專利名稱：眼睛跟蹤照明的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及人眼位置的自動(dòng)確定和跟蹤。更具體地，本
發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)和相應(yīng)的根據(jù)權(quán)利要求13前序部分 的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求19的計(jì)算機(jī)程序和根據(jù)權(quán)利要 求20的計(jì)算纟幾可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
眼睛跟蹤的概念在本領(lǐng)域中是廣泛已知的并且已經(jīng)開發(fā)了多種 不同的技術(shù)來完成自動(dòng)的眼睛和視線跟蹤。在較遠(yuǎn)的區(qū)域中，非強(qiáng) 迫的眼睛跟蹤-最經(jīng)常使用的設(shè)計(jì)是基于瞳孔中心角膜反光點(diǎn) (PCCR)方法。該方法的基本思想是4吏用至少一個(gè)光源(例如紅 外線)，并通過照相機(jī)，拍攝眼睛的一系列圖像。在每個(gè)圖像中識(shí)別 瞳孔和角膜中光源的反射(refection)(反光點(diǎn))。之后將定義的從 反光點(diǎn)到瞳3L中心的向量用于估計(jì)眼睛的^見線方向。
然而，為了確保主體眼睛的足夠照明，要求有較高的光功率。 這又導(dǎo)致了較高的能耗。而且，需要提供光源、或具有充分冷卻的 其中集成有光源的單元。能庫(kù)毛和散熱是兩個(gè)方面的問題。即，由于 高功率需求，標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算才幾輸出接口 (例如，USB形式(USB—通 用串行總線)的接口 )通常不能用于為眼睛追蹤器提供功率。此外， 由光源引起的高溫通常會(huì)縮短包括在眼睛追蹤器中的電子組件的期 望壽命。這些問題可以通過為照相機(jī)分配小視角而稍微緩解，使得 光源僅需要照明較小的空間扇區(qū)。不過，這引起了新問題，這是因?yàn)橹笾黧w的眼睛^皮限制在相當(dāng)小的空間中以能夠進(jìn)4亍自動(dòng)眼睛3艮蹤。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有功率效率和魯棒性的解決方 案，其解決了上述問題，并因此提供了關(guān)于在較大操作空間中定位 的主體的可靠的自動(dòng)眼睛跟蹤。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，利用如之前描述的系統(tǒng)來實(shí)3見該目的， 其中至少 一個(gè)光源適于改變照明區(qū)i或的空間定^f立，其中來自至少一 個(gè)光源的至少 一個(gè)光束^皮引向該照明區(qū)域。該至少 一個(gè)光源適于接_ 收控制信號(hào)，并且將至少一個(gè)光束引向由控制信號(hào)指定的照明區(qū)域。 處理單元適于基于至少一只眼睛的位置估計(jì)來產(chǎn)生控制信號(hào)，從而 照明區(qū)域包4舌由至少一個(gè)成〗象裝置實(shí)際記錄的至少一只眼睛的位置 估計(jì)，或包纟舌基于之前i己錄的該至少一只眼睛的圖^象的期望眼睛定 位的位置估計(jì)。
該系統(tǒng)是有優(yōu)勢(shì)的，這是因?yàn)樘岢龅恼彰鞯淖赃m應(yīng)方向允許大 的操作空間，同時(shí)保持較低的能耗。低能量要求又使得可能通過傳
統(tǒng)的計(jì)算機(jī)接口 (例如USB形式)向系統(tǒng)提供功率。因此，該解決 方案可非常靈活且方^更地實(shí)現(xiàn)。
才艮據(jù)本發(fā)明的該方面的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)光源包括多 個(gè)發(fā)光元件，該多個(gè)發(fā)光元件均是響應(yīng)于控制信號(hào)單獨(dú)可控的。因 此，可有效地控制向主體發(fā)射的光。
根據(jù)本發(fā)明該方面的另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)光元件以陣列進(jìn)行 布置，該陣列具有第一數(shù)量的元件行和第二數(shù)量的元件列。即，這 種構(gòu)造使得易于將照明控制在指定區(qū)域。沖艮據(jù)本發(fā)明該方面的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該至少 一個(gè)光源包括 至少一個(gè)準(zhǔn)直透4竟元件，該準(zhǔn)直透4竟元件適于改變/人發(fā)光元件發(fā)射 的光，使得將來自第一元件的光引向照明區(qū)域的第一部分，以及將 來自第二元件的光引向照明區(qū)i或的第二部分。因此， 一組發(fā)光元件 可用于共同照明指定區(qū)域。
