眼部参数检测设备

摘要

本发明涉及一种眼部参数检测设备，包括高清摄像头、图像检测器件和单片机AT89C51，所述高清摄像头用于对被检测人员的面部进行拍摄以获得被检测面部图像，所述图像检测器件与所述高清摄像头连接，用于对被检测面部图像进行图像处理，所述单片机与所述图像检测器件连接，基于所述图像检测器件的图像处理结果确定多个眼部参数，所述多个眼部参数包括瞳孔位置和上下眼睑距离。通过本发明，能够快速、准确地检测出被检测人员的多个眼部参数，从而为后续的被检测人员疲劳状态判断、身份识别或图像检索提供更有价值的参考数据。

主权项

一种眼部参数检测设备，包括高清摄像头、图像检测器件和单片机AT89C51，所述高清摄像头用于对被检测人员的面部进行拍摄以获得被检测面部图像，所述图像检测器件与所述高清摄像头连接，用于对被检测面部图像进行图像处理，所述单片机与所述图像检测器件连接，基于所述图像检测器件的图像处理结果确定多个眼部参数，所述多个眼部参数包括瞳孔位置和上下眼睑距离；其特征在于，所述检测设备还包括：两个红外光发射器，分别放置在所述高清摄像头的两侧，与所述高清摄像头在同一水平线上且到所述高清摄像头的距离相等，两个红外光发射器发射的红外光的波长都为850nm；供电器件，用于在单片机AT89C51的控制下，为所述检测设备的各个用电部件提供电力供应；静态存储器，用于预先存储眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值，所述眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值的数值都在0‑255之间，用于将图像中的人员的上下眼睑与背景分离，所述静态存储器还预先存储了上下眼睑距离阈值、第一预设时间间隔和第二预设时间间隔，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔；无线通信接口，与远端的眼部识别服务器建立双向无线通信链路，用于将所述单片机AT89C51输出的人员疲惫信号无线发送给所述眼部识别服务器，还用于将图像压缩器输出的压缩复合图像无线发送给所述眼部识别服务器；图像压缩器，与所述单片机AT89C51和所述无线通信接口分别连接，基于MPEG‑4压缩标准对复合图像执行压缩编码以生成压缩复合图像，将所述压缩复合图像发送给所述无线通信接口；所述高清摄像头包括前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于对被检测人员的面部进行拍摄以获得被检测面部图像，所述被检测面部图像的分辨率为3840×2160，所述滤镜为850nm红外光滤光镜，所述成像电子单元为CMOS视觉传感器；所述图像检测器件与所述静态存储器和所述高清摄像头分别连接，包括自适应递归滤波子器件、灰度化处理子器件、眼部图像分割子器件和眼部参数提取子器件；自适应递归滤波子器件与所述高清摄像头连接，用于对所述被检测面部图像进行自适应递归滤波处理，以获得被检测滤波图像；所述灰度化处理子器件与自适应递归滤波子器件连接，对被检测滤波图像进行灰度化处理，以获得被检测灰度图像；所述眼部图像分割子器件与所述灰度化处理子器件和所述静态存储器分别连接，将被检测灰度图像中灰度值在眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值之间的像素识别为被检测眼睑像素，将所有被检测眼睑像素以及处于所有被检测眼睑像素之间的所有像素一起组成一个被检测眼部子图像；所述眼部参数提取子器件与所述眼部图像分割子器件和所述静态存储器分别连接，采用3像素×3像素的图像块搜索窗口在被检测眼部子图像中进行搜索，计算每一个被搜索的3像素×3像素的图像块的灰度值均值，将灰度值均值最大的图像块所在的位置确定为瞳孔位置，还计算被检测眼部子图像的最大高度，将计算出的最大高度作为上下眼睑距离；所述单片机AT89C51与所述图像检测器件、所述高清摄像头和所述静态存储器分别连接，将所述瞳孔位置和所述上下眼睑距离都标记到所述被检测面部图像上以形成复合图像，并在每个第一预设时间间隔内当所述上下眼睑距离小于上下眼睑距离阈值的持续时间达到第二预设时间间隔时，发出人员疲惫信号；其中，所述自适应递归滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述眼部图像分割子器件和所述眼部参数提取子器件分别采用FPGA芯片来实现，所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix‑7系列，将所述自适应递归滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述眼部图像分割子器件和所述眼部参数提取子器件集成在一块集成电路板上；其中，所述单片机AT89C51根据供电器件的剩余电量，决定向所述高清摄像头发送启动信号、省电信号或关闭信号，以及向所述图像检测器件发送启动信号、省电信号或关闭信号，以分别控制所述高清摄像头和所述图像检测器件的工作模式。