眼部參數(shù)檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種眼部參數(shù)檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]人們的眼部特征的識別其應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，例如，通過檢測上下眼瞼的間距能夠判斷人們的疲勞狀態(tài)，同時由于眼部特征的高辨識度，因而提取到的眼部特征能夠用于身份識別或圖像檢索。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的眼部特征識別方案基本上有兩種:(I)利用眼動電圖和肌電圖來測量眼睛睜閉和眼球的位置；(2)利用攝像機(jī)在自然光照射下拍攝被檢測人員的眼睛的圖像，再用圖像處理的方法提取眼部各項特征。這兩種識別方法都存在一定的缺陷:前者需要在被檢測人員的眼睛周圍粘貼上電極，給被檢測人員帶來負(fù)擔(dān)；后者由于攝像機(jī)采樣頻率有限，圖像處理技術(shù)沒有針對性，檢測的精度不高。
[0004]因此，需要一種新的眼部特征識別方案，在不給被檢測人員增加負(fù)擔(dān)的情況下，能夠根據(jù)人們眼部活動的特點，有針對性地制定多種眼部參數(shù)的提取策略，從而同時提高眼部特征識別的速度和精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種眼部參數(shù)檢測設(shè)備，基于人們眼部瞳孔對紅外線發(fā)射率高的特點，引入兩個等距放置的紅外光源為攝像頭的圖像采集提高輔助照明，并引入有針對性的多個圖像處理部件提高瞳孔位置檢測的精度，同時基于有效的檢測模式確定被檢測人員的疲勞程度，整個檢測設(shè)備運(yùn)行速度快，提供的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種眼部參數(shù)檢測設(shè)備，包括高清攝像頭、圖像檢測器件和單片機(jī)AT89C51，所述高清攝像頭用于對被檢測人員的面部進(jìn)行拍攝以獲得被檢測面部圖像，所述圖像檢測器件與所述高清攝像頭連接，用于對被檢測面部圖像進(jìn)行圖像處理，所述單片機(jī)與所述圖像檢測器件連接，基于所述圖像檢測器件的圖像處理結(jié)果確定多個眼部參數(shù)，所述多個眼部參數(shù)包括瞳孔位置和上下眼瞼距離。
[0007]更具體地，在所述眼部參數(shù)檢測設(shè)備中，還包括:兩個紅外光發(fā)射器，分別放置在所述高清攝像頭的兩側(cè)，與所述高清攝像頭在同一水平線上且到所述高清攝像頭的距離相等，兩個紅外光發(fā)射器發(fā)射的紅外光的波長都為850nm;供電器件，用于在單片機(jī)AT89C51的控制下，為所述檢測設(shè)備的各個用電部件提供電力供應(yīng)；靜態(tài)存儲器，用于預(yù)先存儲眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值，所述眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值的數(shù)值都在0-255之間，用于將圖像中的人員的上下眼瞼與背景分離，所述靜態(tài)存儲器還預(yù)先存儲了上下眼瞼距離閾值、第一預(yù)設(shè)時間間隔和第二預(yù)設(shè)時間間隔，所述第一預(yù)設(shè)時間間隔大于所述第二預(yù)設(shè)時間間隔；無線通信接口，與遠(yuǎn)端的眼部識別服務(wù)器建立雙向無線通信鏈路，用于將所述單片機(jī)AT89C51輸出的人員疲憊信號無線發(fā)送給所述眼部識別服務(wù)器，還用于將圖像壓縮器輸出的壓縮復(fù)合圖像無線發(fā)送給所述眼部識別服務(wù)器；圖像壓縮器，與所述單片機(jī)AT89C51和所述無線通信接口分別連接，基于MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)對復(fù)合圖像執(zhí)行壓縮編碼以生成壓縮復(fù)合圖像，將所述壓縮復(fù)合圖像發(fā)送給所述無線通信接口 ；所述高清攝像頭包括前蓋玻璃、鏡頭、濾鏡和成像電子單元，用于對被檢測人員的面部進(jìn)行拍攝以獲得被檢測面部圖像，所述被檢測面部圖像的分辨率為3840X 2160，所述濾鏡為850nm紅外光濾光鏡，所述成像電子單元為CMOS視覺傳感器；所述圖像檢測器件與所述靜態(tài)存儲器和所述高清攝像頭分別連接，包括自適應(yīng)遞歸濾波子器件、灰度化處理子器件、眼部圖像分割子器件和眼部參數(shù)提取子器件；自適應(yīng)遞歸濾波子器件與所述高清攝像頭連接，用于對所述被檢測面部圖像進(jìn)行自適應(yīng)遞歸濾波處理，以獲得被檢測濾波圖像；所述灰度化處理子器件與自適應(yīng)遞歸濾波子器件連接，對被檢測濾波圖像進(jìn)行灰度化處理，以獲得被檢測灰度圖像；所述眼部圖像分割子器件與所述灰度化處理子器件和所述靜態(tài)存儲器分別連接，將被檢測灰度圖像中灰度值在眼瞼灰度上限閾值和眼瞼灰度下限閾值之間的像素識別為被檢測眼瞼像素，將所有被檢測眼瞼像素以及處于所有被檢測眼瞼像素之間的所有像素一起組成一個被檢測眼部子圖像；所述眼部參數(shù)提取子器件與所述眼部圖像分割子器件和所述靜態(tài)存儲器分別連接，采用3像素X3像素的圖像塊搜索窗口在被檢測眼部子圖像中進(jìn)行搜索，計算每一個被搜索的3像素X 