一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法技术

本发明专利技术公开了一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法，涉及眼球图像摄取技术领域，先通过照度传感器对环境照度进行探测，以判断是否符合设定的测量环境照度要求，如若环境照度值大于Xb，则停止测量或启用其他算法；若环境照度值小于Xd，则开启补偿照明光源Lc后再行探测，并根据再次探测的环境光照度结果设置相应的调整系数；如若探测结果环境光照度处在明视区，则可直接进行瞳孔的拍摄、测量、系数调整等流程。本发明专利技术方法改变了对于瞳孔直径的测量应用必须在固定光照度环境下实施的传统做法，在一些难以实现固定光照度环境的应用领域有着广泛的前景。用领域有着广泛的前景。用领域有着广泛的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法


[0001]本专利技术涉及眼球图像摄取
，尤其涉及一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法。

技术介绍

[0002]随着现代角膜和晶状体屈光手术的发展，瞳孔的大小成为了一个术前评估和手术设计的重要参数；在准分子激光屈光手术中，一般按患者暗处瞳孔直径来设计切削区，切削区小于暗室瞳孔直径，可引起术后球差增加，夜间和暗光下会出现视物模糊、视物不适，影响了人眼的成像质量。因此角膜屈光手术前精确测量暗室瞳孔，根据患者暗室瞳孔直径和角膜厚度设计切削区域大小尤为重要。暗光下瞳孔直径的测量已经成为角膜屈光手术前评估的一个必要步骤。在其他的瞳孔测量应用中，如对疾病的诊断同样也需要对瞳孔直径做出精准的测量，否则会对疾病的诊断造成误判。
[0003]瞳孔直径通常处于动态变化中，在测量上有一定困难，为准确测量瞳孔直径，所以术前瞳孔直径的测量需在暗室中并用专门的测量仪器实施，这无疑增加了成本和测量难度。而在一些非固定光照环境的测量应用中，由于所处光照环境的变化，其瞳孔直径应用算法需要根据相应环境进行调整，如算法1适用于100Lux光照度环境，算法2适用300Lux，
…
，算法n适用于800Lux光照度环境等。使用前需对环境照度进行检测认定，以便调整到对应照度的瞳孔直径应用算法。但环境照度是连续变化的模拟量，而事先给定的若干组不同的环境照度却是离散值，故基于离散值的环境照度应用算法，很难与真实的环境照度对应，如实际环境照度值为197Lux时，无论选用算法1(100Lux)还是算法2(300Lux)都会与与真实的光照度有较大误差，所以在这种情况下其给出的瞳孔直径应用结果只能是仅供参考的相似值。因为在一些通过瞳孔直径对疾病的判断中，同样的瞳孔直径在不同的光照度环境下其结果是截然不同的。
[0004]图1是某瞳孔直径在光照度从Lux100～1100时测量的结果在坐标上的投影。坐标横(X)轴为光照度，纵(Y)轴为瞳孔直径，显然Y＝f(x)。其中阴影圆形处是光照度分别为Lux100、Lux300、Lux500、Lux800、Lux1000和Lux1100情况下测得的瞳孔直径。瞳孔直径应用算法基本上都是选取一个或几个光照度值，如选取300Lux或选取100Lux、300Lux、500Lux，前者要求应用光照度环境限定在300Lux条件下，后者要求应用光照度环境分别限定在100Lux、300Lux、500Lux条件下，具体应用时再据实分别调用。但实际操作中，很难设置成与要求完全一致的光照度环境，总会有上下波动，如欲设置光照度为100Lux环境，实际上出现90～110Lux是很正常的，但我们也只能采用100Lux的应用算法。设置光照度为300Lux环境，实际上出现280～330Lux也是很正常的，我们也只能采用300Lux的应用算法。
[0005]由于光照度是个模拟量，故而实际上在100Lux～1100Lux之间是有无数多个f(x)取值，所以这种事先设定若干数量的光照度值瞳孔直径应用算法，来适应实际上是在连续变化的光照度情况下测得的瞳孔直径，显然是不准确的。

