CN109745220A - 一种眼科专用的眼部清洗***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于眼部清洗技术领域，公开了一种眼科专用的眼部清洗***及方法，所述眼科专用的眼部清洗***包括：摄像模块、操作模块、主控模块、图像处理模块、眼部状态检测模块、照明模块、雾化模块、喷洗模块、显示模块。本发明通过图像处理模块接收眼部图像内容和所述眼部图像内容的元数据，响应于基于标志信息确定针对眼部图像帧执行所述眼部图像处理，基于所述眼部图像处理信息来对所述眼部图像帧进行眼部图像处理；输出执行了所述眼部图像处理的经眼部图像处理的眼部图像帧，去除噪声影响，大大提高图像清晰度；同时，本发明通过眼部状态检测模块能够较好的降低运算复杂度，提高实时性，并且可靠性高，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于眼部清洗技术领域，尤其涉及一种眼科专用的眼部清洗***及方法。
背景技术
眼部是人体非常重要的部位，是获取信息的主要通道，眼部的清洁关系着整个身体的健康。眼部是较为脆弱的部位，往往会受到粉尘、沙土等细微颗粒物的侵入，尤其是对于儿童和矿工等发生概率较高。受到感染后，眼部的及时清洗处理非常重要，如果处理不当会对眼部造成较大的伤害。然而，现有眼科专用的眼部清洗***清洗过程采集的图像受噪声影响，导致图像模糊，不清楚，影响对眼部图像的观察；同时，清洗时，对眼部状态的检测需要大量的样本进行训练，计算复杂，影响运算效率。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有眼科专用的眼部清洗***清洗过程采集的图像受噪声影响，导致图像模糊，不清楚，影响对眼部图像的观察；同时，清洗时，对眼部状态的检测需要大量的样本进行训练，计算复杂，影响运算效率。
现有技术中采用LED灯进行照明，不能根据需求进行光度的调节，无法避免光线对眼部造成光刺激，或是光线过弱对图像数据获得的不利影响；现有技术中采集的图像存在清晰度较差的因素，使得图像的清晰度和辨识度较差，影响进一步工作的展开。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种眼科专用的眼部清洗***及方法。
本发明是这样实现的，一种眼科专用的眼部清洗方法，所述眼科专用的眼部清洗方法包括：
第一步，利用操作按键对眼部清洗设备进行操作；利用医学摄像头采集眼部图像数据；
第二步，通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明；利用眼部检测设备对眼部的状态进行检测；
第三步，通过雾化器将清洗液进行雾化处理；利用清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
第四步，利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理；利用显示器显示采集的眼部图像。
进一步，所述第二步通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明，＝进行光度的调节，＝通过正向导通时间对LED灯进行控制，具体为：
设人对LED灯光的视觉度为：
式中：L(t)为LED灯光的实际亮度，T为照明周期；
当L(t)为常数L时，则周期内LED灯光的视觉亮度为：
式中：t为LED灯光对眼睛的刺激时间。
进一步，所述第二步第四步中利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理，利于***的读取，具体为：
十字线灰度图像由mxn个像素构成，像素灰度值矩阵B(I，J),其中0≤I≤m-1，0≤J≤n-1；
十字线灰度图像最大灰度值Bmax，最小灰度值Bmin，那么灰度差值的1/2用Bdif可表示为：
灰度图像的清晰度为C,得到十字线灰度图像清晰度改进模型为：
本发明的另一目的在于提供一种实现所述眼科专用的眼部清洗方法的眼科专用的眼部清洗***，所述眼科专用的眼部清洗***包括：
摄像模块，与主控模块连接，用于通过医学摄像头采集眼部图像数据；
操作模块，与主控模块连接，用于通过操作按键对眼部清洗设备进行操作；
主控模块，与摄像模块、操作模块、图像处理模块、眼部状态检测模块、照明模块、雾化模块、喷洗模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
