원형 객체의 기하학적 특성을 이용한 고속 동공 검출

A Fast Pupil Detection Using Geometric Properties of Circular Objects

현의 수직이등분선은 원의 중심을 지나고 임의의 두 현의 수직이등분선들의 교점은 중심이라는 것은 잘 알려진 원의 기하학적 특성이다. 본 논문은 홍채 분할을 위해 동공 영역을 검출할 시, 이러한 원의 기하학적 특성을 이용하여 동공의 중심과 반경을 고속으로 검출할 수 있는 고속 동공 검출 방법에 관한 것이다. 제안된 방법은 인간의 안구 영상에서 수리 형태학 연산을 통해 동공의 원형 윤곽 후보점들을 추출한 후, 원형 윤곽 상의 네 점을 이용하여 두 개의 현을 구하고 이 두 현의 수직이등분선들 간의 교점을 원의 중심으로 삼음으로써 동공의 중심과 반경을 고속으로 검출할 수 있는 것이 특징이다. 제안된 방법은 안구 영상에서 고속으로 동공의 반경과 중심을 검출할 수 있을 뿐만 아니라 부분적으로 가려진 동공도 검출할 수 있다.

They are well-known geometric properties of a circle that the perpendicular bisector of a chord passes through the center of a circle, and the intersection of the perpendicular bisectors of any two chords is its center. This paper is related to a fast pupil detection method capable of detecting the center and the radius of a pupil using these geometric properties at high speed when detecting the pupil region for iris segmentation. The proposed method is characterized as rapidly detecting the center and the radius of the pupil, extracting the candidate points of the circle in human eye images using morphological operations, and finding two chords using four points on the circular edge, and taking the intersection of the perpendicular bisectors of these two chords for its center. The proposed method can not only detect the center and the radius of a pupil rapidly but also find partially occluded pupils in human eye images.