本發(fā)明屬于視線跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法。

背景技術(shù)：

視線跟蹤技術(shù)是一種通過分析眼圖來對眼睛實(shí)際注視點(diǎn)位置進(jìn)行估計(jì)的技術(shù)，廣泛運(yùn)用于人機(jī)交互、心理學(xué)研究以及商業(yè)等領(lǐng)域。從19世紀(jì)開始，人們就開始對眼睛運(yùn)動的測量和實(shí)現(xiàn)跟蹤進(jìn)行研究。20世紀(jì)60年代之后，隨著微電子技術(shù)、攝像技術(shù)和紅外技術(shù)的發(fā)展，人們得以利用更加先進(jìn)的儀器進(jìn)行眼動測量，推動了視線跟蹤技術(shù)的發(fā)展。一般而言，視線跟蹤技術(shù)可以分為眼圖提取和視線估計(jì)兩大部分，而眼圖提取的速度則直接決定了視線跟蹤技術(shù)的實(shí)時性、準(zhǔn)確性與實(shí)用性。總體上，眼圖提取方法分為基于形狀的方法、基于特征的方法和基于外觀的方法等，然而這些方法都有提取速度慢、精度不高的缺點(diǎn)。而基于近紅外光的亮暗瞳孔檢測技術(shù)克服了這些缺點(diǎn)，大大提高了視線跟蹤技術(shù)的實(shí)時性。當(dāng)利用靠近相機(jī)光軸的近紅外光照射人的瞳孔，相機(jī)捕獲的圖像(亮瞳圖像)中瞳孔會變亮，產(chǎn)生“紅眼”現(xiàn)象；而使用遠(yuǎn)離光軸的近紅外光照射人的瞳孔時，相機(jī)捕獲的圖像(暗瞳圖像)中瞳孔不會變亮。如果兩幅圖像中人眼的位置不發(fā)生變化，那么就可以利用二值化后的亮暗瞳圖像差分快速計(jì)算瞳孔的位置，這就是亮暗瞳瞳孔檢測技術(shù)。然而，亮暗瞳瞳孔檢測技術(shù)對圖像采集設(shè)備提出了較高的要求：一、近紅外光源的控制。亮暗瞳技術(shù)中，每路相機(jī)需要兩種光源，亮瞳燈和暗瞳燈，隨著相機(jī)的圖像捕獲過程交替變化。二、高幀率圖像捕獲。亮暗瞳技術(shù)需要高幀率的圖像捕獲設(shè)備來減少亮暗瞳兩幀圖像中人眼的位置變化，進(jìn)而提高瞳孔提取的準(zhǔn)確性。三、不能隨意丟幀。亮暗瞳兩幀圖像任何一幀丟失，就意味著剩下的一幀也沒有了作用，保留剩下的一幀反而會破壞后續(xù)運(yùn)算。四、雙路同步采集與高分辨率的圖像。一方面亮暗瞳技術(shù)需要高分辨率的圖像來提高提取精度，而高分辨率圖像會減少相機(jī)視角，因此需要兩路同步圖像對視角進(jìn)行補(bǔ)償。另一方面，同步雙路圖像可以為視線跟蹤系統(tǒng)提供立體視覺，降低標(biāo)定難度，提高視線估計(jì)的準(zhǔn)確性。而現(xiàn)有的多路圖像視線跟蹤系統(tǒng)，大致可分為三類：一、使用成品攝像頭，不進(jìn)行同步，依賴pc機(jī)的“同時捕獲”獲取圖像。這種方法同步效果最差，且成品攝像頭亮暗瞳光源完全依賴計(jì)數(shù)控制，調(diào)試難度大，容易串?dāng)_，存在大量亮暗瞳任一丟幀現(xiàn)象，因此實(shí)際有效幀少。二、使用低端圖像傳感器，通過fpga軟件同步。同步效果差，且不能很好的解決丟幀問題。三、使用高端傳感器，通過硬件進(jìn)行同步。價格高昂，便攜性差。

綜上所述，現(xiàn)有的多路圖像視線跟蹤系統(tǒng)存在調(diào)試難度大，容易串?dāng)_，實(shí)際有效幀少；同步效果差；價格高昂，便攜性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法，旨在解決現(xiàn)有的多路圖像視線跟蹤系統(tǒng)存在調(diào)試難度大，容易串?dāng)_，實(shí)際有效幀少；同步效果差；價格高昂，便攜性差的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法，所述用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法通過共享時鐘、同時啟動、硬件觸發(fā)粗同步圖像傳感器；通過計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法對傳感器的行場同步信號進(jìn)行濾波，消除丟幀；使用fifo同步模塊對兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助同步；使用組幀算法實(shí)現(xiàn)亮暗瞳圖像任一丟幀以及雙路圖像打包；采用硬件觸發(fā)和軟件fifo兩次同步。

計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法通過對行場同步信號進(jìn)行時鐘計(jì)數(shù)，在觀察到信號變換時通過與閾值的比較來判斷當(dāng)前信號的變化是否是信號抖動，并在線修改、補(bǔ)償行場同步信號的算法。

進(jìn)一步，所述計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法包括：

假設(shè)圖像傳感器傳入的圖像寬w像素，高h(yuǎn)像素，水平消隱時間m個像素時鐘，垂直消隱n行，σ為針對行同步信號lv或場同步信號fv的時鐘計(jì)數(shù)，δ為預(yù)設(shè)的閾值。

理論場有效時間為：

f＝(w+m)×h；

理論場消隱時間為：

nf＝(w+m)×n；

理論行有效時間l和理論行消隱時間nl為：

l＝w；

nl＝m；

w、h、m和n保持穩(wěn)定，即傳感器的分辨率和幀率不發(fā)生變化，則f、nf、l和nl也會保持穩(wěn)定；針對場同步信號fv，計(jì)數(shù)補(bǔ)償模塊輸出fv’工作如下：

閾值為f和nf中較小的那個，同時設(shè)定f’為0；

用變量從每次fv翻轉(zhuǎn)開始按像素時鐘從0計(jì)數(shù)；fv’＝fv；

當(dāng)fv發(fā)生反轉(zhuǎn)時，判斷如下條件是否成立：

σ≥δ；

如果不成立說明fv信號產(chǎn)生了毛刺，令fv’保持fv發(fā)生翻著之前的電平，并保持σ繼續(xù)計(jì)數(shù)，不清零；如果條件成立，且此時fv翻轉(zhuǎn)之前處于場消隱狀態(tài)，nf狀態(tài)，說明fv由消隱狀態(tài)進(jìn)入有效狀態(tài)，fv’跟隨fv變化輸出，σ清零；否則進(jìn)行下一步；

判斷如下條件是否滿足：

σ＝f；

如果不滿足，說明fv信號產(chǎn)生了毛刺，保持fv’不變，并保持σ繼續(xù)計(jì)數(shù)；如果滿足條件，說明fv信號此時應(yīng)該由有效狀態(tài)進(jìn)入消隱狀態(tài)，因此翻轉(zhuǎn)fv’，并將σ清零。

組幀算法分為兩部分，一部分是時間上組幀，即通過變換連續(xù)兩幀圖像的幀同步信號fv，將在時間上連續(xù)的兩幀圖像“拼接”為一幀圖像；另一部分是空間上組幀，即通過對兩路圖像的像素級拼接將兩路圖像合并為一路圖像。

進(jìn)一步，所述組幀算法包括：

假設(shè)兩路圖像數(shù)據(jù)流a和b，a先于b到達(dá)fpga，而后a通過fifo同步產(chǎn)生了a’，a’與b完全同步。a，b，c分別對應(yīng)a’，b和組幀結(jié)果c的像素?cái)?shù)據(jù)；w和h分別為兩路圖像的寬和高，單位為像素；p為圖像數(shù)據(jù)流組幀前的幀率。

(1)時間上組幀：沒相鄰的兩幀圖像拼接為同一幀，生成c組的fv信號，lv信號保持不變；

(2)空間上組幀：a’和b的圖像數(shù)據(jù)流分別為n位的串行數(shù)據(jù)流：

a′：a1，a2，a3...a2×w×h；

b：b1，b2，b3...b2×w×h；

按像素合并出的c組的2n位的串行數(shù)據(jù)流：

c：(a1b1)，(a2b2)，(a3b3)...(a2×w×hb2×w×h)；

c組圖像與控制信號就是最終fpga的輸出，如果將其看作n位每像素的視頻圖像數(shù)據(jù)，則其相關(guān)參數(shù)為：

圖像寬w′＝2×w；

圖像高h(yuǎn)′＝2×h；

幀率p′＝p/2。

進(jìn)一步，所述用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法包括以下步驟：

步驟一，圖像傳感器并行連接到fpga，共享同一組時鐘、配置、觸發(fā)信號；

步驟二，fpga配置兩個傳感器，關(guān)閉自動曝光等一切導(dǎo)致變化曝光時間的功能，并提高傳感器內(nèi)部增益；

步驟三，fpga使用觸發(fā)信號觸發(fā)兩個傳感器同步工作，接收并行的兩路圖像數(shù)據(jù)以及其行場；

步驟四，同步信號，對行場同步信號運(yùn)行計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法，消除由惡劣電氣條件造成的丟幀；

步驟五，利用補(bǔ)償過的fv信號進(jìn)行近紅外光源控制信號的提取；

步驟六，補(bǔ)償?shù)膄v和lv同兩路數(shù)據(jù)進(jìn)入輔助同步模塊；

步驟七，補(bǔ)償?shù)男袌鐾叫盘柡屯降膬陕穲D像數(shù)據(jù)送入組幀模塊；

步驟八，將組幀后的數(shù)據(jù)送往眼圖提取模塊，并由眼圖提取模塊進(jìn)行解幀。

進(jìn)一步，所述步驟一具體包括：使用兩顆帶外同步功能的相同型號的低端圖像傳感器連接到fpga，共享同一組時鐘、配置、觸發(fā)信號；圖像傳感器傳入的圖像寬w像素，高h(yuǎn)像素，水平消隱時間m個像素時鐘，垂直消隱n行，幀率為p，粗同步后兩路圖像數(shù)據(jù)相差d個像素時鐘；可知：

d≤(w+m)×(h+n)。

進(jìn)一步，所述傳感器添加濾光片，過濾出近紅外光源以提高亮暗瞳對比度。

進(jìn)一步，所述步驟五具體包括：

生成一個fv_mask_reverse信號，在傳感器的fv信號的上升沿進(jìn)行如下變換：

fv_mask_reverse＝～fv_mask_reverse；

fv_mask_reverse實(shí)現(xiàn)相對每幀圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；對fv信號有效時的像素時鐘計(jì)數(shù)來獲取一個light_mask信號，通過調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)閾值來控制light_mask信號的持續(xù)時間；然后：

b_light＝light_mask&fv_mask_reverse；

相應(yīng)的：

w_light＝light_mask&～fv_mask_reverse。

進(jìn)一步，所述步驟六具體包括：

將兩組圖像數(shù)據(jù)的行場同步信號分為先到達(dá)a組和后到達(dá)b組；

用a組的行場同步信號作為寫控制信號，將a組圖像數(shù)據(jù)寫入fifo中緩存用b組的行場同步信號作為讀控制信號，將fifo中緩存的數(shù)據(jù)讀出，作為a’組圖像數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述步驟八具體包括：抓取圖像原始數(shù)據(jù)，并對圖像分別進(jìn)行y通道與uv通道分離解幀和圖像分割解幀，獲取兩路同步亮暗瞳圖像。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法的視線跟蹤系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法，通過共享時鐘、同時啟動、硬件觸發(fā)等技術(shù)粗同步圖像傳感器；通過計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法對傳感器的行場同步信號進(jìn)行濾波，消除由于惡劣電氣環(huán)境導(dǎo)致的丟幀；使用fifo同步模塊對兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助同步，解決低成本采集設(shè)備硬件同步不精確的問題；使用組幀算法解決亮暗瞳圖像任一丟幀以及雙路圖像打包的問題。

本發(fā)明具有成本低，便攜性好，并提出了計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法和組幀算法解決低成本視線追蹤設(shè)備的同步與丟幀問題；只需要兩個低端圖像傳感器和一個fpga，后端根據(jù)向pc端發(fā)生數(shù)據(jù)的方法不同可選一個協(xié)議控制芯片，不需要任何外部存儲，整體成本低；采用了兩次同步，兩路圖像的最終同步效果好；計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法和組幀算法分別解決丟幀和亮暗瞳任一丟幀問題，pc接收的有效幀數(shù)高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法具體實(shí)現(xiàn)流程圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的fv的計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法流程圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的亮暗瞳控制信號的生成流程圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的軟件同步模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于視線跟蹤系統(tǒng)的雙路同步亮暗瞳圖像采集方法包括以下步驟：

s101：圖像傳感器并行連接到fpga，共享同一組時鐘、配置、觸發(fā)信號；

s102：fpga配置兩個傳感器，關(guān)閉自動曝光等一切導(dǎo)致變化曝光時間的功能，并提高傳感器內(nèi)部增益；

s103：fpga使用觸發(fā)信號觸發(fā)兩個傳感器同步工作，接收并行的兩路圖像數(shù)據(jù)以及其行場；

s104：同步信號，對行場同步信號運(yùn)行計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法，消除由惡劣電氣條件造成的丟幀；

s105：利用補(bǔ)償過的fv信號進(jìn)行近紅外光源控制信號的提??；

s106：補(bǔ)償?shù)膄v和lv同兩路數(shù)據(jù)進(jìn)入輔助同步模塊；

s107：補(bǔ)償?shù)男袌鐾叫盘柡屯降膬陕穲D像數(shù)據(jù)送入組幀模塊；

s108：將組幀后的數(shù)據(jù)送往眼圖提取模塊，并由眼圖提取模塊進(jìn)行解幀。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

參照圖2，本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)步驟如下。

步驟1:圖像傳感器并行連接到fpga

本發(fā)明使用兩顆帶外同步功能的相同型號的低端圖像傳感器連接到fpga，共享同一組時鐘、配置、觸發(fā)信號。為了采集雙路同步圖像，同時對近紅外光源進(jìn)行控制，本發(fā)明使用fpga來接收并解析兩路硬件粗同步的圖像傳感器。因此，在圖像傳感器的選型上，需要滿足：

高幀率高分辨率。

硬件同步功能

黑白傳感器，彩色傳感器的濾光片過濾效果不好

raw格式數(shù)據(jù)輸出

共享時鐘以及配置信號，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的同時啟動，進(jìn)行粗同步，且目前大多數(shù)低端傳感器都有外部觸發(fā)功能，共享觸發(fā)信號也可以提高粗同步的性能。假設(shè)圖像傳感器傳入的圖像寬w像素，高h(yuǎn)像素，水平消隱時間m個像素時鐘，垂直消隱n行，幀率為p，粗同步后兩路圖像數(shù)據(jù)相差d個像素時鐘?？芍?/p>

d≤(w+m)×(h+n)；

步驟2：配置兩個傳感器

關(guān)閉自動曝光等一切導(dǎo)致變化曝光時間的功能，并提高傳感器內(nèi)部增益。由于本發(fā)明需要實(shí)現(xiàn)亮暗瞳效果，所以曝光時間一定要可控，否則會出現(xiàn)亮暗瞳相互串?dāng)_的現(xiàn)象。而由于傳感器上添加了濾光片(過濾出近紅外光源以提高亮暗瞳對比度)，會降低圖像的平均亮度，需要提高增益。

步驟3：行場同步信號計(jì)數(shù)補(bǔ)償

如圖3所示，fpga使用觸發(fā)信號觸發(fā)兩個傳感器同步工作，接收并行的兩路圖像數(shù)據(jù)以及其行場同步信號，對行場同步信號運(yùn)行計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法。計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法主要用于消除由于惡劣電氣環(huán)境和人為因素帶來的行場同步信號抖動，進(jìn)而消除從傳感器到fpga傳輸中的丟幀。算法描述如下：