才艮據(jù)本發(fā)明該方面的另 一優(yōu)選實(shí)施例，作為上述實(shí)施例的補(bǔ)充 或替換，發(fā)光元件被布置為具有相對(duì)于彼此不同的方位。因此，第 一元件具有第 一主發(fā)光軸，其具有關(guān)于該陣列法平面的第 一維中的 第一角度，以及第二元件，其具有第二主發(fā)光軸，該第二主發(fā)光軸 關(guān)于該法平面的角度至少在第一維中不同于第一角度。
根據(jù)本發(fā)明該方面的又一優(yōu)選實(shí)施例，該至少一個(gè)光源響應(yīng)于 控制^[言號(hào)在至少 一個(gè)軸周圍是可傾4牛的，乂人而照明區(qū)^或在至少 一個(gè) 維中是可調(diào)整的?？蛇x地，該至少一個(gè)光源纟皮配置為響應(yīng)于控制信 號(hào)向在至少一個(gè)軸周圍是可傾斜的至少一個(gè)反射鏡發(fā)光，從而照明 區(qū)域在至少一個(gè)維上是可調(diào)整的。在任一種情況下，光點(diǎn)或光線的 投射，都可以被有效地控制以跟隨主體眼睛的運(yùn)動(dòng)。
才艮據(jù)本發(fā)明該方面的又一優(yōu)選實(shí)施例，控制信號(hào)還適于為多個(gè) 發(fā)光元件中的每個(gè)元件指定至少一個(gè)4妄通周期和至少一個(gè)關(guān)閉周 期，在接通周期中光應(yīng)^皮發(fā)射，在關(guān)閉周期中沒有光輛發(fā)射。因此， 向主體發(fā)射的光可以被有效地控制，例如使得光在至少一個(gè)成像裝 置的曝光時(shí)間期間^皮發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明該方面的另 一優(yōu)選實(shí)施例，處理單元適于4妄收輸入 參數(shù)，以及響應(yīng)于該參數(shù)，設(shè)置控制信號(hào)的接通周期和關(guān)閉周期。 因此，可以方便地控制光發(fā)射。
9才艮據(jù)本發(fā)明該方面的又一優(yōu)選實(shí)施例，至少 一個(gè)光源的至少一個(gè)發(fā)光元件的每一個(gè)都是響應(yīng)于控制信號(hào)可控的，從而從給定元件
發(fā)射的光的強(qiáng)度可^4居控制信號(hào)的特性變化。例如，控制信號(hào)可以指定光強(qiáng)度參數(shù)，該光強(qiáng)度參數(shù)指定接通周期期間發(fā)射的光的功率。光強(qiáng)度參數(shù)可以表示整個(gè)接通周期上的恒定光強(qiáng)度，或在該周期期間變化的強(qiáng)度值。因此，提供了對(duì)于光發(fā)射的進(jìn)一步調(diào)整的選項(xiàng)。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一方面，利用最初描述的方法來實(shí)i見該目的，其中至少一個(gè)光源適于改變照明區(qū)域的空間定位，其中來自至少一個(gè)光源的至少 一個(gè)光束^皮引向該照明區(qū)域。該方法包括4妄收控制信號(hào)，并響應(yīng)于控制信號(hào)將來自至少一個(gè)光源的至少一個(gè)光束引向照明區(qū)域?；谥辽僖恢谎劬Φ奈恢霉烙?jì)在處理單元中產(chǎn)生控制信號(hào)，
/人而照明區(qū)i或包括vf立置4古計(jì)。
該方法的優(yōu)點(diǎn)及其優(yōu)選實(shí)施例從上述參照所提出的系統(tǒng)的討i侖中是顯而易見的。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一方面，通過計(jì)算4幾程序來實(shí)現(xiàn)該目的，計(jì)算機(jī)程序可裝載到計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)程序包括當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于控制上述方法的軟件。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過計(jì)算才幾可讀介質(zhì)來實(shí)玉見該目的，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有記錄于其上的程序，其中該程序控制計(jì)算機(jī)寺丸行上述方法。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)特征和應(yīng)用從下列說明和所附權(quán)利要求將是顯而易見的。


