红外视频瞳孔定位系统.doc

  红外视频瞳孔定位系统 周黄玲，苏菲** （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：红外视频瞳孔中心定位具有广泛的实际应用。本文对红外视频瞳孔定位系统各个模块 进行了阐述。在图像预处理阶段，采用了一种高效算法,通过中值滤波算法，利用检测连通 域的方法检测、分割出瞳孔区域，并滤除其它噪声。通过重心法实现了瞳孔中心粗定位，降 低了精确定位模块的计算复杂度。在精确定位瞳孔中心阶段，对标准的 Hough 变换圆检测 算法进行了改进，在保证检测精度的前提下，降低了计算复杂度。 关键词：多媒体技术与多媒体计算机；红外视频；瞳孔定位 中图分类号：TP37 Pupil Location In Infrared Video ZHOU Huangling, SU Fei (School of Information & Communication Engineering, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Pupil location in infrared video has been widely used in practice. In this paper, a real time pupil location system was realized. In the image preprocessing, an efficient algorithm was proposed. Based on the result of median filter, the connect domain method was used to remove noise and retains the pupil area. The coarse center of pupil was detected by gravity method, and the coarse center can be used to reduce the computational complexity in the stage of accurate location greatly. In the accurate location stage, Hough transform circle detection arithmetic was improved to make the system efficient on the condition of high accuracy. Key words: Multimedia technology and Multimedia computer; Infrared Video; Pupil Location 0 引言 近年来，医学界普遍认为眩晕症中大约有 20-40%为良性阵发性位置性眩晕（简称 BPPV），而且通过变位试验可以明确诊断。根据变位试验的诊断结果，采用相应的体位调 整进行复位治疗，有很高的治愈率。在诊断和复位治疗过程中，所依据的是分析由红外摄像 头实时采集到的患者眼球运动情况，医学上称为眼震。在前庭功能检查过程中，眼球左右运 动产生水平眼震、上下运动产生垂直眼震。眼震由慢相和快相组成，慢相是眼球向一个方向 缓慢运动，快相是继慢相之后，眼球快速回到原位的运动。眼震蕴涵了患者的前庭功能状况， 能否准确、定量地分析眼震是诊断治疗成功的关键。然而，由于眼球运动经常比较微弱，并 且具有一定的随机性，医生很难通过肉眼精确地估算出眼震的参数，比如快相速度、慢相速 度等。况且，临床上需要从眼震中得到前庭功能状况的定量描述。因此，自动精确地捕获红 外视频中的眼球运动是对眼震分析的前提，只有准确的眼震曲线才可以用于计算快相及慢相 速度，对于眩晕症诊疗具有重大的意义。 1 图像预处理 中值滤波（ Median Filter）是图像处理中的一个基本操作，中值滤波对椒盐噪声 作者简介：周黄玲（1987-），男，硕士研究生，主要研究方向：模式识别，计算机视觉 通信联系人：苏菲（1973-），女，教授，博士生导师，主要研究方向：模式识别、图像处理与生物特征识 别. E-mail: sufei@bupt.edu.cn -1-   （salt-and-pepper noise）具有很好的降噪效果。中值滤波其基本原理是把数字图像中该像素 点的值用其邻域像素组成的集合的中值代替，从而去除孤立的噪声点[1]。 集合的中值是指集合中的一个元素?? ，集合中除了该元素之外，有一半元素小于该值， 45 50 55 60 有一半元素大于该值。使用中值