图像处理模块，与主控模块连接，用于通过图像处理软件对采集的图像进行清晰度增强处理；
眼部状态检测模块，与主控模块连接，用于通过眼部检测设备对眼部状态进行检测；
照明模块，与主控模块连接，用于通过LED灯提供照明操作；
雾化模块，与主控模块连接，用于通过雾化器将清洗液进行雾化处理；
喷洗模块，与主控模块连接，用于通过清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的眼部图像。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述眼科专用的眼部清洗方法的眼部清洗控制平台。
本发明的优点及积极效果为：
本发明通过图像处理模块接收眼部图像内容和所述眼部图像内容的元数据，所述元数据包括指示是否对所述眼部图像内容执行眼部图像处理的标志信息以及眼部图像处理信息；响应于基于标志信息确定针对眼部图像帧执行所述眼部图像处理，基于所述眼部图像处理信息来对所述眼部图像帧进行眼部图像处理；输出执行了所述眼部图像处理的经眼部图像处理的眼部图像帧，去除噪声影响，大大提高图像清晰度；同时，本发明通过眼部状态检测模块能够较好的降低运算复杂度，提高实时性，并且可靠性高，具有广泛的应用前景。
本发明通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明，根据需求进行光度的调节，减少光线过强对眼部造成光刺激、过弱不利图像数据的获得，因此通过正向导通时间对LED灯进行控制；本发明利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理，有效提高图像的清晰度和辨识度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的眼科专用的眼部清洗方法流程图。
图2是本发明实施例提供的眼科专用的眼部清洗***结构示意图；
图中：1、摄像模块；2、操作模块；3、主控模块；4、图像处理模块；5、眼部状态检测模块；6、照明模块；7、雾化模块；8、喷洗模块；9、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的眼科专用的眼部清洗方法包括以下步骤：
S101：利用操作按键对眼部清洗设备进行操作；利用医学摄像头采集眼部图像数据；
S102：通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明；利用眼部检测设备对眼部的状态进行检测；
S103：通过雾化器将清洗液进行雾化处理；利用清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
S104：利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理；利用显示器显示采集的眼部图像。
步骤S102中，本发明实施例提供的通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明，根据需求进行光度的调节，减少光线过强对眼部造成光刺激、过弱不利图像数据的获得，因此通过正向导通时间对LED灯进行控制，具体为：
设人对LED灯光的视觉度为：
式中：L(t)为LED灯光的实际亮度，T为照明周期；
当L(t)为常数L时，则周期内LED灯光的视觉亮度为：
式中：t为LED灯光对眼睛的刺激时间。
步骤S104中，本发明实施例提供的利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理，有效提高图像的清晰度和辨识度，利于***的读取，具体为：
十字线灰度图像由mxn个像素构成，像素灰度值矩阵B(I，J),其中0≤I≤m-1，0≤J≤n-1；
十字线灰度图像最大灰度值Bmax，最小灰度值Bmin，那么灰度差值的1/2用Bdif可表示为：
灰度图像的清晰度为C,得到十字线灰度图像清晰度改进模型为：
如图2所示，本发明提供的眼科专用的眼部清洗***包括：
摄像模块1、操作模块2、主控模块3、图像处理模块4、眼部状态检测模块5、照明模块6、雾化模块7、喷洗模块8、显示模块9；
摄像模块1，与主控模块3连接，用于通过医学摄像头采集眼部图像数据；
操作模块2，与主控模块3连接，用于通过操作按键对眼部清洗设备进行操作；
