[发明专利]瞳孔定位装置和方法、虚拟现实设备的显示驱动器

权利要求书

1.一种瞳孔定位装置，其特征在于，包括：

预处理电路，用于在摄像装置实时传输眼睛图像数据流过程中，对所述眼睛图像进行预处理，获得所述眼睛图像的所有边界点；所述预处理电路包括：

第一缓存模块，用于在第i个缓存周期，缓存摄像设备所传输眼睛图像的第i行数据，并在第i+1个缓存周期，将所述第i行数据发送给预处理模块；其中，i＝1，……，N-1，N为眼睛图像的像素行数；

第二缓存模块，用于在第i+1个缓存周期，缓存摄像设备所传输眼睛图像的第i+1行数据，并在第i+2个缓存周期，将所述第i+1行数据发送给预处理模块；

预处理模块，用于对所述数据进行预处理，获得所述数据的边界点，发送给存储模块；

存储模块，用于存储所述眼睛图像所有边界点；

坐标处理电路，用于对所有边界点进行连通区域处理，根据最大连通区域确定瞳孔中心坐标；

所述预处理电路和坐标处理电路基于硬件实现。

2.根据权利要求1所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述第一缓存模块和第二缓存模块包括双口随机存取存储器RAM，所述预处理模块包括由RAM读写控制器、比较器和计数器组成的电路，或包括现场可编程门阵列FPGA。

3.根据权利要求1所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述预处理模块包括：

灰度转换单元，用于对所述数据进行灰度转换处理；

滤波单元，用于对灰度转换处理后的数据进行滤波处理；

二值化单元，用于对滤波处理后的数据进行二值化处理；

边界单元，用于对二值化处理后的数据进行边界腐蚀和膨胀处理；

边界提取单元，用于对边界腐蚀和膨胀处理后的数据进行边界提取处理。

4.根据权利要求3所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述滤波单元采用3*3模板进行高斯滤波处理，所述边界提取单元采用四邻域法进行边界提取。

5.根据权利要求3所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述预处理模块还包括剪裁单元，用于对所述眼睛图像进行剪裁处理。

6.根据权利要求1～5任一所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述坐标处理电路包括：

区域确定模块，用于根据所述眼睛图像的所有边界点，确定所有的连通区域；

区域比较模块，用于比较所有的连通区域的大小，确定最大连通区域；

坐标确定模块，用于根据最大连通区域确定瞳孔中心坐标。

7.根据权利要求6所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述区域确定模块具体用于：从所述预处理电路中读取所有边界点，采用八邻域法确定所有的连通区域，并保存所有的连通区域的边界点坐标。

8.根据权利要求6所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述区域比较模块包括：

第一缓存单元，用于从所述区域确定模块读取第j个连通区域的边界点坐标，并统计所述第j个连通区域边界点坐标的数量Mj；其中，j＝1，……，M-1，M为连通区域的数量；

第二缓存单元，用于从所述区域确定模块读取第j+1个连通区域的边界点坐标，并统计所述第j+1个连通区域的边界点坐标的数量Mj+1；

比较控制单元，用于比较Mj与Mj+1，当MjMj+1时，控制第一缓存单元继续读取连通区域的边界点坐标，并重新比较；当MjMj+1时，控制第二缓存单元继续读取连通区域的边界点坐标，并重新比较；

存储单元，用于存储所述比较控制单元输出的最大连通区域的边界点坐标。

9.根据权利要求6所述的瞳孔定位装置，其特征在于，所述坐标确定模块包括：

读取单元，用于从所述区域比较模块中读取最大连通区域的边界点坐标；

直径确定单元，用于遍历所有的边界点坐标，获得最小横坐标、最大横坐标、最小纵坐标和最大纵坐标，确定最大连通区域的双直径；

坐标确定单元，用于从所有的边界点中选择P个边界点，采用椭圆拟合法确定最大连通区域的中心坐标，作为瞳孔中心坐标；其中，P＝6、7、8、9或10。