現(xiàn)在通過優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中作為實(shí)例并參照附圖進(jìn)4亍4皮露。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的概括圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例包括在提出的光源中的發(fā)光元件的陣列；
造；. - 、、、。,、、、'、、"
圖4示出了^4居本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制信號(hào)的形式；圖5通過流程圖示出了才艮據(jù)本發(fā)明的通用眼睛跟蹤方法。
具體實(shí)施例方式
初始地參照?qǐng)D1,其示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的概括圖。該系統(tǒng)適于自動(dòng)記錄并跟蹤主體180的眼睛181和182中至少一只的各個(gè)位置。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還適于確定主體180的視線方向，使得可以得到例如計(jì)算機(jī)屏幕120上的關(guān)注點(diǎn)PR。因此，主體180可以響應(yīng)于關(guān)注點(diǎn)PR的運(yùn)動(dòng)序列來控制與屏幕120相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)設(shè)備。
^提出的系統(tǒng)包括例如才i/f象機(jī)形式的至少一個(gè)成像裝置150;至少一個(gè)光源140;以及處理單元170。
成像裝置150適于記錄分別表示眼睛181和182中至少一只的連序圖像#:據(jù)DEYE。處理單元170適于接收?qǐng)D4象數(shù)據(jù)DEYE,并且基于其分別產(chǎn)生眼睛181和182中至少一只的4立置估計(jì)。被布置來照明主體180的光源140具有相對(duì)于成像裝置150的 精確定義的位置。這里，光源140與成像裝置150共同定位在設(shè)置 在上述屏幕120附近的眼睛跟蹤單元160中。例如，眼睛跟蹤單元 160可以附著在屏幕120的框架130上。此外，光源140適于改變 照明區(qū)域Anx的空間定位，來自至少一個(gè)光源140的至少一個(gè)光束 L被引向該照明區(qū)域。具體地，光源140適于接收來自處理單元170 的控制信號(hào)Cnx，并且將至少一個(gè)光束L引向由控制信號(hào)Cnx指定 的照明區(qū)域AIIX。
處理單元170又適于基于眼睛181和182中至少一只的位置估 計(jì)來分別產(chǎn)生控制信號(hào)CIIX，從而照明區(qū)域Anx包括位置估計(jì)。如 下面將參照?qǐng)D5描述的，位置估計(jì)可以由實(shí)際記錄的包4舌至少一只 眼睛的表示的連續(xù)圖傳_數(shù)據(jù)Deye給出，或者位置估計(jì)可以表示基于
之前記錄的連續(xù)圖^f象H據(jù)deye的期望的眼睛定位。此外，處理單元
170優(yōu)選地包括其上記錄有程序的計(jì)算才幾可讀介質(zhì)175(例如存儲(chǔ)器 模塊)或與其相關(guān)聯(lián)，其中該程序適于使處理單元170根據(jù)上述過 程來控制至少 一個(gè)光源。
圖2示出了才艮據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例包括在提出的光源140中的 發(fā)光元件的陣列240。陣列240包括第一數(shù)量^的元件行(比如說 10)和第二凄t量弁c的元件列(比如il12)。陣列240具有一個(gè)輸入 端，通過該輸入端可以接收控制信號(hào)CILL。陣列240還適于響應(yīng)于 控制信號(hào)CIIX來控制發(fā)光元件，使得一組或多組元件被選擇性地點(diǎn) 亮。例如，如圖2中所示，控制信號(hào)Cnx可以以四個(gè)發(fā)光元件241 一組的兩組中的每一個(gè)均發(fā)射光的方式來控制陣列240，因此將各 個(gè)光束L引向主體180上指定的照明區(qū)域AIIX。
陣列240的各元件優(yōu)選地由發(fā)光二極管(LED)表示。這些元 件可以表面安裝在印刷電路板(或襯底)上以形成陣列240。可選 地，各發(fā)光元件可以是焊接或繞接到電路板上的通孔安裝的LED。在前一種情況中，LED通常具有4交寬的發(fā)光波瓣(比如i兌90°到 100° ),而在后一種情況中，每個(gè)LED通常提供有透鏡元件，其減 小了發(fā)光波瓣的寬度(比如i兌5。到10° )。這將在下面參照?qǐng)D3a 和3b進(jìn)一步描述。