主控模块3，与摄像模块1、操作模块2、图像处理模块4、眼部状态检测模块5、照明模块6、雾化模块7、喷洗模块8、显示模块9连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
图像处理模块4，与主控模块3连接，用于通过图像处理软件对采集的图像进行清晰度增强处理；
眼部状态检测模块5，与主控模块3连接，用于通过眼部检测设备对眼部状态进行检测；
照明模块6，与主控模块3连接，用于通过LED灯提供照明操作；
雾化模块7，与主控模块3连接，用于通过雾化器将清洗液进行雾化处理；
喷洗模块8，与主控模块3连接，用于通过清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
显示模块9，与主控模块3连接，用于通过显示器显示采集的眼部图像。
本发明提供的图像处理模块4处理方法如下：
(1)接收眼部图像内容和所述眼部图像内容的元数据，所述元数据包括指示是否对所述眼部图像内容执行眼部图像处理的标志信息以及眼部图像处理信息；
(2)响应于基于标志信息确定针对眼部图像帧执行所述眼部图像处理，基于所述眼部图像处理信息来对所述眼部图像帧进行眼部图像处理；
(3)输出执行了所述眼部图像处理的经眼部图像处理的眼部图像帧，
其中，所述眼部图像处理信息包括以下中的至少一个：用于增强所述眼部图像内容的锐度的信息、用于处理所述眼部图像内容的噪声的信息、用于增强所述眼部图像内容的亮度的信息、以及用于增强所述眼部图像内容的颜色的信息，
其中，所述元数据指示是否需要激活当前帧中的亮度和灰度级表示的限制、用于增强眼部图像内容的亮度的最大亮度信息和黑色级别信息，并且
其中，所述执行眼部图像处理包括：通过使用所述最大亮度信息和所述黑色级别信息中的至少一个来处理所述眼部图像内容的亮度。
本发明提供的元数据包括与用于增强所述眼部图像内容的锐度的所述眼部图像内容的频率特性有关的信息，并且所述执行眼部图像处理包括：基于包括在所述元数据中的所述眼部图像内容的频率特性来控制眼部图像处理滤波器的频率分量和强度。
本发明提供的元数据包括与用于增强所述眼部图像内容的锐度的眼部图像内容的模糊函数有关的信息，并且所述执行眼部图像处理包括：使用包括在所述元数据中的模糊函数来对所述眼部图像帧执行眼部图像处理。
本发明提供的元数据包括用于处理所述眼部图像内容的噪声的噪声参数，以及所述执行眼部图像处理包括：使用包括在所述元数据中的噪声参数来执行所述眼部图像帧的噪声处理。
本发明提供的元数据包括以下中的至少一个：用于增强所述眼部图像内容的亮度的眼部图像亮度范围信息、与每个场景有关的最大亮度信息、目标亮度信息、以及色调映射查找表LUT曲线信息，并且所述执行眼部图像处理包括：使用包括在所述元数据中的与每个场景有关的最大亮度信息、目标亮度信息和色调映射LUT曲线信息中的至少一个来控制所述眼部图像内容的动态范围。
本发明提供的元数据包括用于增强所述眼部图像内容的特定区域的亮度的焦点图，并且所述执行眼部图像处理包括：
使用包括在所述元数据中的所述焦点图来提取所述特定区域，以及
控制所述特定区域的对比度的增益值。
本发明提供的眼部状态检测模块5检测方法如下：
1)通过摄像模块获取人脸图像；
2)对所述人脸图像进行灰度化处理；对经灰度化处理后的所述人脸图像进行中值滤波处理；对经中值滤波处理后的人脸图像进行直方图均衡化处理；
3)分别识别所述人脸图像中眉毛和眼睛的区域图像；
4)根据所述区域图像中眉毛和眼睛的距离检测眼睛状态。
本发明提供的分别识别所述人脸图像中眉毛和眼睛的区域图像，包括：
对所述人脸图像采用投影法，粗定位所述眉毛和所述眼睛在所述人脸图像中所在的第一区域；
对所述第一区域采用模板匹配法，精确定位所述眉毛和所述眼睛在所述人脸图像中所在的第二区域以完成对所述区域图像的识别。
本发明提供的根据所述区域图像中眉毛和眼睛的距离检测眼睛状态，包括：
计算所述眉毛到所述眼睛的上眼皮边缘的第一相对距离；
计算所述眉毛到所述眼睛的下眼皮边缘的第二相对距离；
计算所述眼睛的上眼皮边缘和下眼皮边缘的绝对距离；
根据所述第一相对距离、所述第二相对距离及所述绝对距离检测眼睛状态。
本发明提供的计算所述眉毛到所述眼睛的上眼皮边缘的第一相对距离，包括：
在所述眉毛区域中的任取X个点，求出X个点的眉毛坐标平均值；
在所述眼睛区域的上眼皮边缘选取N个点，分别计N个点的上眼皮坐标平均值；
根据所述眉毛坐标平均值和所述上眼皮坐标平均值确定所述第一相对距离。
