一种基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统的制作方法

本实用新型属于智能控制领域，尤其涉及图像技术处理技术，具体涉及一种基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统。

背景技术：

在电子信息技术、计算机技术飞速发展的今天，如何有效地对电子产品进行智能控制，随时随地方便快捷地进行工作、提高生活质量，已经成为越来越多人关注的热点。工业智能控制因其设备庞大，无需太多要求，所以方式相对固定；而在人们的日常生活中，对于手机、笔记本电脑等的需要已经越来越不可缺少，所以对这些小型电子产品灵活多样的智能控制就显得更加重要。

现如今，诸如键盘输入、鼠标控制、动作捕捉、语音识别等，控制方式丰富，而这些控制方式需要一个相对固定的工作场所，比如鼠标键盘需要放置的平台、动作捕捉需要许多传感器和专门的工作室等等，虽然在它们特定的应用场景能够高效工作，但是无法实现随时随地地对电子产品进行控制。而且一些老人以及残疾人没有能力或者条件去使用传统的许多控制方式，所以一种操作简便、便捷轻巧的控制方式在快速发展的当下显得更加需要。

而眼球以及瞳孔作为一种新的信息来源，正在被越来越多的人研究其作为控制信息源的可能性。眼球的转动充满了人们的主观意愿，在一个很小的区域里包含了丰富的信息量，眨眼的次数、瞳孔的方位、瞳孔运动的轨迹等，加以分析研究可以得出人们目前的意愿和关注点。通过眼球的转动来实现对手机、计算机等电子产品的智能控制，来控制它们完成人们的想要完成的工作，将使控制方式变得十分简便快捷，而且不受条件的限制，随时随地可以用眼球来实现办公，提高工作效率，改善生活质量。

技术实现要素：

本实用新型于提出一种基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统，用以实现通过眼球和瞳孔的追踪实现智能控制操作，具体技术方案如下：

一种基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统，所述系统包括图像采集模块、核心处理器、无线通信模块以及应用终端所述图像采集模块连接所述核心处理器，通过所述图像采集模块采集眼球及瞳孔的图像数据，并传递至所述核心处理器，所述核心处理器中含有指定的图像处理算法，利用所述图像处理算法对所述图像数据进行识别，所述核心处理器通过所述识别的结果反馈发出对应所述识别的所述结果的控制指令；所述控制指令通过所述无线通信模块发送至所述应用终端，所述应用终端响应于所述控制指令实现智能操作控制。

进一步的，所述图像采集模块与所述核心处理器通过插拔式或集成式的方式连接；所述无线通信模块通过插拔式或集成式的方式与所述核心处理器相连。

进一步的，所述图像采集模块内设置有数据处理单元，所述数据处理单元用于将所述图像数据转换为二进制的数据流；所述图像采集模块将对应不同所述图像数据的所述数据流发送至所述核心处理器。

进一步的，所述无线通信模块为任意一种无线通信方式。

本实用新型的基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统，通过图像采集模块采集瞳孔及眼球的动作图片，将图片经过核心处理器内部算法经由图像处理算法处理后识别出瞳孔及眼球的动作，同时核心处理器根据动作的类型发出对应指令至应用终端，实现智能控制操作；与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现为：本实用新型克服了现有智能控制方式的使用具有环境限制，不能随时随地使用的问题，具有体积轻巧，使用简便等特点，较少的受到各种使用条件的限制，拓展了可用于工作的时间；本实用新型中的各模块成本适中，连接简便，容易实现；本实用新型提高了控制系统的智能性，对眼球的运动轨迹进行类似大数据分析等的深入研究，可以实现许多智能操作，相较于传统控制方式具有很大的灵活性和进一步发展的潜力。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所述基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统的部分结构组成框图示意；

图2为本实用新型中完成瞳孔追踪和眼球控制的操作流程图示意。

1-图像采集模块、11-数据处理单元、2-核心处理器、3-无线通信模块、4-应用终端。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型实施例中，提供了一种基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统，系统通过对采集得到的瞳孔和眼球动作进行识别和分析，根据识别和分析结果发送控制指令来控制终端的操作，实现智能控制。

参阅图1，本实用新型的基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统包括图像采集模块1、核心处理器2、无线通信模块3以及应用终端4，其中，图像采集模块1连接核心处理器2，在实施例中，通过图像采集模块1采集眼球及瞳孔的图像数据，并传递至核心处理器2，在核心处理器2中含有指定的图像处理算法，利用图像处理算法对图像数据进行识别；然后，核心处理器2通过识别的结果反馈发出对应识别的结果的控制指令；控制指令通过无线通信模块3发送至应用终端4，应用终端4响应于控制指令实现智能操作控制。

