專利名稱:數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀，屬機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
采用機(jī)器視覺技術(shù)根據(jù)人體自身的生理和行為特征來識(shí)別身份的技術(shù)引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。人的生理特征主要包括指紋、臉像、虹膜、等，人的行為特征主要包括筆跡、聲音等。目前采用對(duì)人的眼睛瞳孔和虹膜圖像進(jìn)行識(shí)別的研究主要針對(duì)人的身份認(rèn)證[1]。而根據(jù)人或動(dòng)物的生理特征(瞳孔和虹膜)來識(shí)別人或動(dòng)物的心理活動(dòng)卻很少見報(bào)道。引證文件[1]J.G.Daugman.United States Patents No.5,291,560(issued March 1994).Biomedical Personal Identification System Based On Iris Analysis.Washington D.C.U.S.Government Printing Office，1994。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀提出對(duì)人或動(dòng)物(如猴子)的眼睛瞳孔圖像進(jìn)行識(shí)別，獲取眼動(dòng)軌跡，從而用于分析人或動(dòng)物的心理以及行為活動(dòng)。
本發(fā)明公開了一種采用機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)時(shí)在線自動(dòng)識(shí)別眼動(dòng)軌跡的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀。目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種具有非接觸無損，數(shù)字化，采樣周期可調(diào)，能通過自動(dòng)識(shí)別跟蹤眼睛瞳孔運(yùn)動(dòng)，獲取眼動(dòng)軌跡，從而用于分析人或動(dòng)物相關(guān)生理和心理特征，并可顯示眼動(dòng)圖像等優(yōu)點(diǎn)的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀。該分析儀可廣泛應(yīng)用于生物、動(dòng)物、醫(yī)學(xué)、公安等行業(yè)進(jìn)行人或動(dòng)物心理和行為活動(dòng)分析，并可用于臨床醫(yī)療診斷等。
本發(fā)明的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀的技術(shù)方案為數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。利用機(jī)器視覺技術(shù)自動(dòng)識(shí)別跟蹤眼睛瞳孔運(yùn)動(dòng)從而獲取眼動(dòng)軌跡的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀，其工作步驟如下1.把視頻輸入器(1)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)眼睛；2.把視頻輸入器(1)連接到分析儀的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；3.將欲執(zhí)行眼動(dòng)分析任務(wù)的機(jī)器視覺眼動(dòng)圖像分析處理程序存入該分析儀微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；4.啟動(dòng)該分析儀的微處理器(3)，CPU按程序初始化分析儀圖像采集卡(2)；
5.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像；6.微處理器(3)對(duì)眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并分析計(jì)算出每一幅眼睛圖像上瞳孔的位置坐標(biāo)；7.微處理器(3)將各幅眼睛圖像瞳孔位置坐標(biāo)連接形成眼動(dòng)軌跡圖；8.微處理器(3)將所需的眼睛圖像、眼動(dòng)軌跡圖記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；9.微處理器(3)將眼動(dòng)軌跡圖自動(dòng)整理形成眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖。
10.微處理器(3)將實(shí)時(shí)眼動(dòng)圖像、與眼動(dòng)圖像相對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)軌跡圖、眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
11.微處理器(3)控制分析儀的開始、停止、人工干預(yù)和異常情況處理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1.實(shí)時(shí)自動(dòng)分析人或動(dòng)物眼動(dòng)軌跡同時(shí)提供被測(cè)眼睛直觀的真彩色圖像；2.分析儀與被測(cè)眼睛沒有直接物理連接，避免了對(duì)被測(cè)眼睛造成傷害；3.數(shù)字化使得分析儀既可以獨(dú)立運(yùn)行，又可以遠(yuǎn)程傳輸，異地共享；4.分析速度可達(dá)毫秒等級(jí)，檢測(cè)精度可達(dá)毫米等級(jí)；5.采樣周期人工可調(diào)；6.可記錄和顯示被測(cè)眼睛眼動(dòng)變化趨勢(shì)。
附圖1為數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2為數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀的工作原理框圖。
