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基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台

阅读:1020发布:2020-05-13

专利汇可以提供基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种基于双目 立体视觉 的眼球突出度测量平台,包括:眼部 图像采集 装置和 图像处理 装置;眼部图像采集装置包括两台CCD相机和一个采集盒,两台CCD相机安装于所述采集盒的底面上,两台CCD相机镜头周围安装等数量的 近红外 灯珠;眼部图像采集装置,用于采集眼球的 位置 图像;图像处理装置,用于对采集的眼球的位置图像进行分析得到眼球突出度;通过本实用新型的平台工作时,用户将面部部贴紧采集盒的开口处,使采集盒内无外部光线干扰,通过近红外灯珠对所述采集盒提供 光源 ,采用两台CCD相机采集用户的眼部图像,进而将采集到的图像传输至所述的图像处理装置分析可以简便精确地测量眼球突出度。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台专利的具体信息内容。

1.一种基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台,其特征在于,包括:眼部图像采集装置和图像处理装置;
所述的眼部图像采集装置包括两台电荷耦合器件图像传感器CCD相机和一个采集盒,所述的两台CCD相机安装于所述采集盒的底面上,所述的两台CCD相机镜头周围安装等数量的近红外灯珠,用于对所述眼部图像采集装置采集眼球的位置图像提供光照条件;
所述的图像处理装置,用于对采集的眼球的位置图像进行分析得到眼球突出度;
平台工作时,用户将面部贴紧采集盒的开口处,使采集盒内无外部光线干扰,通过所述近红外灯珠对所述采集盒提供光源,采用两台CCD相机采集用户的眼部图像,进而将采集到的图像传输至所述的图像处理装置分析得出眼球突出度。
2.根据权利要求1所述的眼球突出度测量平台,其特征在于,所述的眼部图像采集装置和所述的图像处理装置通过USB线连接。
3.根据权利要求1所述的眼球突出度测量平台,其特征在于,所述的采集盒为四周和底面封闭的暗盒,所述暗盒的顶面设置有卡槽,用于将用户的鼻梁和额头贴合到所述采集盒上,保证所述采集盒在使用时内部无光线进入。
4.根据权利要求1所述的眼球突出度测量平台,其特征在于,所述的两台相机镜头周围均安装6颗波长780~1100nm的近红外灯珠。
5.根据权利要求1所述的眼球突出度测量平台,其特征在于,所述的两台CCD相机为640×320像素的1/3英寸彩色微距相机,白平衡范围3200~10000K。
6.根据权利要求1所述的眼球突出度测量平台,其特征在于,所述的图像处理装置为PC机,所述的PC机中安装有图像采集卡。

说明书全文

基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台

技术领域

[0001] 本实用新型涉及眼科检查技术领域,尤其涉及一种基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台。

