一种高鲁棒性的人眼屈光度检测方法

摘要

本发明公开了一种高鲁棒性的人眼屈光度检测方法，该方法在人眼屈光度检测装置上实现，人眼屈光度检测装置包括壳体、摄像模块、控制模块、显示模块、触摸屏、安卓系统、数量为6组的红外灯、测距模块，该高鲁棒性的人眼屈光度检测方法，通过红外灯与图像的匹配和处理，检测瞳孔位置和亮斑分布，精确计算屈光度值，不仅操作简单，安全可靠，且通用性好，适用于所有年龄段的人眼屈光度检查。

主权项

一种高鲁棒性的人眼屈光度检测方法，该方法在人眼屈光度检测装置上实现，人眼屈光度检测装置包括壳体、摄像模块、控制模块、显示模块、触摸屏、安卓系统、数量为6组的红外灯、测距模块，所述的摄像模块、控制模块、显示模块、触摸屏、红外灯、测距模块均与壳体固连，所述的控制模块分别与摄像模块、显示模块、触摸屏、红外灯、测距模块电相连，所述的安卓系统写入控制模块内，其特征在于，该人眼屈光度检测方法包括以下步骤：步骤1)：开机，安卓系统通过控制模块直接启动摄像模块；步骤2)：手持并移动壳体，保证被检测者的眼睛被显示在显示模块上；步骤3)：点击触摸屏上的“开始”按钮，开始检测；步骤4)：前后移动壳体，通过测距模块检测并定位被检测者的瞳孔与摄像模块之间的距离为1米；步骤5)：1米距离定位完成后，开始自动抓图，同时，6组红外灯开始依次点亮，每组红外灯亮灯时间为200ms，在每组红外灯亮灯的200ms内，摄像模块将会获得六帧图像；步骤6)：当每一个红外灯亮灯时，摄像模块获取感光数据，并传送给控制模块内部的图像信号处理器，所述的图像信号处理器抓取六帧图像中的第三帧和第四帧中的任意一帧图像数据上传至应用层；步骤7)：应用层依据步骤6)所抓取的图像数据检测并计算瞳孔位置，得到含有亮斑的左右眼子区域图像，所述的左右眼子区域图像为定位瞳孔的外接矩形图像；步骤8)：将左右眼子区域图像中的亮斑按照设定公式旋转至水平位置，所述的设定公式为：90‑n(当前抓取第几帧)*60；步骤9)：在步骤8)旋转后的图像数据取出一个设定尺寸的矩形框，所述的矩形框穿过瞳孔区域，所述的矩形框中心与瞳孔区域中心重合，所述的矩形框长度为：瞳孔半径r*(3/2)，矩形宽度为：瞳孔半径r；步骤10)：计算步骤9)中设定尺寸的矩形框图像数据的灰度值；步骤11)：纵向遍历矩形框中的像素点，得到每一列中像素点的非零值，并计算出每一列非零像素的均方差averdiffsum，当averdiffsum<8.0时，记录当前列的平均值average至队列diffvector中和当前列数n至队列pointvector中；步骤12)：将队列diffvector和队列pointvector中的值进行最小二乘拟合运算，所述的最小二乘拟合运算表达式为：y＝k*x+b，计算出拟合直线斜率k和直线常量b的值；步骤13)：剔除队列diffvector中与拟合直线y＝k*x+b偏移较大的值，再次通过最小二乘拟合运算计算直线y＝k*x+b，直到队列diffvector中与拟合直线的偏移量小于5时计算的y＝k*x+b的拟合直线为最终拟合直线；步骤14)：通过大量样本，标定屈光度D与斜率k的对应关系，并拟合曲线；步骤15)：根据步骤13)计算出的最终拟合直线斜率k值，带入步骤14)得到的拟合曲线中，计算对应的屈光度D；步骤16)：重复步骤8)至步骤15)的所有步骤，对6组红外灯依次点亮时摄像模块获取的图像数据计算出6个屈光度，6个屈光度记做D1和D4，D2和D5，D3和D6，所述的对6组红外灯中第一组和第四组，第二组和第五组，第三组和第六组分别组成子午线；步骤17)：根据步骤16)计算出得屈光度D1和D4，D2和D5，D3和D6，计算出A，B，D三个值，其中：A＝((D1+D4)/2+(D2+D5)/2+(D3+D6)/2)/3；B＝(‑2*((D1+D4)/2)+(D2+D5)/2+(D3+D6)/2)/3；D＝((D2+D5)/2‑(D3+D6)/2)/3；步骤18)：根据步骤17)计算得到的A，B，D三个值，计算球镜sph，柱镜cyl，轴位axis，从而完成人眼屈光度检测，其中：$sph=A-\sqrt{(B^2+D^2)}$$cyl=2*\sqrt{(B^2+D^2)}$axis＝‑0.5*tan^‑1(D/B)。