瞳孔檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種瞳孔檢測裝置，包括主動光源、圖像傳感器及處理單元。該主動光源朝眼球發(fā)光。該圖像傳感器以一分辨率獲取該眼球的至少一個(gè)圖像幀以作為待識別圖像。該處理單元計(jì)算該待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。
【專利說明】瞳孔檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種互動系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種瞳孔檢測裝置。
【背景技術(shù)】[0002]交互式控制機(jī)制能夠提供使用者更人性化的操控方式，因而已被廣泛的應(yīng)用于各式多媒體系統(tǒng)，尤其可應(yīng)用于包括顯示屏的圖像顯示系統(tǒng)。[0003]使用能夠獲取圖像的遙控器作為交互式人機(jī)接口為一種常用的手段，而且該遙控器可被制作成各式道具，例如球棒、球拍、球桿等。另一種交互式人機(jī)接口則是不需使用任何手持裝置來進(jìn)行的，例如瞳孔追蹤裝置即可根據(jù)使用者的視線變化來進(jìn)行交互式操作。[0004]參照圖1A及IB所示，圖1A顯示一種已知瞳孔追蹤系統(tǒng)，其用以進(jìn)行人眼9的瞳孔追蹤；圖1B顯示已知瞳孔追蹤系統(tǒng)所獲取的人眼圖像的示意圖。該瞳孔追蹤系統(tǒng)包括圖像顯示裝置81、光源82、圖像傳感器83及處理單元84。該光源82用以朝向該人眼9打光，以于該人眼9中產(chǎn)生光源圖像I82 (如圖1B)。該圖像傳感器83用以獲取包括瞳孔91及該光源圖像I82的人眼圖像，該處理單元84計(jì)算該人眼圖像中該瞳孔91及該光源圖像I82的相對距離D的變化以追蹤該瞳孔91，并據(jù)以相對控制該圖像顯示裝置81上游標(biāo)811的動作。然而，如果環(huán)境中同時(shí)存在有其它光源(未示出)并在該人眼圖像中形成環(huán)境光源圖像I。，進(jìn)行瞳孔追蹤時(shí)則可能出現(xiàn)錯誤的情形。[0005]鑒于此，本發(fā)明提出一種瞳孔檢測裝置，其可通過計(jì)算差分圖像來消除環(huán)境光源的影響，藉以提高瞳孔追蹤的正確性。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在提供一種瞳孔檢測裝置，其具有較高的定位精確度。[0007]本發(fā)明提供一種瞳孔檢測裝置，包括主動光源、圖像傳感器以及處理單元。該主動光源朝眼球發(fā)光。該圖像傳感器以一分辨率獲取該眼球的至少一個(gè)圖像幀以作為待識別圖像。該處理單元計(jì)算該待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。[0008]本發(fā)明還提供一種瞳孔檢測裝置，包括至少一個(gè)主動光源、兩個(gè)圖像傳感器以及處理單元。該至少一個(gè)主動光源發(fā)光以照明左眼或右眼。該兩個(gè)圖像傳感器以一分辨率獲取該至少一個(gè)主動光源照明的該左眼或該右眼的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像及第二待識別圖像。該處理單元分別計(jì)算該第一待識別圖像及該第二待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。[0009]本發(fā)明還提供一種瞳孔檢測裝置，包括兩個(gè)主動光源、兩個(gè)圖像傳感器以及處理單元。該兩個(gè)主動光源發(fā)光以分別照明左眼及右眼。該兩個(gè)圖像傳感器以一分辨率分別獲取該左眼及該右眼的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像及第二待識別圖像。該處理單元分別計(jì)算該第一待識別圖像及該第二待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。[0010]一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置還包括顯示單元用以顯示圖像。
[0011]一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置還具有眨眼檢測功能。
[0012]一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置還具有瞌睡檢測及分心檢測功能。