背景技术

[0002] 眼球突出是由于患者眼眶内容的增加而导致眼球向前突出,也被称为轴性眼球突出。眼球突出是一种较为常见的眼眶病,而如何简便精确地测量眼球突出度也是一项值得研究的医学难题。
[0003] 目前的眼球突出度测量方法主要有:普通尺测量法、何特(Hertel)眼球突出计测量法和CT扫描测量法。
[0004] 普通尺测量法是将特制透明尺或一普通尺零点安放于颞侧面眶缘上,让受检者向前直视,测量者从侧面观察顶点在直尺的刻度(颞侧眶缘至角膜顶点的垂直距离),即为其眼球突出度。使用同样的方法检查双眼并记录,由于人工测量带来的不可避免的误差,这种方法只能作大体上的测量。
[0005] 何特(Hertel)眼球突出计测量法是比较常用并且比较精确的一种检查方法,此种眼球突出计主要由一个带刻度的平杆及两个测量器组成。一个测量器固定于平杆的一端,另一个测量器可以在平杆上自由滑动,以适应不同的眶距,且可从平杆刻度上读得眶距的值。测量器上附有小刻度板和两个交叉成45°角的平面镜,分别可以反映刻度板数值及角膜顶点影像。测量时,测者与受检者相视而坐,将眼球突出计的测量器上切迹处嵌于受检者颞侧眶缘,被测量者向前直视,此时由两平面镜中的角膜顶点所对应的值即为眼球突出度。同时由平杆上刻度得知两眼眶距的值,记录眶距及各眼球突出度值。追踪观察时,取同一眶距。这种测量方法成本低,但是使用不便,难以量产。
[0006] CT扫描法是使用听眦线,即外道到眼外眦的连线,进行轴位扫描,眼耳平面完全垂直于检查床,摆正头位,求左右双侧完全对称,双眼注视前方,轻闭双眼。扫描过程中眼球位置保持不动,从眼眶顶至眼眶底,3mm层厚,连续扫描12层。这种方法测量精度高,但是成本高、有辐射,难以在常规体检中推广。
[0007] 近年来,结合计算机视觉技术的测量系统具有灵活性强、成本低、高精度以及实时显示的特性,基于计算机视觉技术的测量系统已经广泛应用在深度测量、导航以及物体识别等领域中。该项技术的发展可以有效地解决人类视觉难以实施的工作。因此,可以结合计算机相关技术测量眼突结果。实用新型内容
[0008] 本实用新型的实施例提供了一种基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台,以简便精确地测量眼球突出度。
[0009] 为了实现上述目的,本实用新型采取了如下技术方案。
[0010] 本实用新型提供了一种基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台,其特征在于,包括:眼部图像采集装置和图像处理装置;
[0011] 所述的眼部图像采集装置包括两台电荷耦合器件图像传感器CCD相机和一个采集盒,所述的两台CCD相机安装于所述采集盒的底面上,所述的两台CCD相机镜头周围安装等数量的近红外灯珠,用于对所述眼部图像采集装置采集眼球的位置图像提供光照条件;
[0012] 所述的图像处理装置,用于对采集的眼球的位置图像进行分析得到眼球突出度;
[0013] 平台工作时,用户将面部部贴紧采集盒的开口处,使采集盒内无外部光线干扰,通过所述近红外灯珠对所述采集盒提供光源,采用两台CCD相机采集用户的眼部图像,进而将采集到的图像传输至所述的图像处理装置分析得出眼球突出度。
[0014] 优选地,眼部图像采集装置和所述的图像处理装置通过USB线连接。
[0015] 优选地,采集盒为四周和底面封闭的暗盒,所述暗盒的顶面设置有卡槽,用于将用户的鼻梁和额头贴合到所述采集盒上,保证所述采集盒在使用时内部无光线进入。
[0016] 优选地,两台相机镜头周围均安装6颗波长780~1100nm的近红外灯珠。
[0017] 优选地,两台CCD相机为640×320像素的1/3英寸彩色微距相机,白平衡范围3200~10000K。
[0018] 优选地,图像处理装置为PC机,所述的PC机中安装有图像采集卡。
[0019] 由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出,本实用新型的眼球突出测量平台以红外光作为光源,以CCD相机作为传感器,可以采集到清晰的眼部区域图像,通过对两台CCD相机进行标定,获取到两台CCD相机的内参数矩阵,通过求解得到的两台CCD相机的内参数,利用MATLAB立体标定工具箱得两台相机中相对于左相机的旋转矩阵R和平移矩阵T,结合双目立体匹配算法,可以得到高精度的眼突测量结果;并且本实用新型的测量平台使用的装置成本低,而且能够采集到足够清晰的高质量眼部区域图像,其中眼睑、瞳孔以及虹膜都能够清晰分辨,通过本实用新型的平台采集到的高质量图像可用于虹膜识别、眼部区域定位和眼睑检测等研究。
[0020] 本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。附图说明
[0021] 图1为基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台结构示意图;
[0022] 图2为基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台的实物示意图;
[0023] 图3为眼部图像采集装置内部结构示意图;
[0024] 图4为平台工作示意图;
[0025] 图5为通过眼球突出度测量平台采集到的眼部图像示意图。

具体实施方式

[0026] 下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能解释为对本实用新型的限制。
[0027] 本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0028] 本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0029] 为便于对本实用新型实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且并不构成对本实用新型实施例的限定。
[0030] 图1为本实施例的基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台结构示意图,[0031] 图2为基于双目立体视觉的眼球突出度测量平台的实物示意图,参照图1和图2,该平台包括:眼部图像采集装置和图像处理装置。
[0032] 图3为眼部图像采集装置内部结构示意图,参照图3,该图像采集装置包括两台电荷耦合器件图像传感器(Charge Coupled Device,CCD)相机和一个采集盒,两台CCD相机安装于所述采集盒的底面上,两台CCD相机镜头周围分别安装6颗波长780~1100nm的近红外灯珠,每台CCD相机镜头上下各3颗近红外灯珠,用于对所述眼部图像采集装置采集眼球的位置图像提供光照条件。
[0033] 图像处理装置,用于对采集的眼球的位置图像进行分析得到眼球突出度。
[0034] 图4为平台工作示意图,参照图4,平台工作时,用户将面部部贴紧采集盒的开口处,使采集盒内无外部光线干扰,右眼应注视左侧摄像机,通过近红外灯珠对所述采集盒提供光源,采用两台CCD相机采集用户的眼部图像,进而将采集到的图像传输至所述的图像处理装置分析得出眼球突出度,示意性地,图5为通过眼球突出度测量平台采集到的眼部图像示意图。需要说明的是,在采集眼部图像时需要用户保持眼球直视向前且稳定,否则可能会采集到模糊的眼部图像。采集到的图像数据由图像采集卡传输到PC机上,成为可编辑的数字图像信号
[0035] 眼部图像采集装置和所述的图像处理装置通过USB线连接。USB传输方式方便采集,不易失真。
[0036] 为了避免眼球区域图像采集时受到干扰,采用封闭式采集的方式以及近红外光源辅助照明。采集盒为四周和底面封闭的暗盒,所述暗盒的顶面设置有卡槽,用于将用户的鼻梁和额头贴合到所述采集盒上,保证所述采集盒在使用时内部无光线进入。
[0037] 两台CCD相机为640×320像素的1/3英寸彩色微距相机,白平衡范围3200~10000K。采用USB直流12V对所述两台CCD相机供电。
[0038] 图像处理装置为PC机,PC机中安装有图像采集卡,PC机的配置为4G RAM,64位Intel(R)Core(TM)i7-4790,使用WIN10操作系统
[0039] 本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。
[0040] 本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件,也可以进一步拆分成多个子部件。
[0041] 以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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