[发明专利]一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法

权利要求书

1.一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法，是在近红外双目测量系统上实现，所述的近红外双目测量系统包括有设置在支架(1)上的近红外光源(2)，设置支架(1)上且位于所述近红外光源(2)两侧对称设置的带有红外滤波光膜的左工业相机(3)和右工业相机(3)，以及与左工业相机(3)和右工业相机(3)相连的计算机(4)，其特征在于，方法包括如下步骤：

1)采用张正友双目标定法进行相机标定，得到旋转矩阵R，平移矩阵T，左工业相机内参数矩阵M_l，右工业相机内参数矩阵M_r；

2)对左工业相机和右工业相机采集的图像分别进行如下处理：

2.1)采用libfacedetection算法进行人脸和人眼区域提取；

2.2)对人眼区域进行预处理；

2.3)使用卷积核对预处理后的人眼区域进行卷积处理，获取瞳孔粗定位区域；包括：

(1)采用正方形的卷积核，将以卷积核中心为圆心直径为d的圆的权重为1，其余部分的权重为0；设定卷积核的边长a小于人眼区域的高度h，并且直径d大于瞳孔直径，卷积核参数定义及设置具体如下：

其中参数scale₁设置为0.9，参数scale₂设置为0.8；

(2)采用卷积核对预处理后的人眼区域进行逐行扫描，将卷积核的横向和纵向移动的步长设置为5，在扫描中对卷积核每次覆盖的人眼区域部分分别进行卷积操作，得到若干个响应值；

(3)选取未处理的人眼区域图像中与最小响应值对应的卷积核所覆盖的人眼区域部分相应的部分作为瞳孔粗定位区域；

2.4)对瞳孔粗定位区域进行高斯去噪；

2.5)使用Canny边缘滤波器对高斯去噪后的瞳孔粗定位区域进行边缘检测；

2.6)使用Suzuki85轮廓跟踪算法提取边缘检测得到的所有边缘，去除像素点个数少于6个的边缘，对剩余的边缘分别进行最小二乘椭圆拟合，并对得到的所有拟合后的椭圆按评估规则进行评估，得到瞳孔对应的真实椭圆；

3)过通过左工业相机获取的瞳孔的真实椭圆中心做一条直线，该直线与左工业相机的真实椭圆有相交得到第一交点和第二交点；

4)根据极线约束和顺序一致性原则，用步骤3)得到的第一交点和第二交点分别求取通过右工业相机获取的真实椭圆上与所述的两个交点相对应的第一匹配点和第二匹配点；

5)根据双目相机三维重建公式，分别求第一匹配点与第一交点对应的第一三维空间坐标，以及第二匹配点与第二交点对应的第二三维空间坐标，求第一三维空间坐标与第二三维空间坐标之间的欧式距离，所述的欧式距离为一个瞳孔直径的初步值；

6)重复步骤3)～到步骤5)，得到n条不同斜率直线所对应的n组瞳孔直径的初步值，求取平均值，得到最终结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法，其特征在于，步骤2)中第2.2)步所述的预处理，是通过腐蚀和膨胀来消除人眼区域中的普尔钦光斑，得到去除普尔钦光斑的图像。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法，其特征在于，步骤2)中第2.6)步中所述的评估规则为：

椭圆的长轴小于0.8h，椭圆的短轴大于0.2h，h为人眼区域高度，椭圆的长轴小于短轴的1.2倍。

4.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法，其特征在于，步骤2)中第2.6)步中当存在2个以上符合评估规则的椭圆时，将像素点最多的椭圆作为真实椭圆。