[0013]一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置還具有眨眼頻率檢測及干眼檢測功能。
[0014]—實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置還具有姿勢識別(gesture recognition)功能。
[0015]本發(fā)明的瞳孔檢測裝置中，通過將最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域，可消除環(huán)境光源的影響并提高定位精確度。
[0016]本發(fā)明的瞳孔檢測裝置中，所述主動光源輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；該圖像傳感器獲取相對該第一亮度的第一圖像幀及相對該第二亮度的第二圖像幀；該處理單元計(jì)算該第一圖像幀及該第二圖像幀的差分圖像以作為該待識別圖像。藉此，可通過計(jì)算該差分圖像以消除環(huán)境光源的影響并提高定位精確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A顯不已知睛孔追蹤系統(tǒng)的不意圖；
[0018]圖1B顯不已知睛孔追蹤系統(tǒng)所犾取的人眼圖像的不意圖；
[0019]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的瞳孔檢測裝置的運(yùn)作示意圖；
[0020]圖3A-3C顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的瞳孔檢測裝置中，圖像獲取及光源點(diǎn)亮的示意圖；
[0021]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的瞳孔檢測裝置所獲取的待識別圖像進(jìn)行瞳孔檢測的不意圖；
[0022]圖5A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的瞳孔檢測裝置的運(yùn)作示意圖；以及
[0023]圖5B顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的瞳孔檢測裝置的運(yùn)作示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]I瞳孔追蹤裝置11、11-主動光源
[0026]12,12/、83圖像傳感器13、84處理單元
[0027]14記憶單元2頭戴式配件
[0028]81圖像顯示裝置811游標(biāo)
[0029]82光源9人眼
[0030]90眼球91瞳孔
[0031]92虹膜93眼白區(qū)域
[0032]9L左眼9R右眼
[0033]F、F'待識別圖像 182光源圖像
[0034]I。環(huán)境光源圖像P1最低灰階值
[0035]P2瞳孔位置PA瞳孔區(qū)域
[0036]fl第一圖像幀f2第二圖像幀
[0037]f圖像幀L (x，y)、R (x，y)瞳孔坐標(biāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下。在本發(fā)明的說明中，相同的構(gòu)件是以相同的符號表示，于此合先敘明。
[0039]參照圖2所示，其顯示本發(fā)明實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I的運(yùn)作示意圖，其用以檢測眼球90的瞳孔位置并輸出相對該瞳孔位置的瞳孔坐標(biāo)。該瞳孔檢測裝置I包括主動光源
11、圖像傳感器12及處理單元13。一般而言，當(dāng)該眼球90向下看時(shí)，上眼皮會遮蔽部分眼球90，因此如果該瞳孔檢測裝置I設(shè)置于頭戴式配件2，該圖像傳感器12的設(shè)置位置較佳低于該眼球90。例如圖2中，當(dāng)該瞳孔檢測裝置I設(shè)置于眼鏡或護(hù)目鏡時(shí)，該瞳孔檢測裝置I較佳設(shè)置于下框架附近，可避免眼球90向下看(瞳孔朝下時(shí))導(dǎo)致無法檢測到瞳孔的情形。 [0040]該主動光源11例如可為紅外光光源，例如紅外光發(fā)光二極管，以避免點(diǎn)亮?xí)r影響視線。該主動光源11朝向該眼球90發(fā)光。必須說明的是，該主動光源11可由單一個(gè)光源或多個(gè)光源排列而成。
[0041]該圖像傳感器12例如可為CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器等用以感測光能量的光傳感器，其以一分辨率獲取該眼球90的至少一個(gè)圖像幀以作為待識別圖像(image tobe identified)。