技术实现思路

[0006]鉴于将在随机光照度环境下对瞳孔直径的测量结果，在固定光照度环境下应用，存在较大误差，本专利技术提出了一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法，解决了在随机光照环境下获得的变化着的瞳孔直径的应用问题。使得在涉及瞳孔直径的应用中，光照度环境不再是首先要解决的关键问题。
[0007]本专利技术提出的一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法，应用的非接触测量系统包括：红外眼球摄像镜头模组、照度传感器以及红外光补偿照明灯及白光补偿照明灯，所述红外眼球摄像镜头模组包括可见光镜头和红外镜头，所述照度传感器用于检测拍摄环境亮度，并将检测结果提交给系统；所述白光补偿照明灯是当拍摄环境较暗时，用来提高亮度，具体测量应用方法方法包括以下步骤：
[0008]S1、确定测量区域，在瞳孔直径—光照强度曲线的X轴选择由Xd至Xb两点构成的区间，在这个区间瞳孔直径会随着光照强度的改变而变化，其变化的幅度以维持瞳孔的进光量恒定，Xd至Xb的取值在人们通常习惯的照明亮度之间，取决于具体的应用场景，称之为明视区，原点O至点Xd区间为暗视区，此区域需要视杆细胞增加对光的敏感度，以弥补光照度的不足；点Xb至x取值更大的区间称之为高亮区，此区域需要视锥细胞降低对光的敏感度，以保护视细胞免受灼伤；将瞳孔直径的测量、应用选择在明视区，即测量区域；
[0009]S2、环境光照度检测，所述照度传感器选择数字式照度传感器，直接输出与亮度相应的数字数值；
[0010]S3、环境光照度处在明视区即测量区域，M和S都是测量区域內不同的点，其照度值分别是a0和a1，瞳孔直径分别对应b0、b1，在测量区域设定一标准照度值Ls，在此照度环境下对某一正常瞳孔进行测量，得到的瞳孔标准直径值Ds和标准瞳孔面积为Ss，得到一个本区域的标准计量单位S
LD
，是标准照度值与标准照度值下瞳孔面积的乘积，即：
[0011]S
LD
＝Ls
·
Ss
[0012]其单位是Lxmm，意为勒克斯毫米方，得到标准计量单位S
LD
，在明视区对瞳孔直径的测量，以标准计量单位S
LD
作为标准，对不同光照度环境下的测量结果进行调整换算；
[0013]标准计量单位S
LD
为光通量的另一种表示方式，其物理意义系指不管瞳孔直径和照度值如何变化，进入瞳孔的光通量是恒定不变的。即：
[0014]Φ＝E
·
S
[0015]E＝Φ/S
[0016]S＝Φ/E
[0017]Φ为光通量，单位(Lm)；S为受照面积，单位(m2)；E照度，单位(Lx或Lux)；
[0018]据此得出瞳孔直径d：
[0019]S＝π
·
r2[0020]S/π＝r2[0021][0022][0023]根据光通量表达式，变换后则有瞳孔直径测量标准公式：
[0024]S
LD
/照度＝瞳孔面积
[0025][0026]S4、在得出的标准计量单位S
LD
条件下，使用固定光照度测量算法判断应用时则需要纠正，纠正方法是用即时瞳孔直径与标准瞳孔直径之比Dr/Ds作为系数，原标准固定光照环境下应用中的瞳孔直径值乘以该系数，即得到即时瞳孔直径的判断参数。
[0027]优选的，还包括步骤S5,当处在暗视区时，通过加设补偿照明的手段提高环境光照度，设补偿光照度值为Lc，使其补偿照明后的光照度值落在明视区，则照度值的选择应满足以下要求：
[0028]Xb＞Lc＞Xd
[0029]Lc+Xd＜Xb。
[0030]本专利技术的有益效果：先得确定明视区范围，选定点Xd和Xb，根据Xd、Xb确定补偿照度Lc的值；然后设定标准照度值Ls，并在此标准照度值下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在随机光照环境下瞳孔的非接触测量应用方法，应用的非接触测量系统包括：红外眼球摄像镜头模组、照度传感器以及红外光补偿照明灯及白光补偿照明灯，所述红外眼球摄像镜头模组包括可见光镜头和红外镜头，所述照度传感器用于检测拍摄环境亮度，并将检测结果提交给系统；所述白光补偿照明灯是当拍摄环境较暗时，用来提高亮度，其特征在于，具体测量应用方法方法包括以下步骤：S1、确定测量区域，在瞳孔直径—光照强度曲线的X轴选择由Xd至Xb两点构成的区间，在这个区间瞳孔直径会随着光照强度的改变而变化，其变化的幅度以维持瞳孔的进光量恒定，Xd至Xb的取值在人们通常习惯的照明亮度之间，取决于具体的应用场景，称之为明视区，原点O至点Xd区间为暗视区，此区域需要视杆细胞增加对光的敏感度，以弥补光照度的不足；点Xb至x取值更大的区间称之为高亮区，此区域需要视锥细胞降低对光的敏感度，以保护视细胞免受灼伤；将瞳孔直径的测量、应用选择在明视区，即测量区域；S2、环境光照度检测，所述照度传感器选择数字式照度传感器，直接输出与亮度相应的数字数值；S3、环境光照度处在明视区即测量区域，M和S都是测量区域內不同的点，其照度值分别是a0和a1，瞳孔直径分别对应b0、b1，在测量区域设定一标准照度值Ls，在此照度环境下对某一正常瞳孔进行测量，得到的瞳孔标准直径值Ds和标准瞳孔面积为Ss，得到一个本区域的标准计量单位S
LD
，是标准照度值与标准照度值下瞳孔面积的乘积，即：S
LD
＝Ls

【专利技术属性】
技术研发人员：孟万祥，高金泽，
申请(专利权)人：深圳熙卓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：