圖3a示出了才艮據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光源陣列240中發(fā)光元件 241、 242的構(gòu)造。在該實(shí)施例中，光源包括準(zhǔn)直透鏡元件310，其 安裝在陣列240前面(即在發(fā)光元件241、 242和期望的照明區(qū)域 A化L之間)。透鏡元件310適于改變從元件241和242發(fā)射的光L， 4吏得期望的區(qū)域Anx^皮照亮，即，區(qū)域AIUj包括主體180的眼睛181 和182中至少一只的各個(gè)位置估計(jì)。具體地，準(zhǔn)直透4竟元件310適 于改變光L，使得從第一元件241發(fā)射的光被引向照明區(qū)域AI1X的 第一子部分A1。類似地，從第二元件242發(fā)射的光被引向照明區(qū)域 Anx的第二子部分A2。因此，元件241和242共同對(duì)區(qū)域Anx進(jìn)4亍 照明。
本質(zhì)上，多于一個(gè)的準(zhǔn)直透4竟元件310可以,皮包括在光源中。 而且，為了緊湊， 一個(gè)或多個(gè)這些透4竟元件可以由所謂的菲涅耳透 鏡來表示。
圖3a示出的本發(fā)明實(shí)施例中的陣列240的發(fā)光元件241、 242 優(yōu)選地由表面安裝在印刷電路板/襯底上的LED表示。該類型元件 通常具有較寬的發(fā)光波瓣(大約90° )，因此使得諸如所提出的準(zhǔn) 直透鏡的聚焦元件是特別有用的。
圖3b示出了4艮據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光源陣列240中的發(fā)光 元件241、 241a的構(gòu)造。這里，發(fā)光元件可以以與圖3a基本上相同 的方式來組織，例如以4亍和列，或同心地。然而，在圖3b示出的實(shí) 施例中，發(fā)光元件被布置為相對(duì)于彼此不同的方位。這意味著第一 元件241a具有第一主發(fā)光軸A,該軸具有關(guān)于陣列240的法平面N的第一維中的第一角度oc。然而，第二元件241具有第二主發(fā)光軸， 其關(guān)于法平面N的角度至少在第一維中不同于第一角度a。因此， 々支設(shè)第一和第二發(fā)光元件241a和241都具有基本上相同的光屬性， 這些元件將在相對(duì)于第一維的不同方向上發(fā)光，其中該方向差由元 件的主發(fā)光軸之間的角度差給出。本質(zhì)上，陣列240的各發(fā)光元件 可以在多于一個(gè)的維中具有;f皮ot匕不同的主軸，例力口，兩者者p相^j"于 陣列240的4亍和列的延伸。而且，不4非除陣列240中兩個(gè)或多個(gè)元 件具有相同的軸，即具有完全相同的方位。
圖3b示出的本發(fā)明實(shí)施例中的陣列240的發(fā)光元件241a、 241 優(yōu)選地由通孔安裝的且焊接或繞接在電路板上的LED表示。該類型 的各元件通常提供有相應(yīng)的透鏡元件，并因此具有較窄的發(fā)光波瓣 (大約IO。)。因此，這些元件適合于引導(dǎo)指定區(qū)域Anx的照明。
作為對(duì)上述實(shí)施例的替換或補(bǔ)充，可以結(jié)合與光柵的幾何屬性 有關(guān)的發(fā)射光的波長(zhǎng)的精心選擇來使用至少一個(gè)透射或反射光柵元 件。即，因此，光可以^皮引向指定的照明區(qū)域，作為經(jīng)過光柵的不 同光束之間的相長(zhǎng)千涉的結(jié)果。因此，在該實(shí)施例中，控制信號(hào)CIIX 的特性確定發(fā)射光的波長(zhǎng)，和/或光4冊(cè)的幾何屬性。
作為另一個(gè)替換，基于反射體的光學(xué)器件可以應(yīng)用于光源140 中以將光束L引向指定的照明區(qū)域Anx。例如，所謂的線激光器、 或LED陣列可以被用來發(fā)光。線激光器(LED陣列)以與該線激 光器(LED陣歹'J )的延長(zhǎng)平行的軸為中心是可傾斜的，或者線激光 器(LED陣列)被配置為向具有凹截面的延長(zhǎng)反射鏡發(fā)射光，其以 與反射鏡的延長(zhǎng)部分和由激光器(LED)產(chǎn)生的光線兩者基本平行 的軸為中心是可傾殺牛的。
圖3c示出了才艮據(jù)前一替換的本發(fā)明的實(shí)施例，即，其中光源 340響應(yīng)于控制信號(hào)CIIX是可傾斜的。另 一方面，圖3d示出了根據(jù)
14后一替換的本發(fā)明的實(shí)施例，即，其中光源340是固定的，而光源 340前面的反射鏡345響應(yīng)于控制信號(hào)CILL是可傾斜的。
在上述兩種情況下，光線的投射可以被重新安置在橫穿傾斜軸 的一個(gè)維中，并且因此例如跟隨主體的一對(duì)眼睛的任意垂直運(yùn)動(dòng)。