[0042]例如參照圖3A-3C及4所示，圖3A-3C顯示本實(shí)施例中該圖像傳感器12的圖像獲取及該主動光源11的光源點(diǎn)亮的示意圖；圖4顯示根據(jù)該圖像傳感器12所獲取的待識別圖像進(jìn)行瞳孔檢測的示意圖。該圖像傳感器12以一圖框率獲取該眼球90的圖像幀以作為待識別圖像F。一實(shí)施例中，該主動光源11以固定的亮度相對該圖像傳感器12的圖像獲取發(fā)光(圖3B)，該圖像傳感器12則可依序輸出圖像幀f以作為該待識別圖像F (即F=f);該待識別圖像F包括瞳孔91、虹膜92及眼白區(qū)域93。另一實(shí)施例中，該主動光源11輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光，該圖像傳感器12獲取相對該第一亮度的第一圖像幀fl及相對該第二亮度的一第二圖像幀f2 (圖3C)，該處理單元13計(jì)算該第一圖像幀fl及該第二圖像幀f2的一差分圖像(fl_f2)以作為該待識別圖像F (即F=fl-f2)。必須說明的是，該第一亮度不同于該第二亮度，且均不為零亮度。藉此，該處理單元13可通過計(jì)算該差分圖像(fl-f2)以消除環(huán)境光源的影響。
[0043]該處理單元13例如可為一數(shù)字處理器(DSP)，用以計(jì)算該待識別圖像F中最低灰階值P1，并將該最低灰階值P1周圍的灰階值在一灰階值范圍Rg內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域PA(如圖4所示)。當(dāng)該主動光源11點(diǎn)亮?xí)r，該瞳孔91的亮度最低，該眼白區(qū)域93的亮度最高而該虹膜92的亮度通常在該瞳孔91及該眼白區(qū)域93間，故該最低灰階值P1會出現(xiàn)于該瞳孔91中。因此，該最低灰階值P1附近的像素區(qū)域則可被視為該瞳孔區(qū)域PA，而該最低灰階值P1附近的像素區(qū)域例如可利用圖像分組(image grouping)的方式將互相關(guān)連的像素區(qū)域視作為同一對象，其例如可參照讓與給本發(fā)明相同受讓人的美國專利公開第20110176733號，標(biāo)題為“圖像識別方法”，中所公開的。此外，該灰階值范圍Rg的設(shè)定可根據(jù)該瞳孔檢測裝置I的操作環(huán)境而調(diào)整，例如戶外與室內(nèi)可分別設(shè)計(jì)不同的灰階值范圍Rg0再者，為避免噪聲干擾，該處理單元13還可根據(jù)該瞳孔區(qū)域PA的尺寸及形狀等特性判定是否屬于環(huán)境光源圖像，例如當(dāng)尺寸太小或非屬圓形者則可能為環(huán)境光源，可予以排除。
[0044]接著，該處理單元13則可計(jì)算該瞳孔區(qū)域PA的重心或中心以作為瞳孔位置P2,并輸出該瞳孔位置P2相關(guān)的一瞳孔坐標(biāo)(X，I)。該處理單元13例如可根據(jù)該瞳孔坐標(biāo)(X，y)相對控制圖像顯示裝置81的游標(biāo)811的動作。可以了解的是，該瞳孔位置P2可不等于該最低灰階值位置。
[0045]此外，由于該瞳孔檢測裝置I可用以控制電子裝置，某些情形下較佳能夠識別使用者身份以增加實(shí)用性或進(jìn)行隱私保護(hù)，因此該處理單元13可根據(jù)該待識別圖像F進(jìn)行虹膜識別(iris recognition)。此時(shí),該瞳孔檢測裝置I還可包括記憶單元14用以儲存不同使用者的虹膜信息。此外，由于虹膜識別時(shí)需要較高的圖像分辨率(image resolution)而瞳孔區(qū)域識別可以較低的圖像分辨率進(jìn)行。因此本發(fā)明實(shí)施例中，該圖像傳感器12的分辨率及圖框率(frame rate)可調(diào)整，例如當(dāng)該處理單元13進(jìn)行虹膜識別(第二模式)時(shí)，該圖像傳感器12以第一分辨率及第一圖框率獲取圖像；當(dāng)該處理單元13進(jìn)行瞳孔區(qū)域識別(第一模式)時(shí)，該圖像傳感器12以第二分辨率及第二圖框率獲取圖像；其中，該第一分辨率高于該第二分辨率而該第一圖框率低于該第二圖框率。本實(shí)施例中，該圖像分辨率的可調(diào)整范圍例如在640X480-160X 120間而該圖框率的可調(diào)整范圍例如在30FPS_480FPS(frame/second)間，但并不以此為限。 [0046]本實(shí)施例中，由于該處理單元13是利用眼球圖像中最低灰階值的區(qū)域進(jìn)行瞳孔檢測，故可排除環(huán)境光源的影響(環(huán)境光源的灰階值較高)；此外，還可通過計(jì)算差分圖像以進(jìn)一步消除環(huán)境光源圖像。