特别地，因为在实际操作过程中，图像采集模块1得到是一系列关于瞳孔及眼球的图像，为了实现与核心处理器2之间的数据交互操作，本实用新型通过在图像采集模块1中设置数据处理单元11的方式来实现；具体的，通过数据处理单元11将图像转换成二进制数据流传输至核心处理器2中，至此，核心处理器2通过指定的图像处理算法实现识别和判断操作。

优选在，在实际中，图像采集模块1与核心处理器2即可通过插拔式的方式连接在一起，例如通过导线连接；或者通过将图像采集模块1和核心处理器2集成设置在电路板上，实现两者的连接，进行数据交互；同样的，在本实用新型中，无线通信模块3与核心处理器2之间的连接也可通过插拔式或集成式的方式，以此实现数据交互操作。

在实施例中，核心处理器2为任一常见的处理器类型，例如STM32类型处理器、树莓派系列等，本实用新型对此并不进行限制和固定，可根据实际情况进行选择。需要注意的是，为了实现核心处理器2的识别判断操作，核心处理器2中设置有一数据库，数据库用于存储预设经过训练得到的瞳孔及眼球不同动作对应的识别结果数据，这样，每次由图像采集模块1传输过来的数据流对应的瞳孔及眼球的动作，经过与数据库中存储的识别结果数据对比实现核心处理器2的判别操作；同时，在每次的识别成功后将本次识别加入数据库中，不断增加数据库中对应不同瞳孔及眼球的动作数据，以提高识别成功率。

在实施例中，图像采集模块1为任意具备摄像功能的仪器或者具体设备，其主要功能是为了实现图像采集，本实用新型通过图像采集模块1进行图像采集过程的具体实现可通过现有的程序代码实现。

在实施例中，图像处理算法为常见算法，例如通过对比实现图像处理，具体先通过训练不同的瞳孔及眼球的动作数据，然后将不同训练结果对应的瞳孔及眼球的动作数据存储在核心处理器2中数据库中，将由图像采集模块1采集得到图像数据对应瞳孔及眼球的动作与数据库中训练后数据进行对比，实现识别判断，以及例如通过基于遗传算法和决策树的眼睛定位方法、基于神经网络的眼睛定位方法、霍夫变换眼球检测法等进行图像处理。

在实施例中，无线通信模块3只要能够实现无线通信实现数据交互即可，并不进行绝对的限制和固定，例如WIFI、蓝牙等作为实际应用中的无线通信模块3。

在本实施例中，应用终端4为手机、电脑等终端设备上的具体应用或操作；其中，具体应用或操作为通过现有且常见的由源程序代码实现的应用或操作，例如现有的防疲劳驾驶警报功能，识别到人眼张开幅度和瞳孔活动频率的特点，判断出驾驶员可能处于疲劳驾驶状态，从而发出警报进行休息，均是通过手机、电脑等终端上的具体应用或者具体操作来实现的，具体内容见论文（DOI：10.19292/j.cnki.jdxxp.2016.04.011），本实用新型在此不再进行赘述。

在本实用新型实施例中，当系统开始工作时，由图像采集模块1进行一系列眼球及瞳孔动作的图像采集操作，经过数据处理单元11后将图像转换成二进制类型数据流；然后，数据流传输至核心处理器，通过核心处理器进行数据流的识别和判断，得到对应眼球及瞳孔动作的控制指令，并将控制指令通过无线通信模块发送至应用终端4，实现对应用终端4上具体应用或操作的控制。

本实用新型的基于图像处理技术的瞳孔追踪和眼球控制系统，通过图像采集模块采集瞳孔及眼球的动作图片，将图片经过核心处理器内部算法经由图像处理算法处理后识别处瞳孔及眼球的动作，同时核心处理器根据动作的类型发出对应指令至应用终端，实现智能控制操作；与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现为：本实用新型克服了现有智能控制方式的使用具有环境限制，不能随时随地使用的问题，具有体积轻巧，使用简便等特点，较少的受到各种使用条件的限制，拓展了可用于工作的时间；本实用新型中的各模块成本适中，连接简便，容易实现；本实用新型提高了控制系统的智能性，对眼球的运动轨迹进行类似大数据分析等的深入研究，可以实现许多智能操作，相较于传统控制方式具有很大的灵活性和进一步发展的潜力。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。