(b+c)/2；

步驟4，若a(k)=a(k+1)，則所得即為閾值；否則繼續執行步驟2的操作，進行迭代計算；

所述優化二值化后的瞳孔區域的具體操作為：將二值化后的瞳孔區域進行中值濾波，去除邊緣的毛糙，使邊緣盡可能的光滑；對反光區域進行填充，通過掃描線算法即從上到下，從左到右對瞳孔區域內的空洞進行有效的填充。

2.根據權利要求1所述的一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于：所述圖片預處理的具體操作為：通過紅外攝像頭采集數據，將采集的視頻數據轉化為灰度圖像，對灰度圖像做中值濾波。

3.根據權利要求1所述的一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于：所述剔除星射線邊緣點誤差，誤差分別為：眼瞼遮擋邊緣點、反光區域的邊緣點和二值化圖像離群點。

4.根據權利要求3所述的一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于：所述眼瞼遮擋邊緣點為上眼瞼遮擋邊緣點，上眼瞼遮擋邊緣點的剔除方法為：計算初始瞳孔邊緣點之間的斜率h₁，h₂，h₃.......；計算瞳孔中心以上的邊緣點的斜率；剔除遮擋處的瞳孔邊緣點。

5.根據權利要求3所述的一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于： 所述二值化圖像離群點的剔除方法為：瞳孔為近似橢圓，合理的瞳孔邊緣點應該符合橢圓的分布；從橢圓中心發射處的射線的斜率應該與瞳孔邊緣處的點的切向方向垂直；剔除與瞳孔中心點發射的射線的斜率不垂直的點；且誤差較大的點。

6.根據權利要求3所述的一種基于星射線的瞳孔中心定位方法，其特征在于：所述反光區域邊緣點的剔除方法為：先將剔除了誤差點的瞳孔邊緣點，進行橢圓擬合；因為反光區域的點距離擬合后的瞳孔中心較近；剔除距離瞳孔中心最近的點，進而將反光區域邊緣點剔除。