附圖3為數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀的軟件流程框圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖并以分析猴子眼動(dòng)為實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。視頻輸入器(1)，可以是標(biāo)準(zhǔn)速率或非標(biāo)準(zhǔn)速率的視頻攝像機(jī)或可獲取圖像的標(biāo)準(zhǔn)器件。把視頻輸入器(1)安裝在一個(gè)與頭戴耳機(jī)類似的夾環(huán)的前伸直臂上，戴在被測(cè)猴子頭上，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)猴子眼睛，該夾環(huán)不會(huì)損傷猴子頭部或身體的任何部位。視頻輸入器(1)將猴子眼睛的模擬或數(shù)字圖像通過電纜或數(shù)據(jù)總線傳送至圖像采集卡(2)，圖像采集卡通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)字圖像傳送至微處理器(3)，猴子眼睛圖像在微處理器(3)中經(jīng)處理和分析得到當(dāng)前猴子眼動(dòng)軌跡圖以及眼動(dòng)變化趨勢(shì)圖，眼動(dòng)軌跡圖、眼動(dòng)變化趨勢(shì)圖和眼睛圖像可存儲(chǔ)在微處理器(3)中同時(shí)可在顯示屏(4)上顯示或通過微處理器(3)內(nèi)置通信口進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。本發(fā)明的視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)、顯示屏(4)均是可直接購(gòu)置的標(biāo)準(zhǔn)器件。
利用機(jī)器視覺技術(shù)分析猴子眼動(dòng)采用下列步驟1.把安裝了視頻輸入器(1)的夾環(huán)戴在被測(cè)猴子頭上；2.把視頻輸入器(1)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)猴子眼睛；3.把視頻輸入器(1)連接到分析儀的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；4.將欲執(zhí)行眼動(dòng)分析任務(wù)的機(jī)器視覺眼動(dòng)圖像分析處理程序存入該分析儀微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；5.啟動(dòng)該分析儀的微處理器(3)，CPU按程序初始化分析儀圖像采集卡(2)；6.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像；7.微處理器(3)對(duì)眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并分析計(jì)算出每一幅眼睛圖像上瞳孔的位置坐標(biāo)；8.微處理器(3)將各幅眼睛圖像瞳孔位置坐標(biāo)連接形成眼動(dòng)軌跡圖；9.微處理器(3)將所需的眼睛圖像、眼動(dòng)軌跡圖記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；10.微處理器(3)將眼動(dòng)軌跡圖自動(dòng)整理形成眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖。
11.微處理器(3)將實(shí)時(shí)眼動(dòng)圖像、與眼動(dòng)圖像相對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)軌跡圖、眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
權(quán)利要求
1.利用機(jī)器視覺技術(shù)分析人或動(dòng)物眼動(dòng)軌跡的數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀，其特征在于數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀由與圖像采集卡(2)的視頻輸入端連接的視頻輸入器(1)、插接在微處理器(3)總線插槽上的圖像采集卡(2)、微處理器(3)、連接在微處理器(3)顯示卡上的顯示屏(4)組成，數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀分析眼動(dòng)的步驟如下①.把視頻輸入器(1)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)眼睛；②.把視頻輸入器(1)連接到分析儀的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；③.將欲執(zhí)行眼動(dòng)分析任務(wù)的機(jī)器視覺眼動(dòng)圖像分析處理程序存入該分析儀微處理器(3)的程序存儲(chǔ)器中；④.啟動(dòng)該分析儀的微處理器(3)，CPU按程序初始化分析儀的圖像采集卡(2)；⑤.微處理器(3)控制圖像采集卡(2)按系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的或由用戶設(shè)定的采樣周期采集視頻輸入器(1)視場(chǎng)內(nèi)的眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像；⑥.微處理器(3)對(duì)眼睛運(yùn)動(dòng)系列圖像進(jìn)行處理并分析計(jì)算出每一幅眼睛圖像上瞳孔的位置坐標(biāo)；⑦.微處理器(3)將各幅眼睛圖像瞳孔位置坐標(biāo)連接形成眼動(dòng)軌跡圖；⑧.微處理器(3)將所需的眼睛圖像、眼動(dòng)軌跡圖記錄下來保存在存儲(chǔ)器中；⑨.微處理器(3)將眼動(dòng)軌跡圖自動(dòng)整理形成眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖；⑩.微處理器(3)將實(shí)時(shí)眼動(dòng)圖像、與眼動(dòng)圖像相對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)軌跡圖、眼動(dòng)趨勢(shì)變化圖同時(shí)顯示在顯示屏(4)上。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀，屬機(jī)器視覺領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品。數(shù)字視頻眼動(dòng)分析儀由視頻輸入器(1)、圖像采集卡(2)、微處理器(3)和顯示屏(4)組成。采用機(jī)器視覺技術(shù)識(shí)別眼動(dòng)軌跡，其識(shí)別眼動(dòng)軌跡步驟為眼動(dòng)系列圖像采集、數(shù)字圖像處理和分析、存儲(chǔ)顯示。該分析儀具有非接觸無損，數(shù)字化，采樣周期可調(diào)，既可實(shí)時(shí)在線自動(dòng)跟蹤眼睛瞳孔運(yùn)動(dòng)獲取眼動(dòng)軌跡，又可顯示眼動(dòng)真彩色圖像等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于生物、動(dòng)物、醫(yī)學(xué)、公安等行業(yè)進(jìn)行人或動(dòng)物心理和行為活動(dòng)分析，也可用于臨床診斷。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1996342SQ200510132753
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年12月28日
發(fā)明者陰正勤, 姚軍平, 楊紅, 余濤, 王仕軍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan