[发明专利]一种基于滤波传像的眼动系统

说明书

本发明涉及一种基于滤波传像的眼动系统，包括透镜、依次设置于所述透镜前方的滤波传像装置、成像透镜组、成像器件和图像处理装置；所述透镜获取被试者观察不同点时的初始人眼图像，并将所述初始人眼图像传入所述滤波传像装置的入瞳；所述滤波传像装置将所述初始人眼图像以光路传播至所述成像透镜组，并在传播的过程将图像中干扰虹膜检测的噪声滤除；所述成像透镜组接收所述光路，放大成像后获得二级人眼图像，并传入所述成像器件；所述成像器件接收所述二级人眼图像，将其进行光电转化成视频信号导入所述图像处理装置检测被试者的视线落点。本发明所述的基于滤波传像的眼动系统具有能够滤除杂质噪声，精准测试出被试者视线落点的优点。

技术领域

本发明涉及视线追踪领域，特别是涉及一种基于滤波传像的眼动系统。

背景技术

眼动测试就是通过视线追踪技术，也称为眼动跟踪技术，监测用户在看特定目标时的眼睛运动和注视方向，并进行相关分析的过程。视线追踪技术是利用机械、电子、光学等技术手段获取被试者“视觉注意”方向的技术，在认知障碍诊断和人机交互领域有着广泛的应用，如人机交互、虚拟现实、广告学、车辆辅助驾驶、心理与生理学研究等。视线追踪的研究范畴涉及图像处理与分析、计算机视觉、光学、心理学与解剖学等众多领域的专业知识，技术手段需融合多种生物特征识别技术，是典型的多学科交叉性研究课题。按照系统构成和采用的检测方法不同，视线追踪技术可以粗略地划分为侵入式和非侵入式。侵入式视线追踪系统对人的干扰较大，甚至会引起人身体上的不适感。随着相关技术的发展，基于数字视频分析的非侵入式视线追踪系统以其对人的干扰小、操作方便、精度较高等优点成为当前研究的热点方向。

而视线追踪技术的主要研究内容是如何实时、客观、准确地记录被试者当前的视线方向或视线落点位置。早期测量手段比较匮乏时，研究人员多使用诸如机械记录法、电磁记录法、电流记录法等侵入式方法来检测和记录眼动数据。随着机器视觉和数字图像处理技术的迅速发展，利用数字摄像机记录眼动过程并采用图像处理方法分析视线方向的光学记录法得到广泛应用。非侵入式方法主要是在封闭的暗室内或者晚上采用红外光作为光源，利用外部的摄像机获取人眼图像，通过对人眼图像做图像处理得到瞳孔特征点，并对瞳孔做椭圆拟合，找到瞳孔中心位置，从而估算出视线落点位置。随着医学的不断发展和所需条件要求不断的提高，很多医学检测需要在明亮的场景以及强磁场空间内进行，此时的CCD等有源成像器件会对医疗检测产生干扰，需用自然光替代红外光做光源，而用自然光做光源时在获取眼睛图像过程中会产生对实验精度造成不良影响的杂质噪声，导致无法精准地测试出被试者视线落点。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种基于滤波传像的眼动系统，其具有能够滤除杂质噪声，精准测试出被试者视线落点的优点。

一种基于滤波传像的眼动系统，包括透镜、依次设置于所述透镜前方的滤波传像装置、成像透镜组、成像器件和图像处理装置；所述透镜获取被试者观察不同点时的初始人眼图像，并将所述初始人眼图像传入所述滤波传像装置的入瞳；所述滤波传像装置将所述初始人眼图像以光路传播至所述成像透镜组，并在传播的过程将图像中干扰虹膜检测的噪声滤除；所述成像透镜组接收所述光路，放大成像后获得二级人眼图像，并传入所述成像器件；所述成像器件接收所述二级人眼图像，将其进行光电转化成视频信号导入所述图像处理装置检测被试者的视线落点；所述图像处理装置接收所述视频信号还原获得人眼虹膜图像，并检测人眼虹膜中心的位置，确定被试者的视线落点；所述检测人眼虹膜中心位置的步骤为：对所述人眼虹膜图像进行灰度处理和二值化处理以获得黑白图像；对所述黑白图像做边缘检测提取虹膜轮廓；预设一定半径的特定区域，并在特定区域内对圆的参数组进行投票；找到投票最多的参数组所对应的圆，将该圆的中心确定为虹膜中心。

本发明所述的基于滤波传像的眼动系统，通过滤波传像装置将初始人眼图像中携带的杂质噪声滤除，获得更清晰的人眼图像，从而更精准测试出被试者视线落点。

进一步地，预设一定半径的特定区域，并在特定区域内对圆的参数组(x，y，r)进行投票，其中圆的极坐标形式为：