[发明专利]一种人眼红外图像瞳孔位置检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像检测技术领域的一种方法，具体是一种可用于从人眼红外图像中检测瞳孔位置的方法。 

背景技术

检测人眼瞳孔位置，就可以知道被测人的注意力放在那些物体上，这对于医学领域、产品设计以及人为因素研究等具有重大意义，非接触式的人眼瞳孔检测方法，即，使用图像检测技术获取人眼瞳孔位置的方法较为方便和被普通被测人员所接受。高效、准确的图像检测技术是不但能够降低眼位检测系统的硬件成本，同时能够增加检测的准确性和效率，因此，迫切需要高效、准确的从图像检测人眼瞳孔的方法。 

从图像中快速检测人眼瞳孔是眼位检测系统中的关键且难度非常大的环节，其原因在于，人眼动作通常较快，因此捕捉人眼运动的图像设备通常具有较高的帧率，这意味着检测人眼瞳孔的位置的过程必须在极短的时间内完成，否则会造成检测的人眼瞳孔位置不连续。人眼的瞳孔会反射红外线，人眼的红外图像中瞳孔位置的像素通常比较明亮，因此通常采用红外图像来检测瞳孔位置。通过对相关技术文献检索发现，从红外人眼图像检测瞳孔位置的采用Xindian Long在文献《A High Speed Eye Tracking System with Robust Pupil Center Estimation Algorithm》(Engineering in Medicine and Biology Society，2007 Annual International Conference)人工根据环境设定阈值，对人眼红外图像进行二值化，然后进行一定的形态操作，最后得到瞳孔的位置。或者采用Chirayuth Sreecholpech在文献《Circular and Elliptical Modeling for Pupil Boundary in Closed-up Human Eye Images》(Electrical Engineering/Electronics，Computer，Telecommunications and Information Technology，ECTI CON 2008.5^th International Conference，Volume 1，May2008)介绍的方法，根据人眼瞳孔是圆形这一特点，采用霍夫变换从图像中提取圆形目标，然后筛选掉半径较大和较小的圆形目标，剩下的就是人眼瞳孔。但是这两种方法都有一定的缺陷，第一种方法，需要大量人工干预，环境稍有变化就需要重新确定阈值。第二种方法，计算量比较大，需要精确定位瞳孔位置而采用高分辨率图像的情况难以做到实时处理。 

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种人眼红外图像瞳孔位置检测方法，该方法能够用于实时从人眼红外图像中检测人眼瞳孔位置，减少人工干预，且具有很高的精度和鲁棒性。 

本发明是通过以下技术方案实现的。 

一种人眼红外图像瞳孔位置检测方法，包括如下步骤： 

步骤一，采用常速模型对图像从上到下，从下到上，从左到右，从右到左，四个方向每行每列对应设置的一个卡尔曼滤波器进行设定初始像素值； 

步骤二，利用步骤一中的初始像素值使用卡尔曼滤波器对图像进行四个方向的滤波，在对每行每列进行滤波的同时利用来自于每个滤波器在每个位置的测量残差计算并保存该位置的残差权值ξ(k)； 

步骤三，将四个方向分别计算得到的相同位置的残差权值ξ(k)求和，将结果与由预设虚的警率计算得到的域值进行二值化操作得到瞳孔模版。 

步骤一中的卡尔曼滤波器利用前一时刻地估计值和当前时刻的观测值来更新对状态变量的估计，得到当前时刻的估计值。