[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

说明书

一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法：采用张正友双目标定法进行相机标定，得到旋转矩阵，平移矩阵，左工业相机内参数矩阵，右工业相机内参数矩阵；对左工业相机和右工业相机采集的图像分别进行处理，得到瞳孔对应的真实椭圆；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，该直线方程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；根据极线约束和顺序一致性原则，用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两个交点相对应的第一匹配点和第二匹配点；得到多条不同斜率直线所对应的多组瞳孔直径的初步值，求取平均值，得到最终结果。本发明测量精度很高，不需要工作人员固定工作距离，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种瞳孔直径实时测量方法。特别是涉及一种基于双目立体视觉的瞳孔直径实时测量方法。

背景技术

瞳孔振荡包含着很多重要的信息，近年来，很多研究机构研究和开发了利用瞳孔振荡信息的各种系统，瞳孔振荡可以用来研究人类情绪，如当看到令人愉快或不愉快的图像、感受到烦躁、压力和看到激动人心的产品时的反应等；一些研究机构研究瞳孔振荡与驾驶员疲劳之间的关系；在医学领域，瞳孔振荡也可以用来支持医生进行早期糖尿病的检测。

基于计算机视觉的瞳孔测量法可以使用可见光或红外光作为光源；尽管可见光是比较便捷的选择，但是这种方法产生的图像中瞳孔易受各种噪声干扰，难以提取；另一方面，红外光源可以利用瞳孔的亮瞳或暗瞳效应，通过近红外(NIR)相机简化了瞳孔检测过程；因此，许多瞳孔直径测量系统使用红外光源与NIR照相机。

瞳孔测量系统也可以根据眼睛和记录设备之间的距离分类为头戴式和远程式系统；头戴式方法可以更精确的进行测量；但是，对于非接触式系统的特殊要求，如驾驶员观察或基于目视的辅助系统，远程式是唯一可接受的解决方案。

远程式系统中基于计算机视觉的瞳孔测量法通常分为三个步骤：面部和眼睛边界框检测、瞳孔检测和瞳孔直径计算。

远程测量瞳孔需要一些预处理过程来从图像中检测眼部区域；基于人脸区域检测眼部区域更容易；所以，我们需要先检测脸部区域，然后检测眼部区域；检测人脸、人眼目前有很多算法，如Viola和Jones提出的级联人脸检测器(期刊：International Journal ofComputer Vision；著者：P.Viola and M.Jones；出版年月2004年；文章题目：Robust real-time face detection，页码：137-154)、漏斗结构级联检测框架(期刊：Neurocomputing；著者：M.Kan,M.Kan,S.Shan and X.Chen；出版年月：2017；文章题目：Funnel-structuredcascade for multi-view face detection with alignment-awareness；页码：138-145)和Zhang K和Zhang Z提出的卷积神经网络方法(期刊：IEEE Signal Processing Letters；著者：K.Zhang,Z.Zhang,Z.Li and Y.Qiao,出版年月：2016；文章题目：Joint facedetection and alignment using multitask cascaded convolutional networks；页码：1499-1503)等。