對(duì)于指定區(qū)域Anx的更多聚焦照明，可以使用單點(diǎn)激光器(或 LED),其本身在兩個(gè)維中是可調(diào)整的，或者在其前面的圓形凹面反 射4竟在兩個(gè)維中是可調(diào)整的。典型地，這里的調(diào)整軸4皮此垂直。因 此，光點(diǎn)的投射可以被重新安置到二維平面中的任意點(diǎn)，并且因此 跟隨主體的眼睛的4壬意空間運(yùn)動(dòng)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制信號(hào)Cnx的形式。圖 的垂直軸表示從提出的光源140的特定發(fā)光元件發(fā)射的光L的強(qiáng)度 IL,以及圖的水平軸表示時(shí)間t。
在這種情況下，，i:沒光源140包括多個(gè)發(fā)光元件，并且這些元
件響應(yīng)于控制信號(hào)Cnx單獨(dú)地或以兩個(gè)或多個(gè)元件的群集的形式:l也
是可控的?？刂菩盘?hào)Cnx指定其中應(yīng)從討論的元件中發(fā)射光L的接 通周期?？刂菩盘?hào)Cn^同樣指定其中沒有光^皮發(fā)射的關(guān)閉周期。這 里，第一4妄通周期toNl開始于1=0時(shí)刻。之后，^艮隨著第一關(guān)閉周
期toFFl。之后，以第二接通周期toN2和第二關(guān)閉周期tOTF2等重復(fù)
該模式。
如在圖4的圖中可見的，接通周期和關(guān)閉周期tONl、 tON2和
tOFFl、 toFF2分別不需要相等的時(shí)間延伸。優(yōu)選地，每個(gè)接通周期和
關(guān)閉周期tONl 、 tON2和tOFFl 、 tOFF2的持續(xù)時(shí)間都是響應(yīng)于控制信號(hào) CiL可變的。因此，光的發(fā)射可以相對(duì)于至少一個(gè)成像裝置150的 才乘作^皮最優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，處理單元170適于接收輸入
參數(shù)P，-otf(見圖1)，并且響應(yīng)于其分別設(shè)置控制信號(hào)Cux的接通 周期和關(guān)閉周期toNl、 toN2和toFpl、 tOFF2。因此，接通周期toNl、
tON2可以被定時(shí)，使得這些周期與至少一個(gè)成像裝置150的曝光同
步。即因此，發(fā)射的光功率可以被最優(yōu)地利用。通常，還有利的是，
由于在非曝光周期發(fā)射的任何光都不能被成像裝置150使用，因此 將接通周期tONl、 tON2的持續(xù)時(shí)間分別設(shè)置為短于或等于至少一個(gè) 成^f象裝置150的曝光時(shí)間。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)提出的系統(tǒng)的性能，光源140的各發(fā)光元件是 響應(yīng)于控制信號(hào)Cnx可控的，從而強(qiáng)度Il是根據(jù)控制信號(hào)Cnx的特 征可變的。優(yōu)選地，控制信號(hào)Cnx指定光強(qiáng)度參數(shù)L,光強(qiáng)度參數(shù) 指定接通周期t，期間發(fā)射的光L的功率。光強(qiáng)度參數(shù)Il可以表示 整個(gè)接通周期t，的恒定值iL,如圖4中所示，或參數(shù)lL可以規(guī)定 接通周期t，期間強(qiáng)度L的具體變化，例如，逐漸增加或脈寬調(diào)制。
總之，現(xiàn)在將參照?qǐng)D5的流程圖描述才艮據(jù)本發(fā)明控制眼睛跟蹤 系纟克的通用方法。
起始步驟510檢查是否已經(jīng)在由成像裝置記錄的連續(xù)圖像數(shù)據(jù) 中4企測(cè)到了主體的至少一只眼睛。如果找出已經(jīng)4全測(cè)了一只或多只 眼睛，則接著進(jìn)行步驟520。然而，如果沒有4企測(cè)到眼睛，則程序 繼續(xù)#^于步驟560。
步驟520基于圖像數(shù)據(jù)確定至少一只眼睛中的每一只的位置估 計(jì)。優(yōu)選地，這里處理單元應(yīng)用傳統(tǒng)的眼睛if艮蹤算法來得到位置估 計(jì)。
隨后，步驟530利用至少一個(gè)光源來對(duì)主體180進(jìn)行照明。這 包括將至少一個(gè)光束引向包括位置估計(jì)(組)的照明區(qū)域。在步驟
16540,同樣地在步驟520之后進(jìn)行，并且優(yōu)選地與步驟530并行寺丸行， 記錄包括位置估計(jì)(組)的圖傳_數(shù)據(jù)。
在步驟530和540之后，接下來是步驟550，該步驟計(jì)算步驟 540中記錄的圖像數(shù)據(jù)以確定圖像數(shù)據(jù)中是否存在表示眼睛的任意 數(shù)據(jù)。而且在步驟550中，處理單元優(yōu)選地應(yīng)用傳統(tǒng)的眼睛跟蹤算 法。
因此，步驟570檢查是否執(zhí)行了停止標(biāo)準(zhǔn)，例如，是否接收到 了給定的用戶命令。如果發(fā)現(xiàn)已經(jīng)執(zhí)行了停止標(biāo)準(zhǔn)，則程序結(jié)束。 否則，禾呈序返回到步驟510。