[0047]另一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置I可包括兩個(gè)以上圖像傳感器用以獲取同一個(gè)眼球的圖像，并據(jù)以計(jì)算三維瞳孔位置及涵蓋較大的檢測范圍(即，獲取同一眼球的二圖像傳感器之間的距離可保持一距離)。
[0048]參照圖5A所示，其顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I的示意圖。該瞳孔檢測裝置I是顯示為設(shè)置于眼鏡上，但并不以此為限。該瞳孔檢測裝置I包括至少一個(gè)主動光源11、兩個(gè)圖像傳感器12、12’及處理單元13。必須說明的是，本實(shí)施例也可利用多個(gè)主動光源11來增加照明亮度(例如該主動光源11可由多個(gè)光源排列而成)；所述圖像傳感器12,12'的數(shù)目也不以兩個(gè)為限，如果包括三個(gè)、四個(gè)...圖像傳感器，每個(gè)圖像傳感器的運(yùn)作相同于所述圖像傳感器12、12’，僅設(shè)置位置不同而已，但其設(shè)置位置較佳仍低于該人眼9。此外，雖然圖5A中該瞳孔檢測裝置I是相對于左眼9L設(shè)置，但其也可相對于右眼9R設(shè)置。也就是說，如果該瞳孔檢測裝置I設(shè)置于頭戴式配件2;該兩個(gè)圖像傳感器12、12’的設(shè)置位置較佳低于左眼9L或右眼9R。
[0049]該至少一個(gè)主動光源11發(fā)光以照明左眼9L或右眼9R。該兩圖像傳感器12、12’以一分辨率獲取該至少一個(gè)主動光源11照明的該左眼9L或該右眼9R的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像F及第二待識別圖像F’ ；其中，該兩圖像傳感器12、12’可同時(shí)或分時(shí)進(jìn)行圖像幀獲取。該處理單元13則分別計(jì)算該第一待識別圖像F及該第二待識別圖像F’中最低灰階值P1，并將該最低灰階值P1周圍灰階值在一灰階值范圍Rg的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域PA ;該瞳孔區(qū)域PA計(jì)算出后，該處理單元13則計(jì)算該瞳孔區(qū)域PA的重心或中心以作為瞳孔位置P2 (如圖4所示)，并輸出左眼瞳孔坐標(biāo)L (x，y)及右眼瞳孔坐標(biāo)R (x，y)。由于本實(shí)施例同時(shí)利用兩張待識別圖像F、F’來檢測瞳孔，該處理單元13可根據(jù)該第一待識別圖像F及該第二待識別圖像F’中的該瞳孔位置P2計(jì)算三維瞳孔位置。例如，該兩個(gè)圖像傳感器12、12’可分別設(shè)置于該人眼9的中心線的兩側(cè)，該處理單元13則可根據(jù)兩張待識別圖像F、F’來計(jì)算該三維瞳孔位置。
[0050]如前所述，為了消除環(huán)境光圖像，該處理單元13可先分別計(jì)算差分圖像后再根據(jù)該差分圖像識別該瞳孔區(qū)域PA。此時(shí)，該至少一個(gè)主動光源11輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；該兩個(gè)圖像傳感器12、12’獲取相對該第一亮度的第一圖像幀fl及相對該第二亮度的第二圖像幀f2 (如圖3C);該處理單元13則計(jì)算該第一圖像幀fl及該第二圖像幀f2的一差分圖像(fl_f2)以作為該第一待識別圖像F及該第二待識別圖像F’。
[0051]同理，本實(shí)施例中，該處理單元13可根據(jù)該第一待識別圖像F和/或該第二待識別圖像F’進(jìn)行虹膜識別。當(dāng)該處理單元13進(jìn)行虹膜識別時(shí)，該圖像傳感器12以第一分辨率及第一圖框率獲取圖像；當(dāng)該處理單元13進(jìn)行瞳孔區(qū)域識別時(shí)，該圖像傳感器12以第二分辨率及第二圖框率獲取圖像；其中，該第一分辨率高于該第二分辨率而該第一圖框率低于該第二圖框率。
[0052]另一實(shí)施例中，該瞳孔檢測裝置I可包括兩個(gè)以上圖像傳感器用以分別獲取不同眼球的圖像，如此可根據(jù)不同狀況輸出左眼和/或右眼的檢測結(jié)果。