理論場有效時間為：

f＝(w+m)×h；

理論場消隱時間為：

nf＝(w+m)×n；

理論行有效時間l和理論行消隱時間nl為：

l＝w；

nl＝m；

假設(shè)w、h、m和n保持穩(wěn)定(即傳感器的分辨率和幀率不發(fā)生變化)，則f、nf、l和nl也會保持穩(wěn)定。針對場同步信號fv，計(jì)數(shù)補(bǔ)償模塊輸出fv’工作如下：

設(shè)定閾值為f和nf中較小的那個(不失一般性，假設(shè)nf<f)，同時設(shè)定f’為0；

用變量從每次fv翻轉(zhuǎn)開始按像素時鐘從0計(jì)數(shù)。通常情況下fv’＝fv；

當(dāng)fv發(fā)生反轉(zhuǎn)時，判斷如下條件是否成立：

σ≥δ；

如果不成立說明fv信號產(chǎn)生了毛刺，令fv’保持fv發(fā)生翻著之前的電平，并保持σ繼續(xù)計(jì)數(shù)，不清零。如果條件成立，且此時fv翻轉(zhuǎn)之前處于場消隱狀態(tài)(nf狀態(tài))，說明fv由消隱狀態(tài)進(jìn)入有效狀態(tài)，fv’跟隨fv變化輸出，σ清零。否則進(jìn)行下一步。

判斷如下條件是否滿足：

σ＝f；

如果不滿足，說明fv信號產(chǎn)生了毛刺，保持fv’不變，并保持σ繼續(xù)計(jì)數(shù)；如果滿足條件，說明fv信號此時應(yīng)該由有效狀態(tài)進(jìn)入消隱狀態(tài)，因此翻轉(zhuǎn)fv’，并將σ清零。

模塊對lv的補(bǔ)償同fv一致。本質(zhì)上講，計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法是一種在線濾波算法，但其保證了行場信號的有效期長度而允許消隱期的彈性變化，為后續(xù)圖像軟同步及拼接提供了穩(wěn)定的控制信號，也消除了由惡劣電器條件導(dǎo)致的fpga前端丟幀。

步驟4：提取近紅外光源控制信號

如圖4所示，利用步驟3補(bǔ)償過的fv信號進(jìn)行近紅外光源控制信號的提取。本質(zhì)上講，亮暗瞳信號就是根據(jù)fv信號交替控制亮瞳燈(w_light)和暗瞳燈(b_light)的信號。首先本發(fā)明生成一個fv_mask_reverse信號，在傳感器的fv信號的上升沿進(jìn)行如下變換：

fv_mask_reverse＝～fv_mask_reverse；

這樣fv_mask_reverse就實(shí)現(xiàn)了相對每幀圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然而燈光控制芯片以及近紅外光源的開關(guān)都會有延時，因此這個信號需要提前關(guān)斷。通過對fv信號有效時的像素時鐘計(jì)數(shù)來獲取一個light_mask信號，通過調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)閾值來控制light_mask信號的持續(xù)時間。然后：

b_light＝light_mask&fv_mask_reverse；

相應(yīng)的：

w_light＝light_mask&～fv_mask_reverse；

步驟5：兩路數(shù)據(jù)的輔助同步

步驟3補(bǔ)償過的fv和lv同兩路數(shù)據(jù)進(jìn)入輔助同步模塊進(jìn)行同步：大多數(shù)帶硬件同步功能的低端傳感器并不能完全同步，總會有幾個到幾百個像素時鐘的時鐘差，軟件同步模塊則：

將兩組圖像數(shù)據(jù)的行場同步信號分為先到達(dá)(a組)和后到達(dá)(b組)；

用a組的行場同步信號作為寫控制信號，將a組圖像數(shù)據(jù)寫入fifo中緩存用b組的行場同步信號作為讀控制信號，將fifo中緩存的數(shù)據(jù)讀出，作為a’組圖像數(shù)據(jù)；

此時，a’和b的圖像數(shù)據(jù)已完全同步。fifo的大小需要大于兩個傳感器的硬同步時鐘差d，也可以簡單的設(shè)置為一幀圖像的大小，如圖5所示。

步驟6：兩路圖像組幀

步驟5輸出的b組行場同步信號和兩路圖像數(shù)據(jù)(a’和b)送入組幀模塊。為了消除亮暗瞳中單獨(dú)丟失亮瞳或暗瞳圖像的情況(雖然計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法消除了fpga前端的丟幀情況，但后端仍然有可能會丟幀，尤其是傳輸給pc的過程中)，也為了拼接兩路圖像，這里使用組幀算法：

