[发明专利]用于儿童ADHD筛查评估系统的眼动注意力特征向量确定方法

说明书

一种用于儿童ADHD筛查评估系统的眼动注意力特征向量确定方法，输入为采集到的正面视频Vsubgt;Front/subgt;和相机标定矩阵Csubgt;r/subgt;，输出为产生的眼动注意力特征向量Fsubgt;g/subgt;，包括以下步骤:步骤1瞳孔位置计算；步骤2视线方向计算，视线方向特征表示为一个包含偏航角和俯仰角的二维向量g；步骤3通过外部标定的方式确定屏幕所在平面的空间位置，根据视线方向特征向量g以及眼部位置esubgt;r/subgt;计算视线与屏幕平面的交点，即为视线在屏幕上的落点psubgt;s/subgt;，再根据屏幕结构得到眼部注意力区域r；步骤4得到最终的眼动注意力特征向量，表示为Fsubgt;g/subgt;＝[esubgt;r/subgt;,g,r]。本发明操作便捷、准确性较好，不限制和影响ADHD儿童活动的前提下的测算眼动注意力。

技术领域

本发明涉及一种儿童ADHD筛查评估系统，尤其是眼动注意力特征向量确定方法。

背景技术

注意缺陷多动障碍(ADHD)，俗称多动症，是儿童青少年期最常见的神经发育障碍，其临床表现是注意集中困难、活动过度、冲动，情绪不稳定、学习困难等。现有的ADHD医学影像的智能识别技术主要是基于脑部功能性核磁共振和脑电图等病理方面的研究，或者单独基于眼动或面部表情等观察患者的行为特征。

目前ADHD儿童眼动特征的研究和技术路线主要有两种，一种是通过头戴的眼动仪跟踪儿童的眼动情况和注视点位置，另一种则需要限定儿童身体和头部的位置，然后使用固定参数的公式计算得到儿童注视点位置。前者的缺点在于儿童需要头戴一个眼动仪，操作上有点不方便，而且眼动仪容易被儿童取下或改变位置，导致结果不准确。后者的缺陷在于需要限制儿童的运动，儿童的部分行为特征在这种情况下很难表现出来，而且在儿童大幅度运动后对于眼动的计算也会产生误差。

发明内容

为了克服已有ADHD儿童眼动特征确定方式的操作不方便、准确性较差的不足，本发明提供了一种操作便捷、准确性较好的用于儿童ADHD筛查评估系统的眼动注意力特征向量确定方法，不限制和影响ADHD儿童活动的前提下的测算眼动注意力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于儿童ADHD筛查评估系统的眼动注意力特征向量确定方法，其特征在于，输入为采集到的正面视频V_Front和相机标定矩阵C_r，输出为产生的眼动注意力特征向量F_g，包括以下步骤:

步骤1瞳孔位置计算：首先通过基于HOG的算法确认脸部位置，对脸部关键点的检测通过连续条件神经场模型框架实现，由此计算出平面中的瞳孔位置e_h；接着，利用EPnP算法，将检测到的人脸与平均标准3D脸模F进行对齐，计算出相机坐标系下头部的旋转矩阵R_r以及平移向量t_r，输出为眼部空间位置e_r＝t_r+e_h；

步骤2视线方向计算，视线方向特征表示为一个包含偏航角和俯仰角的二维向量g，所述偏航角为视线方向与垂直平面的夹角，所述俯仰角为视线方向与水平面的夹角；

步骤3屏幕位置换算：通过外部标定的方式确定屏幕所在平面的空间位置，根据视线方向特征向量g以及眼部位置e_r可以计算视线与屏幕平面的交点，即为视线在屏幕上的落点p_s，再根据屏幕结构得到眼部注意力区域r；

步骤4将瞳孔位置、视线方向及屏幕注意力三者进行结合，得到最终的眼动注意力特征向量，表示为F_g＝[e_r,g,r]。