眼底顾名思义是指眼睛的底部，也就是眼睛最里面的组织。他包括视网膜、视神经乳头和视网膜中央血管。如果眼底有疾病的话，将对视觉有很大的影响。表现为视力下降，视物变形、变色，视大变小。人的眼睛除了眼球壁和眼内容物外，还有一些附属器，他们是眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼眶。
[0020]从光学观点看，眼睛可以被看做两个系统:角膜和晶体。其各表面的中心，近似位于共同轴即光轴上。光轴通常交视网膜于中心窝鼻侧并稍上方的一点，平均角度倾斜，在水平方向为4?5度(a角)，而垂直方向的倾斜略大于I度。
[0021]眼部识别的应用领域非常广泛，其中疲劳状态判断、身份识别或图像检索是其应用的几个重要分支。然而，现有的眼部特征检测技术无法同时兼顾检测的准确性和实时性，而且自然光下的眼部特征检测效果不佳。为此，本发明提供了一种眼部参数检测设备，在特定波长的红外线下对眼部特征进行检测，利用了瞳孔比眼部其他部分对红外线发射率更高、对应图像部分的灰度值较大的特点，在保证数据精度和有效性的同时，提高了检测的速度。
[0022]图1为根据本发明实施方案示出的眼部参数检测设备的结构方框图，所述检测设备包括高清摄像头1、图像检测器件2和单片机AT89C51 3，所述单片机AT89C51 3与所述高清摄像头I和所述图像检测器件2分别连接，所述高清摄像头I与所述图像检测器件2连接。
[0023]其中，所述高清摄像头I用于对被检测人员的面部进行拍摄以获得被检测面部图像，所述图像检测器件2用于对被检测面部图像进行图像处理，所述单片机AT89C51 3用于基于所述图像检测器件2的图像处理结果确定多个眼部参数，所述多个眼部参数包括瞳孔位置和上下眼睑距离。
[0024]接着，继续对本发明的眼部参数检测设备的具体结构进行进一步的说明。
[0025]所述检测设备还包括:两个红外光发射器，分别放置在所述高清摄像头I的两侧，与所述高清摄像头I在同一水平线上且到所述高清摄像头I的距离相等，两个红外光发射器发射的红外光的波长都为850nm。
[0026]所述检测设备还包括:供电器件，用于在单片机AT89C51 3的控制下，为所述检测设备的各个用电部件提供电力供应。
[0027]所述检测设备还包括:静态存储器，用于预先存储眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值，所述眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值的数值都在0-255之间，用于将图像中的人员的上下眼睑与背景分离，所述静态存储器还预先存储了上下眼睑距离阈值、第一预设时间间隔和第二预设时间间隔，所述第一预设时间间隔大于所述第二预设时间间隔。
[0028]如图2所示，所述检测设备还包括:无线通信接口 4，由无线接收机41和无线发射机42组成，无线通信接口 4与远端的眼部识别服务器建立双向无线通信链路，用于将所述单片机AT89C51 3输出的人员疲惫信号无线发送给所述眼部识别服务器，还用于将图像压缩器输出的压缩复合图像无线发送给所述眼部识别服务器。
[0029]所述检测设备还包括:图像压缩器，与所述单片机AT89C51 3和所述无线通信接口 4分别连接，基于MPEG-4压缩标准对复合图像执行压缩编码以生成压缩复合图像，将所述压缩复合图像发送给所述无线通信接口 4。
[0030]所述高清摄像头I包括前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于对被检测人员的面部进行拍摄以获得被检测面部图像，所述被检测面部图像的分辨率为3840X2160，所述滤镜为850nm红外光滤光镜，所述成像电子单元为CMOS视觉传感器。
[0031]所述图像检测器件2与所述静态存储器和所述高清摄像头I分别连接，所述图像检测器件2包括自适应递归滤波子器件、灰度化处理子器件、眼部图像分割子器件和眼部参数提取子器件。
[0032]自适应递归滤波子器件与所述高清摄像头I连接，用于对所述被检测面部图像进行自适应递归滤波处理，以获得被检测滤波图像。
[0033]所述灰度化处理子器件与自适应递归滤波子器件连接，对被检测滤波图像进行灰度化处理，以获得被检测灰度图像。
[0034]所述眼部图像分割子器件与所述灰度化处理子器件和所述静态存储器分别连接，将被检测灰度图像中灰度值在眼睑灰度上限阈值和眼睑灰度下限阈值之间的像素识别为被检测眼睑像素，将所有被检测眼睑像素以及处于所有被检测眼睑像素之间的所有像素一起组成一个被检测眼部子图像。
[0035]所述眼部参数提取子器件与所述眼部图像分割子器件和所述静态存储器分别连接，采用3像素X 3像素的图像块搜索窗口在被检测眼部子图像中进行搜索，计算每一个被搜索的3像素X3像素的图像块的灰度值均值，将灰度值均值最大的图像块所在的位置确定为瞳孔位置，还计算被检测眼部子图像的最大高度，将计算出的最大高度作为上下眼睑距离。
[0036]所述单片机AT89C51 3与所述图像检测器件2、所述高清摄像头I和所述静态存储器分别连接，将所述瞳孔位置和所述上下眼睑距离都标记到所述被检测面部图像上以形成复合图像，并在每个第一预设时间间隔内当所述上下眼睑距离小于上下眼睑距离阈值的持续时间达到第二预设时间间隔时，发出人员疲惫信号。
[0037]其中，所述自适应递归滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述眼部图像分割子器件和所述眼部参数提取子器件分别采用FPGA芯片来实现，所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix-7系列，可以将所述自适应递归滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述眼部图像分割子器件和所述眼部参数提取子器件集成在一块集成电路板上；所述单片机AT89C51 3可以根据供电器件的剩余电量，决定向所述高清摄像头I发送启动信号、省电信号或关闭信号，以及向所述图像检测器件2发送启动信号、省电信号或关闭信号，以分别控制所述高清摄像头I和所述图像检测器件2的工作模式。
[0038]其中，在所述检测设备中，可选地，所述无线通信接口 4还向所述单片机AT89C513转发所述眼部识别服务器发送的各项控制指令，可以将眼部参数检测设备集成到便携式移动终端中，例如手机；以及所述检测设备还可以包括液晶显示屏，与所述单片机AT89C513连接，用于实时显示所述复合图像，还用于显示所述人员疲惫信号。
[0039]另外，单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
[0040]从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。
[0041]单片机诞生于1971年，经历了 SCM、MCU、SoC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了 MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年