人眼自动对准方法、系统、装置及存储介质与流程

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种人眼自动对准方法、系统、装置及存储介质。

背景技术：

1、眼生物测量仪是眼科临床诊断和治疗中不可或缺的重要设备，能够帮助医生更准确地了解眼部生物参数，并提供相应的治疗建议。眼部生物参数包括眼轴长、角膜曲率、角膜厚度、前房深度、晶体厚度、玻璃体厚度，以及角膜直径、瞳孔直径、视轴偏心距(kappa角)等参数，这些参数对于眼科医生诊断和治疗各种眼部问题具有重要意义。

2、眼生物测量仪在眼部生物参数测量时，需要快速捕捉并锁定眼睛的位置，再利用特定波长的红外光线和干涉测量技术，非接触地测量出多项眼部生物参数。因此，人眼自动对准是其中一个重要环节。

3、目前，现有的眼生物测量仪，只能依靠人工操作仪器来找眼，无法快速全自动准确实现人眼对准，进而影响检测效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种人眼自动对准方法、系统、装置及存储介质，以解决现有眼生物测量仪只能依靠人工操作仪器来找眼，无法快速全自动准确实现人眼对准导致检测效率低下的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种人眼自动对准方法，用于设有额托架的眼生物测量仪，所述眼生物测量仪还配置有额托电机和三维运动电机；所述额托电机用于控制所述额托架的运动，所述三维运动电机用于控制所述眼生物测量仪在三维方向上运动；

3、所述方法包括：

4、检测所述额托架上是否放置有待测脸部；

5、在所述额托架上放置有所述待测脸部时，获取脸部图像；

6、对所述脸部图像进行脸部特征检测，得到脸部关键点集合；

7、根据所述脸部关键点集合，计算得到一次对准控制参数；

8、根据所述一次对准控制参数，分别控制所述额托电机和所述三维运动电机工作，以进行一次对准；

9、获取所述待测脸部的瞳孔圆环图像；

10、对所述瞳孔圆环图像进行圆环特征检测，得到目标圆环中心；

11、根据所述目标圆环中心，计算得到二次对准控制参数；

12、根据所述二次对准控制参数，控制所述三维运动电机工作，以进行二次对准，完成人眼自动对准。

13、可选地，所述额托架上设有额托压力传感器和额头温度传感器；所述眼生物测量仪还配置有脸部相机和脸部补光灯；

14、所述检测所述额托架上是否放置有待测脸部，包括：

15、实时监测所述额托压力传感器以及所述额头温度传感器是否输出信号；

16、当同时监测到所述额托压力传感器输出信号以及所述额头温度传感器输出信号时，确定所述额托架上放置有所述待测脸部，并发出脸部图像采集指令；否则确定所述额托架上未放置有所述待测脸部，并不发出所述脸部图像采集指令；

17、对应地，所述在所述额托架上放置有所述待测脸部时，获取脸部图像，包括：

18、在所述额托架上放置有所述待测脸部时，所述脸部补光灯响应于所述脸部图像采集指令，启动工作；同时所述脸部相机响应于所述脸部图像采集指令，采集所述脸部图像。

19、可选地，所述一次对准控制参数包括在所述脸部图像中，两个眼部关键点中任一个眼部关键点与下巴关键点之间的第一纵坐标差值，以及两个眼部关键点之间的第一横坐标差值；

20、所述根据所述脸部关键点集合，计算得到一次对准控制参数，包括：

21、在所述脸部关键点集合中，分别提取下巴关键点的第一位置坐标和两个眼部关键点的第二位置坐标；

22、任选一个眼部关键点的所述第二位置坐标，根据所述第一位置坐标和选取的所述第二位置坐标，计算出所述第一纵坐标差值；

23、根据两个眼部关键点的所述第二位置坐标，计算出所述第一横坐标差值。

24、可选地，所述根据所述一次对准控制参数，分别控制所述额托电机和所述三维运动电机运动，以进行一次对准，包括：

25、利用所述脸部相机对应的相机成像公式，将所述第一纵坐标差值转换为第一控制距离，将所述第一横坐标差值转换为第二控制距离；

26、根据所述第一控制距离和所述第二控制距离，控制所述额托电机和所述三维运动电机分别工作，以分别控制所述额托架运动以及所述眼生物测量仪在三维方向上运动，完成一次对准；

27、其中，所述相机成像公式具体为：

28、

29、其中，l1和l2分别为所述第一控制距离和所述第二控制距离，z为所述脸部相机对应的预设工作距离，f1为所述脸部相机对应的焦距，y和x分别为所述第一纵坐标差值和所述第一横坐标差值。