3像素的圖像塊的灰度值均值，將灰度值均值最大的圖像塊所在的位置確定為瞳孔位置，還計算被檢測眼部子圖像的最大高度，將計算出的最大高度作為上下眼瞼距離；所述單片機(jī)AT89C51與所述圖像檢測器件、所述高清攝像頭和所述靜態(tài)存儲器分別連接，將所述瞳孔位置和所述上下眼瞼距離都標(biāo)記到所述被檢測面部圖像上以形成復(fù)合圖像，并在每個第一預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)當(dāng)所述上下眼瞼距離小于上下眼瞼距離閾值的持續(xù)時間達(dá)到第二預(yù)設(shè)時間間隔時，發(fā)出人員疲憊信號；其中，所述自適應(yīng)遞歸濾波子器件、所述灰度化處理子器件、所述眼部圖像分割子器件和所述眼部參數(shù)提取子器件分別采用FPGA芯片來實現(xiàn)，所采用的FPGA芯片的選型都為Xilinx公司的Artix_7系列，將所述自適應(yīng)遞歸濾波子器件、所述灰度化處理子器件、所述眼部圖像分割子器件和所述眼部參數(shù)提取子器件集成在一塊集成電路板上；所述單片機(jī)AT89C51根據(jù)供電器件的剩余電量，決定向所述高清攝像頭發(fā)送啟動信號、省電信號或關(guān)閉信號，以及向所述圖像檢測器件發(fā)送啟動信號、省電信號或關(guān)閉信號，以分別控制所述高清攝像頭和所述圖像檢測器件的工作模式。
[0008]更具體地，在所述眼部參數(shù)檢測設(shè)備中，所述無線通信接口包括無線接收機(jī)和無線發(fā)射機(jī)。
[0009]更具體地，在所述眼部參數(shù)檢測設(shè)備中，所述無線通信接口還向所述單片機(jī)AT89C51轉(zhuǎn)發(fā)所述眼部識別服務(wù)器發(fā)送的各項控制指令。
[0010]更具體地，在所述眼部參數(shù)檢測設(shè)備中，將眼部參數(shù)檢測設(shè)備集成到便攜式移動終端中。
[0011]更具體地，在所述眼部參數(shù)檢測設(shè)備中，還包括:液晶顯示屏，與所述單片機(jī)AT89C51連接，用于實時顯示所述復(fù)合圖像，還用于顯示所述人員疲憊信號。
【附圖說明】
[0012]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行描述，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的眼部參數(shù)檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的眼部參數(shù)檢測設(shè)備的無線通信接口的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發(fā)明的眼部參數(shù)檢測設(shè)備的實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]眼睛是人們最重要的器官之一，也是最能讓人感受到其不適或病變的感覺器官。
[0017]人眼視覺器官包括眼球、視路和附屬器。人眼的外形接近球形，稱為眼球。眼球壁是包圍眼球的一層組織，由鞏膜、脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜組成。眼球壁由外向內(nèi)可分為三層:纖維膜、色素膜、視網(wǎng)膜。纖維膜由纖維組織構(gòu)成，較硬，堅韌而有彈性，對眼球有保護(hù)作用，并能維持眼球的形狀，似雞蛋殼一樣。纖維膜又可分為角膜、鞏膜、角鞏膜緣。色素膜又叫葡萄膜，具有營養(yǎng)眼內(nèi)組織及遮光的作用，自前向后又可分為虹膜、睫狀體、脈絡(luò)膜三部分。
[0018]虹膜中間有瞳孔。眼內(nèi)容物包括房水、晶狀體和玻璃體。這三部分加上外層中的角膜，就構(gòu)成了眼的折射系統(tǒng)。房水為無色透明的液體，充滿前房、后房，約有0.15?0.3ml，它具有營養(yǎng)和維持眼內(nèi)壓力的作用。晶狀體位于虹膜后面，玻璃體前面，借助懸韌帶與睫狀體相聯(lián)系，是一種富有彈性的透明組織。玻璃體為無色透明膠狀體，充滿晶狀體后面的空腔里，具有折射光、固定視網(wǎng)膜的作用。玻璃體和晶狀體房水、角膜等一起構(gòu)成了眼的屈光間質(zhì)，并且對視網(wǎng)膜和眼球壁起支撐作用，使視網(wǎng)膜與脈絡(luò)膜相貼。在外傷或手術(shù)中，一旦發(fā)生玻璃體丟失，就容易造成視網(wǎng)膜脫離。
[0019]