步驟560基于之前記錄的主體的至少 一只眼睛的圖〗象來確定該 至少 一只眼睛的^f立置估計(jì)。該估計(jì)伊乙選;也由處理單元通過從其中有 至少 一只眼睛出現(xiàn)的之前記錄的圖像推斷運(yùn)動(dòng)向量來確定。在步驟 560之后，程序繼續(xù)執(zhí)行上述步驟530和540。
上述參照?qǐng)D5描述的所有處理步驟和任意子序列步驟可以通過 可編程i十算機(jī)設(shè)備來控制。此外，雖然上面參照附圖描述的本發(fā)明 實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)設(shè)備和在計(jì)算機(jī)設(shè)備中執(zhí)行的處理，但本發(fā)明還 延伸到適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，尤其是在盒式磁帶中或盒式 》茲帶上的計(jì)算枳4呈序。該程序可以是源^碼、目標(biāo)代碼、源代7馬和 目標(biāo)代碼中間的代碼(諸如以具體編譯的形式)的形式，或適于在 根據(jù)本發(fā)明的處理的實(shí)現(xiàn)中使用的任意其他形式。該程序可以是操 作系統(tǒng)的一部分，或者是單獨(dú)的應(yīng)用程序。載體可以是能夠攜帶程 序的任意實(shí)體或裝置。例如，載體可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如閃存、 ROM (只讀存4諸器)、例如CD (壓縮盤)或半導(dǎo)體ROM、 EPROM (可#察除可編禾呈只讀存<渚器)、EEPROM (電可4察除可編禾呈只讀存 儲(chǔ)器)、或磁記錄介質(zhì)，例如軟盤或石更盤。此外，載體可以是可傳送 載體，諸如可以經(jīng)由電或光電纜或通過無線電或其他手^殳來傳送的電或光信號(hào)。當(dāng)程序被嵌入在可以通過電纜或其他裝置或手段直接 傳送的信號(hào)中時(shí)，該載體可以由這樣的電纜或裝置或手段構(gòu)成?？?選地，該載體可以是嵌入有程序的集成電路，該集成電路適于執(zhí)行 或用于相關(guān)處理的性能。
用在本i兌明中的術(shù)^吾"包4舌(comprises/comprising )"指的是陳 述的特征、整數(shù)、步驟或組件的存在。然而，該術(shù)語不排除一個(gè)或 多個(gè)附加4爭(zhēng)4正、整凄t、步驟或組件或它們的組的存在。
對(duì)本說明中任意現(xiàn)有^支術(shù)的參考不應(yīng)被j人為是對(duì)參考的澳大利 亞/>知常識(shí)的現(xiàn)有^支術(shù)形式部分的岸"人或教導(dǎo)。
本發(fā)明不應(yīng)被限制為圖中所描述的實(shí)施例，而是在權(quán)利要求的 范圍內(nèi)可自由變化。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)記錄并跟蹤主體(180)的至少一只眼睛(181，182)的各自的位置的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)成像裝置(150)，適于記錄表示所述至少一只眼睛(181，182)的連續(xù)圖像數(shù)據(jù)(DEYE)；至少一個(gè)光源(140)，被布置用于對(duì)所述主體(180)進(jìn)行照明，所述至少一個(gè)光源(140)中的每一個(gè)均相對(duì)于所述成像裝置(150)具有精確限定的位置；以及處理單元(170)，適于接收所述圖像數(shù)據(jù)(DEYE)，并且基于該圖像數(shù)據(jù)而產(chǎn)生所述至少一只眼睛(181，182)的位置估計(jì)，其特征在于，所述至少一個(gè)光源(140)適于改變照明區(qū)域(AILL)的空間定位，其中來自所述至少一個(gè)光源(140)的至少一個(gè)光束(L)被引向所述照明區(qū)域；接收控制信號(hào)(CILL)；以及將所述至少一個(gè)光束(L)引向由所述控制信號(hào)(CILL)指定的照明區(qū)域(AILL)，以及所述處理單元(170)適于基于所述至少一只眼睛(181，182)的所述位置估計(jì)來產(chǎn)生所述控制信號(hào)(CILL)，以使所述照明區(qū)域(AILL)包括所述位置估計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)光源(140)包括多個(gè)發(fā)光元件(241, 241a, 242)，所述多個(gè)發(fā)光 元件均是響應(yīng)于所述控制信號(hào)(Cnx)單獨(dú)可控的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光元件(241 ， 241a， 242 )布置在陣列(240 )中，所述陣列包括第一凄t量(#R ) 的元件(241)行和第二凄t量(#c)的元件(241)歹'J。