本发明提供的计算所述眉毛到所述眼睛的下眼皮边缘的第二相对距离，包括：
在所述眼睛区域的下眼皮边缘选取N个点，分别计N个点的下眼皮坐标平均值；
根据所述眉毛坐标平均值和所述下眼皮坐标平均值确定所述第二相对距离。
本发明提供的计算所述眼睛的上眼皮边缘和下眼皮边缘的绝对距离，包括：
在所述上眼皮边缘和下眼皮边缘各取M个点，分别计算所述上眼皮边缘的M个点的第一平均值和所述下眼皮边缘的M个点的第二平均值；
根据所述第一平均值和所述第二平均值计算所述绝对距离。
本发明实施例提供的工作原理：
首先，通过摄像模块1利用医学摄像头采集眼部图像数据；通过操作模块2利用操作按键对眼部清洗设备进行操作；其次，主控模块3通过图像处理模块4利用图像处理软件对采集的图像进行清晰度增强处理；通过眼部状态检测模块5利用眼部检测设备对眼部状态进行检测；通过照明模块6利用LED灯提供照明操作；通过雾化模块7利用雾化器将清洗液进行雾化处理；然后，通过喷洗模块8利用清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；最后，通过显示模块9利用显示器显示采集的眼部图像。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种眼科专用的眼部清洗方法，其特征在于，所述眼科专用的眼部清洗方法包括：
第一步，利用操作按键对眼部清洗设备进行操作；利用医学摄像头采集眼部图像数据；
第二步，通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明；利用眼部检测设备对眼部的状态进行检测；
第三步，通过雾化器将清洗液进行雾化处理；利用清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
第四步，利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理；利用显示器显示采集的眼部图像。
2.如权利要求1所述的眼科专用的眼部清洗方法，其特征在于，所述第二步通过采用基于PWM信号的LED灯进行照明，＝进行光度的调节，＝通过正向导通时间对LED灯进行控制，具体为：
设人对LED灯光的视觉度为：
式中：L(t)为LED灯光的实际亮度，T为照明周期；
当L(t)为常数L时，则周期内LED灯光的视觉亮度为：
式中：t为LED灯光对眼睛的刺激时间。
3.如权利要求1所述的眼科专用的眼部清洗方法，其特征在于，所述第二步第四步中利用图像处理软件对采集的图像采用十字线灰度图像清晰度计算的改进模型进行清晰度增强处理，利于***的读取，具体为：
十字线灰度图像由m x n个像素构成，像素灰度值矩阵B(I，J),其中0≤I≤m-1，0≤J≤n-1；
十字线灰度图像最大灰度值Bmax，最小灰度值Bmin，那么灰度差值的1/2用Bdif可表示为：
灰度图像的清晰度为C,得到十字线灰度图像清晰度改进模型为：
4.一种实现权利要求1所述眼科专用的眼部清洗方法的眼科专用的眼部清洗***，其特征在于，所述眼科专用的眼部清洗***包括：
摄像模块，与主控模块连接，用于通过医学摄像头采集眼部图像数据；
操作模块，与主控模块连接，用于通过操作按键对眼部清洗设备进行操作；
主控模块，与摄像模块、操作模块、图像处理模块、眼部状态检测模块、照明模块、雾化模块、喷洗模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
图像处理模块，与主控模块连接，用于通过图像处理软件对采集的图像进行清晰度增强处理；
眼部状态检测模块，与主控模块连接，用于通过眼部检测设备对眼部状态进行检测；
照明模块，与主控模块连接，用于通过LED灯提供照明操作；
雾化模块，与主控模块连接，用于通过雾化器将清洗液进行雾化处理；
喷洗模块，与主控模块连接，用于通过清洗枪将雾化的清洗液对准眼部进行雾化清洗；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的眼部图像。
5.一种应用权利要求1～3任意一项所述眼科专用的眼部清洗方法的眼部清洗控制平台。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190514 |
|
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