Procede et agencement pour la detection de mouvements oculaires multidimensionnels ainsi que teinture de marquage pour ce procede et cet agencement

Verfahren und anordnung zum erfassen von mehrdimensionalen augenbewegungen sowie markierungs-tinktur hierfür

Method and assembly for detecting multi-dimensional eye movements and a staining tincture therefor

Abstract

L'invention concerne un procédé et un agencement pour la détection de mouvement oculaires multidimensionnels, ainsi qu'une teinture de marquage pour ce procédé et cet agencement. L'invention vise à améliorer un procédé et un dispositif du type cité afin qu'il soit possible, en supprimant le traitement des niveaux de gris coûteux en puissance de calcul, de mesurer, en temps réel et avec une résolution élevée, les composantes de mouvement horizontales, verticales et torsionnelles de l'oeil dans la tête et afin que le marquage artificiel puisse simultanément être lavé par le liquide lacrymal sans utilisation supplémentaire d'eau. La mesure et le traitement des valeurs de mesure selon le procédé de l'invention comprennent les étapes suivantes : a) application d'au moins deux marques de teinture non toxiques selon une géométrie prédéfinie sur la conjonctive de l'oeil en dehors de la cornée afin de produire une signature de contraste univoque sous éclairage infrarouge, b) détermination unique des coordonnées d'un point de référence à rotation neutre (centre de la pupille pour un regard de face) comme position de référence avant le début de la mesure, c) détection, numérisation et sauvegarde des séquences d'image à l'aide du capteur optoélectronique, d) binarisation et segmentation de chaque image d'oeil par séparation des valeurs de seuil selon la signature de contraste artificielle et détermination des coordonnées des marques selon l'étape b), e) affectation des coordonnées du point de référence à rotation neutre aux coordonnées des marques et fixation d'une surface sur chaque image d'oeil segmentée, f) détermination des centres de gravité à partir des marques écartées l'une de l'autre selon l'étape a) et détermination de la divergence par rapport aux coordonnées du point de référence reconstitué selon l'étape b) en tant que mesure pour la position horizontale, verticale et torsionnelle de l'oeil.
The invention relates to a method and an assembly for detecting multi-dimensional eye movements and a staining tincture therefor. The invention aims to improve a method and an assembly of the aforementioned type by allowing the measurement of horizontal, vertical and torsional movement components of the eye in the head, omitting the computationally intensive processing of grey values, with a high resolution and in real time, whilst providing an artificial staining tincture which can be washed out by lachrymal fluid without the additional use of water. According to the inventive method, the measured values are measured and processed in the following steps: a) application of at least two non-toxic tincture stains according to predetermined geometry to the conjunctiva of the eye outside the cornea, in order to produce a clear contrast marking under infra-red illumination; b) unique determination of the co-ordinates of a reference point of neutral rotation (centre of the pupil when looking straight ahead) as a reference position before commencing the measuring process; c) detection, conversion into digital form and saving of the image sequences, using the optoelectronic sensor d) conversion into binary form and division of each eye image into segments by separating the threshold values, based on the artificial contrast marking and determination of the co-ordinates of the stains in accordance with step b); assignment of the co-ordinates of the rotationally neutral reference point to the co-ordinates of the stains and drawing up of a surface over each segmented eye image; f) determination of the centroids of the stains applied at a distance from each other in accordance with step a) and determination of the deviation from the co-ordinates of the reconstructed reference point in accordance with step b) as a measurement for the horizontal, vertical and torsional position of the eye.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Erfassen von mehrdimensionalen Augenbewegungen sowie eine Markierungs-Tinktur hierfür. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass unter Wegfall der rechneraufwendigen Grauwertverarbeitung die Messung von horizontalen, vertikalen und torsionalen Bewegungskomponenten des Auges im Kopf mit hoher Auflösung in Echtzeit ermöglicht wird und zugleich die Künstliche Markierung ohne zusätzliche Anwendung von Wasser durch die Tränenflüssigkeit auswaschbar ist. Die Messung und Verarbeitung der Meßwerte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt folgende Schritte: a) Aufbringen von mindestens zwei nichttoxischen Tinktur-Markierungen in einer vorgegebenen Geometrie auf die Bindehaut des Auges außerhalb des Kornea zur Herstellung einer eindeutigen Kontrast-Signatur unter Infrarotbeleuchtung; b) einmaliges Bestimmen der Koordinaten eines rotationsneutralen Bezugspunktes Pupillenmittelpunkt beim Geradeausblick als Referenzposition vor Beginn der Messung; c) Erfassen, Digitalisieren und Speichern der Bildsequenzen mit dem optoelektronischen Sensor; d) Binarisieren und Segmentieren eines jeden Augenbildes durch Schwellwerttrennung nach der künstlichen Kontrast-Signatur und Bestimmen der Koordinaten der Markierungen gemäß Schritt b); e) Zuordnen der Koordinaten des rotationsneutralen Bezugspunktes der Markierungen und Aufspannen einer Fläche über jedem segmentierten Augenbild; f) Bestimmen der Schwerpunkte aus den voneinander beabstandeten Markierungen nach Schritt a) und Ermittlung der Abweichung von den Koodinaten des rekonstruierten Bezugspunktes nach Schritt b) als Maß für die horizontale, vertikale und torsionale Position des Auges.

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