30、可选地，所述对所述脸部图像进行脸部特征检测，得到脸部关键点集合，包括：

31、采用retinaface脸部检测模型，对所述脸部图像进行脸部边界检测，得到脸部边界数据；

32、采用cascade级联分类器对所述脸部边界数据进行回归分类处理，得到所述脸部关键点集合；其中，所述脸部关键点集合包括68个脸部关键点。

33、可选地，所述对所述瞳孔圆环图像进行圆环特征检测，得到目标圆环中心，包括：

34、对所述瞳孔圆环图像进行灰度化处理，得到瞳孔灰度图像；

35、对所述瞳孔灰度图像进行二值化处理，得到瞳孔二值化图像；

36、对所述瞳孔二值化图像进行霍夫圆环检测，得到粗提取圆环中心；

37、对所述瞳孔灰度图像进行边缘检测，得到瞳孔边缘图像；

38、将所述粗提取圆环中心为基准，在所述瞳孔边缘图像中进行等角度间隔采样，得到多个边缘采样点；

39、利用所有所述边缘采样点进行椭圆拟合，得到所述目标圆环中心。

40、可选地，所述二次对准控制参数包括所述目标圆环中心对应的圆环中心坐标与所述瞳孔圆环图像对应的图像中心坐标之间的第二横坐标差值和第二纵坐标差值；

41、所述根据所述目标圆环中心，计算得到二次对准控制参数，包括：

42、提取所述瞳孔圆环图像对应的所述图像中心坐标，计算所述圆环中心坐标与所述图像中心坐标之间的偏差，分别得到所述第二横坐标差值和所述第二纵坐标差值；

43、所述三维运动电机包括x方向电机、y方向电机和z方向电机，所述x方向电机用于控制所述眼生物测量仪在x方向上运动，所述y方向电机用于控制所述眼生物测量仪在y方向上运动，所述z方向电机用于控制所述眼生物测量仪在z方向上运动；

44、对应地，所述根据所述二次对准控制参数，控制所述三维运动电机工作，以进行二次对准，包括：

45、根据所述第二横坐标差值的正负，确定所述x方向电机控制所述眼生物测量仪在x方向上的第一运动方向；并根据所述第二纵坐标差值的正负，确定所述z方向电机控制所述眼生物测量仪在z方向上的第二运动方向；

46、按照所述第一运动方向，控制所述x方向电机工作，以控制所述眼生物测量仪在x方向上运动，并在运动后重新计算所述第二横坐标差值，直至重新计算的所述第二横坐标差值的绝对值小于第一预设阈值，停止控制所述x方向电机工作；

47、按照所述第二运动方向，控制所述z方向电机工作，以控制所述眼生物测量仪在z方向上运动，并在运动后重新计算所述第二纵坐标差值，直至重新计算的所述第二纵坐标差值的绝对值小于第二预设阈值，停止控制所述z方向电机工作，完成二次对准。

48、此外，本发明还提出一种人眼自动对准系统，用于设有额托架的眼生物测量仪，所述眼生物测量仪还配置有额托电机和三维运动电机；所述额托电机用于控制所述额托架的运动，所述三维运动电机用于控制所述眼生物测量仪在三维方向上运动；

49、所述系统应用于前述的人眼自动对准方法中，包括：

50、脸部图像获取模块，用于检测所述额托架上是否放置有待测脸部；并在所述额托架上放置有所述待测脸部时，获取脸部图像；

51、脸部特征检测模块，用于对所述脸部图像进行脸部特征检测，得到脸部关键点集合；

52、第一计算模块，用于根据所述脸部关键点集合，计算得到一次对准控制参数；

53、一次对准模块，用于根据所述一次对准控制参数，分别控制所述额托电机和所述三维运动电机工作，以进行一次对准；

54、瞳孔图像获取模块，用于获取所述待测脸部的瞳孔圆环图像；

55、瞳孔特征检测模块，用于对所述瞳孔圆环图像进行圆环特征检测，得到目标圆环中心；

56、第二计算模块，用于根据所述目标圆环中心，计算得到二次对准控制参数；

57、二次对准模块，用于根据所述二次对准控制参数，控制所述三维运动电机工作，以进行二次对准，完成人眼自动对准。

58、此外，本发明还提出一种人眼自动对准装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现前述的人眼自动对准方法的方法步骤。

59、此外，本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被计算机执行时实现前述的人眼自动对准方法的方法步骤。

60、本发明提供的人眼自动对准方法、系统、装置及存储介质，当额托架上放置有需要检测的待测脸部时，获取脸部图像，该脸部图像中能一定程度上反映出瞳孔中心的偏差，通过脸部特征检测得到包含多个脸部关键点的集合(即脸部关键点集合)，便于后续基于脸部图像进行图像分析，得到一次对准控制参数；进而便于根据该一次对准控制参数来控制额托架电机和三维运动电机工作，以控制整个眼生物测量仪一次运动，能实现初步的人眼自动对准；当完成一次对准后，再获取瞳孔圆环图像，该瞳孔圆环照片中包含圆环灯在角膜上所成的上下两半部分的圆环像；通过圆环特征检测，可以得到真实的瞳孔中心(即目标圆环中心)；基于目标圆环中心来计算二次对准控制参数，便于再次控制三维运动电机工作，进而控制整个眼生物测量仪再次运动，真正实现自动化的人眼精细对准；

61、本发明的人眼自动对准方法、系统、装置及存储介质，能实现精准的人眼自动对准，减少人力、降低人工误差和提高对准精度，进而能确保眼生物测量仪检测各项眼部生物参数的准确性和可靠性。