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述 至少一個(gè)光源(140)包4舌至少一個(gè)準(zhǔn)直透4竟元^f牛(310)，所 述準(zhǔn)直透鏡元件適于改變從所述發(fā)光元件發(fā)射的光(L ),使得 從第一元件(241)發(fā)射的光被引向所述照明區(qū)域(AILIj)的 第一部分(Al)，且乂人第二元件(242)發(fā)射的光#1引向所述 照明區(qū)域(AILL)的第二部分(A2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述 發(fā)光元件(241)被布置為具有相對(duì)于彼此不同的方位，使得 第一元件(241a)具有第一主發(fā)光軸(A)，所述第一主發(fā)光 軸具有在第一維中的關(guān)于所述陣列(240)的法平面(N)的 第一角度(a )，以及第二元件(241 )具有第二主發(fā)光軸，其 關(guān)于所述法平面(N)的角度至少在所述第一維中不同于所述 第一角度(a )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)光源(340 )響應(yīng)于所述控制信號(hào)(Cnx)以至少一個(gè)軸為中心是 可傾斜的，4吏得所述照明區(qū)域(Anx)在至少一個(gè)維中是可調(diào)整的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)光源(340)被配置為向至少一個(gè)反射鏡(345 )發(fā)射光(L),所述 反射鏡響應(yīng)于所述控制信號(hào)(Cnx)以至少一個(gè)軸為中心是可 傾斜的，使得所述照明區(qū)域(AIIX)在至少一個(gè)維中是可調(diào)整 的。
8. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制 信號(hào)(CILL)適于指定至少一個(gè)接通周期(tONl， tON2)和至少 一個(gè)關(guān)閉周期(t(OTl， tOFF2),在所述接通周期期間會(huì)有光(L) ,人所述至少一個(gè)光源(140, 340)的相應(yīng)的至少一個(gè)發(fā)光元件(241, 241a, 242)凈皮發(fā)射，在所述關(guān)閉周期期間沒有光乂人所 述至少一個(gè)光源(140, 340)的相應(yīng)的至少一個(gè)發(fā)光元件(241, 241a， 242)發(fā)射。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元(170 ) 適于4妄收輸入?yún)⑵鄑 (Pon-off),并且響應(yīng)于所述l命入?yún)⑵鄑而i殳 置所述控制信號(hào)(CI1X )的所述接通周期和所述關(guān)閉周期(tONl 、toN2， toFFl、 toFF2 )。
10. 才艮據(jù)前述4壬一項(xiàng)4又利要求所述的系統(tǒng)，其特4i在于，所述至少一個(gè)光源(140, 340)的至少一個(gè)發(fā)光元件(241, 241a， 242) 中的每一個(gè)均是響應(yīng)于所述控制信號(hào)(C x)可控的，使得從 給定元件發(fā)射的光(L )的強(qiáng)度(IL )根據(jù)所述控制信號(hào)(CILL ) 的特征是可變的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號(hào)(CI1X )指定光強(qiáng)度參數(shù)(^ )，所述光強(qiáng)度參數(shù)指定在所述接 通周期(tON)期間發(fā)射的所述光(L)的功率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光強(qiáng)度參數(shù)(IL )表示整個(gè)所述接通周期(tON )上的恒定值(iL )。