一、時間上組幀：為了消除單獨(dú)丟幀現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明對b組fv信號進(jìn)行變換，使相鄰兩幀圖像間的fv信號不會出現(xiàn)消隱狀態(tài)，也就是說，沒相鄰的兩幀圖像拼接為同一幀，原來的場消隱過程變?yōu)榱艘粋€長行消隱過程。生成c組的fv信號，lv信號保持不變。

二、空間上組幀：假設(shè)a’和b的圖像數(shù)據(jù)流分別為n位的串行數(shù)據(jù)流：

a′：a1，a2，a3...a2×w×h；

b：b1，b2，b3...b2×w×h；

按像素合并出的c組的2n位的串行數(shù)據(jù)流：

c：(a1b1)，(a2b2)，(a3b3)...(a2×w×hb2×w×h)；

到目前為止，c組圖像與控制信號就是最終fpga的輸出，如果將其看作n位每像素的視頻圖像數(shù)據(jù)，則其相關(guān)參數(shù)為：

圖像寬w′＝2×w；

圖像高h(yuǎn)′＝2×h；

幀率p′＝p/2；

步驟7：組幀數(shù)據(jù)發(fā)往眼圖提取模塊，并由眼圖提取模塊進(jìn)行解幀fpga將步驟6輸出的c組數(shù)據(jù)與控制信號傳輸給后端發(fā)送芯片，比如本發(fā)明采用usb3.0控制芯片，進(jìn)行uvc格式數(shù)據(jù)打包，進(jìn)而傳輸給pc上的眼圖提取模塊。這里選用uvc協(xié)議中的rawdatayuv4:2:2格式，這樣在剛才組幀過程中a’和b組的數(shù)據(jù)可以被分別映射到y(tǒng)和uv通道。

眼圖提取模塊抓取圖像原始數(shù)據(jù)，并對圖像分別進(jìn)行空間(y通道與uv通道分離)解幀和時間(圖像分割)解幀，獲取兩路同步亮暗瞳圖像。

下面結(jié)合測試對本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。

1.硬件測試條件

傳感器采用mt9m034黑白傳感器，工作于1280x720@60fps模式，fpga采用alteracycloneiv芯片，usb控制芯片采用cyusb3014芯片，通過usb3.0傳輸圖像，pc端測試軟件使用directshow編寫。

2.測試內(nèi)容

測試1:將傳感器與fpga間的連接方式換為10cm長的交錯杜邦線，模擬惡劣電氣環(huán)境，分別開關(guān)計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法，觀察5分鐘內(nèi)pc軟件統(tǒng)計(jì)的幀率數(shù)據(jù)。結(jié)果如表1:

表1惡劣電氣條件下開關(guān)計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法的幀率統(tǒng)計(jì)結(jié)果對比

從表1可以看出，在5分鐘的統(tǒng)計(jì)中，計(jì)數(shù)補(bǔ)償算法對幀率的保持效果明顯。

測試2:在測試軟件中加入隨機(jī)時間函數(shù)模擬圖像處理以及操作系統(tǒng)調(diào)度帶來的采集空閑時間；在fpga中修改圖像數(shù)據(jù)的前4個像素，用單雙號計(jì)數(shù)圖像并區(qū)分亮暗瞳圖像，分別開關(guān)組幀算法，觀察5分鐘內(nèi)pc軟件統(tǒng)計(jì)出的無效亮暗瞳數(shù)量。結(jié)果如表2:

表2開關(guān)組幀算法的無效亮暗瞳幀數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果對比

從表2可以看出，使用組幀算法后，在5分鐘共18000幀圖像中，只要pc獲取的圖像必然是相應(yīng)的亮暗瞳對，而關(guān)閉了組幀算法，由于系統(tǒng)調(diào)度等原因，pc每次獲取的圖像不一定能和下一次獲取的圖像匹配成相應(yīng)的亮暗瞳對。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。