技术特征：
1.一种老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用双目视觉摄像机采集到的老人人脸图像，并对采集的图像进行预处理；步骤2、分别在水平、垂直方向上对人脸图像进行灰度投影，得到灰度投影曲线；步骤3、根据步骤2得到的灰度投影，定位与提取左右眼、左右嘴角及鼻尖位置；步骤4、根据老年人面部特征之间较稳定的相对位置关系粗定位眼部区域；步骤5、利用灰度值梯度进行瞳孔边缘点检测，定位瞳孔精确坐标。2.根据权利要求1所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤1中的对采集的图像进行预处理，具体为：将采集到的图像进行灰度化处理，并采用中值滤波对灰度图像进行去噪。3.根据权利要求1所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤3中的预测左右眼、左右嘴角及鼻尖位置，具体为：步骤3-1、根据步骤2得到的水平方向上的灰度投影曲线，脸颊之间两个对称的波谷对应着左右眼位置；步骤3-2、根据步骤2得到的垂直方向上的灰度投影曲线，其中4个有效波谷对应眉毛、眼睛、鼻、嘴巴在垂直方向上的大致位置；步骤3-3、结合水平方向上和垂直方向上的灰度投影结果，定位与提取左右眼特征点、鼻尖特征点、左右嘴角特征点。4.根据权利要求3所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤3-3中的定位与提取左右眼特征点、鼻尖特征点、左右嘴角特征点，具体为：步骤3-3-1、对水平和垂直方向的灰度投影进行灰度归一化处理，定位与提取左右眼角的位置；步骤3-3-2、根据水平和垂直方向的灰度投影的鼻尖波谷得到角点坐标，定位鼻尖特征点的位置；步骤3-3-3、根据人脸区域的最下边缘点到鼻尖特征点的中点确定嘴巴区域最下边缘点，再与鼻尖特征点的中点作为嘴巴区域的最上边缘点；对嘴巴区域进行二值化处理，得到嘴巴区域的二值图像，对区域图像使用susan算子获得边缘图像，在此基础上进行角点提取获得嘴角精确位置，每次迭代后判断与上一次迭代值是否相等，相等则停止迭代，得到左右嘴角的特征点位置。5.根据权利要求1所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤4中的粗定位眼部区域，具体为：步骤4-1、将左嘴角特征点与鼻尖特征点连线的延长线在与右眼角点齐平的位置作为右眼瞳孔中心的粗定位点；步骤4-2、将右嘴角特征点与鼻尖特征点的延长线与左眼角点齐平的位置作为左眼瞳孔中心的粗定位点；步骤4-3、分别以左右瞳孔中心的粗定位点为中心点，中心点到左右眼角点的距离作为分别为边长构建矩形，初步确定左眼和右眼的眼部感兴趣区域，即roi区域。6.根据权利要求1所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤5中的利用灰度值梯度进行瞳孔边缘点检测，定位瞳孔坐标，具体为：步骤5-1、根据步骤4得到大致的左右眼粗瞳孔中心分别所在的位置p，坐标为(x
p
,y
p
)，
分别确定以(x
p
,y
p
)为起点、π/12为间隔的射线上相邻像素点灰度值的差值，利用不同像素点梯度的差异精确定位瞳孔边缘点；步骤5-2、根据步骤5-1得到的左右眼的像素级瞳孔边缘点(x
i
,y
j
)的梯度，分别沿其梯度方向上将射线穿过的相关点的梯度值变化拟合成一条二次曲线，令曲线导数为零建立方程，分别确定左右眼瞳孔亚像素边缘点的位置；步骤5-3、对步骤5-2提取的左右眼瞳孔亚像素边缘点进行椭圆最小二乘拟合连接成边界，分别确定左右眼瞳孔的精确位置。7.根据权利要求6所述的老年人瞳孔快速定位方法，其特征在于，所述步骤5-3的进行椭圆最小二乘拟合定位中，进行两次椭圆拟合，第一次拟合后计算每个边缘点的残差，将残差大于设定阈值的点去除，再对剩余点进行第二次拟合，得到左右眼瞳孔的精确位置。8.一种老年人瞳孔快速定位系统，其特征在于，包括以下模块：图像采集模块：用于采集到的老人人脸图像，并对图像进行预处理；灰度投影模块：用于分别在水平、垂直方向上对人脸图像进行灰度投影，得到灰度投影曲线；粗定位模块：用于利用灰度投影曲线确定左右眼、左右嘴角及鼻尖位置，并依据位置关系粗定位眼部区域；精确定位模块：用于对粗定位眼部区域进行瞳孔边缘点检测，获得瞳孔精确位置。9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
技术总结
本发明公开了一种老年人瞳孔快速定位方法，首先对双目视觉摄像机采集到的老人人脸图像进行预处理；之后分别在水平、垂直方向上对人脸图像进行灰度投影；根据灰度投影曲线预测左右眼、左右嘴角及鼻尖位置；随后根据老年人面部特征之间较稳定的相对位置关系粗定位眼部区域；最后利用灰度值梯度进行瞳孔边缘点检测，定位瞳孔中心坐标。与传统方法相比，本发明设计的老年人瞳孔中心定位方法，不依赖复杂硬件的支撑，根据相对位置关系快速定位瞳孔区域，边缘点检测准确定位瞳孔，对老年人变形瞳孔的定位有较强的鲁棒性，实时性更好。实时性更好。实时性更好。
技术研发人员：孙瑜 管潇 徐文佩
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/18