13. 一種自動(dòng)記錄并跟蹤主體(180)的至少一只眼睛(181, 182) 的各位置的方法，包括利用至少一個(gè)成像裝置(150 )記錄連續(xù)圖像數(shù)據(jù)(DEYE )， 所述連續(xù)圖像數(shù)據(jù)(DEYE)表示所述至少一只眼睛(181， 182)，利用相對(duì)于所述成^f象裝置(150)具有精確限定的位置的 至少一個(gè)光源(140)，劉—所述主體(180)進(jìn)4亍照明，以及利用處理單元(170),基于所述圖像數(shù)據(jù)(DEYE)產(chǎn)生所 述至少一只眼睛(181， 182)的位置估計(jì)，其特征在于，所述至少一個(gè)光源(140)適于改變照明區(qū)i或(AI1X)的 空間定位，其中來自所述至少一個(gè)光源(140)的至少一個(gè)光 束(L):帔引向所述照明區(qū)域，并且所述方法包括接收控制信號(hào)(Cnx),響應(yīng)于所述控制信號(hào)(CILL)將來自所述至少一個(gè)光源 (140)的所述至少一個(gè)光束(L)引向照明區(qū)i或(AILL),以 及基于所述至少一只眼睛(181, 182)的所述位置估計(jì)，在 所述處理單元(170)中產(chǎn)生所述控制信號(hào)(CILL),使得所述 照明區(qū)域(AILL)包括所述位置估計(jì)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制信號(hào)(CIIX)指定至少一個(gè)接通周期(tONl， tON2)和至少一個(gè)關(guān)閉 周期(tOFFl, tOFF2 ),在所述接通周期期間光(L )會(huì)有光從所 述至少一個(gè)光源(140， 340)的相應(yīng)的至少一個(gè)發(fā)光元件(241, 241a， 242)^皮發(fā)射，在所述關(guān)閉周期期間沒有光/人所述至少 一個(gè)光源(140， 340)的相應(yīng)的至少一個(gè)發(fā)光元件(241， 241a, 242)發(fā)射。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，接收輸入?yún)?shù)(Pon-off ),并且響應(yīng)于所述輸入?yún)t而i殳置所述控制信號(hào) (CILL)的所述接通周期和所述關(guān)閉周期(tONl、 tON2， tOFFl、t。FF2 X
16. 根據(jù)權(quán)利要求13到15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，響 應(yīng)于所述控制信號(hào)(Cnx)控制所述至少一個(gè)光源(140， 340) 的至少一個(gè)發(fā)光元4牛(241, 241a, 242)中的每——個(gè)，4吏4尋乂人 給定元件發(fā)射的所述光(L)的強(qiáng)度(IL)根據(jù)所述控制信號(hào)(CILL)的特征是可變的。
17. 才艮據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制信號(hào)(CiLL)指定光強(qiáng)度參數(shù)(k),所述光強(qiáng)度參數(shù)指定在所述接 通周期(tON)期間發(fā)射的所述光(L)的功率。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述光強(qiáng)度參數(shù)(IL)表示整個(gè)所述接通周期(tON)上的恒定值(iL)。
19. 一種可裝載至計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)所述 程序在所述計(jì)算才幾上運(yùn)4亍時(shí)，控制權(quán)利要求13到18中任一項(xiàng) 的步驟的軟件。
20. —種計(jì)算才幾可讀介質(zhì)(175 ),具有記錄于其上的程序，其中所 述程序4吏計(jì)算才幾控制4又利要求13到18中任一項(xiàng)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及自動(dòng)眼睛跟蹤，其中至少一個(gè)成像裝置(150)記錄表示主體(180)的至少一只眼睛(181，182)的連續(xù)圖像數(shù)據(jù)(DEYE)。處理單元(170)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)(DEYE)，并在其基礎(chǔ)上，產(chǎn)生至少一只眼睛(181，182)的位置估計(jì)。處理單元(170)還產(chǎn)生由至少一個(gè)光源(140)接收的控制信號(hào)(CILL)。至少一個(gè)光源(140)又發(fā)射可變化的至少一個(gè)光束(L)，使得照明區(qū)域(AILL)的空間定位依賴于所述控制信號(hào)(CILL)的特性，其中至少一個(gè)光束(L)被引向照明區(qū)域。具體地，處理單元(170)產(chǎn)生控制信號(hào)(CILL)，使得照明區(qū)域(AILL)包括至少一只眼睛(181，182)的位置估計(jì)。
文檔編號(hào)A61B3/113GK101541229SQ200780043340
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者本特·倫斯特倫 申請(qǐng)人:托比技術(shù)有限公司