[0053]參照圖5B所示，其顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I的示意圖。該瞳孔檢測裝置I是顯示為設(shè)置于護(hù)目鏡上，但并不以此為限。該瞳孔檢測裝置I包括兩個(gè)主動光源11、11’、兩個(gè)圖像傳感器12、12’以及處理單元13。必須說明的是，相對于每只人眼可包括一個(gè)以上主動光源以增加照明亮度；相對于每只人眼可包括多個(gè)圖像傳感器(如圖5A所示)。同理，如果該瞳孔檢測裝置I設(shè)置于頭戴式配件2上，該兩個(gè)圖像傳感器12、12的設(shè)置位置分別低于左眼9L及右眼9R。
[0054]該兩個(gè)主動光源11、11’發(fā)光以分別照明左眼9L及右眼9R。該兩個(gè)圖像傳感器12,12'以一分辨率分別獲取該左眼9L及該右眼9R的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像F及第二待識別圖像F’。該處理單元13則分別計(jì)算該第一待識別圖像F及該第二待識別圖像F'中最低灰階值P1，并將該最低灰階值P1周圍灰階值在一灰階值范圍Rg的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域PA ;該瞳孔區(qū)域PA計(jì)算出后，該處理單元13則計(jì)算該瞳孔區(qū)域PA的重心或中心以作為瞳孔位置P2 (如圖4所示)，并輸出左眼瞳孔坐標(biāo)L (x，y)及右眼瞳孔坐標(biāo)R (x，y)。由于本實(shí)施例分別利用不同待識別圖像F、F’來檢測兩眼瞳孔，因此可分別計(jì)算兩眼瞳孔的瞳孔坐標(biāo)，并針對不同的情形輸出不同的瞳孔坐標(biāo)。例如當(dāng)人眼向右看時(shí)，該左眼9L可能受到鼻梁遮蔽而看不到右方物體，此時(shí)該處理單元13可根據(jù)該瞳孔位置僅計(jì)算相對該右眼9R的右眼瞳孔坐標(biāo)R (X，y);例如當(dāng)人眼向左看時(shí)，該右眼9R可能受到鼻梁遮蔽而看不到左方物體，此時(shí)該處理單元13可根據(jù)該瞳孔位置僅計(jì)算相對該左眼9L的左眼瞳孔坐標(biāo)L U，y);其它狀況下該處理單元13例如可根據(jù)該瞳孔位置計(jì)算相對該左眼9L及該右眼9R的平均瞳孔坐標(biāo)，但并不以此限。
[0055]另一實(shí)施例中，也可根據(jù)左瞳孔坐標(biāo)L (X，y)與右眼瞳孔坐標(biāo)R (x, y)相對關(guān)系估測使用者注視人物的方向或是遠(yuǎn)近距離。
[0056]再一實(shí)施例中，如果相對該左眼9L及該右眼9R分別設(shè)置兩個(gè)以上的圖像傳感器，則可分別求得該左眼9L及該右眼9R的三維瞳孔位置。
[0057]如前所述，為了消除環(huán)境光圖像，該處理單元13可先分別計(jì)算差分圖像后再根據(jù)該差分圖像識別該瞳孔區(qū)域PA。此時(shí)，該兩個(gè)主動光源11、11‘輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；該兩個(gè)圖像傳感器獲取相對該第一亮度的第一圖像幀fl及相對該第二亮度的第二圖像幀f2 (如圖3C);該處理單元13則計(jì)算該第一圖像幀fl及該第二圖像幀f2的差分圖像(fl-f2)以作為該第一待識別圖像F及該第二待識別圖像F’。[0058]同理，本實(shí)施例中，該處理單元13可根據(jù)該第一待識別圖像F和/或該第二待識別圖像F’進(jìn)行虹膜識別。當(dāng)該處理單元13進(jìn)行虹膜識別時(shí)，該圖像傳感器12、12’以第一分辨率及第一圖框率獲取圖像；當(dāng)該處理單元13進(jìn)行瞳孔區(qū)域識別時(shí)，所述圖像傳感器12,12'以第二分辨率及第二圖框率獲取圖像；其中，該第一分辨率高于該第二分辨率而該第一圖框率低于該第二圖框率。
[0059]此外，本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可搭配顯示單元以顯示圖像，且該顯示單元例如也可設(shè)置于頭戴式配件2上，例如眼鏡或護(hù)目鏡等。
[0060]本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可還具有眨眼檢測功能。例如該處理單元13可分別記錄檢測到與檢測不到瞳孔的期間，藉以識別眨眼動作。
[0061]本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可還具有瞌睡檢測及分心檢測功能。例如當(dāng)該瞳孔檢測裝置I應(yīng)用于車用裝置時(shí)，可用以檢測駕駛是否有睡意或?qū)Ｗ⒂谇胺剑矣谶m當(dāng)時(shí)間提出警示。檢測睡意例如可通過檢測眼睛開闔時(shí)間的比例來實(shí)現(xiàn)；檢測分心例如可通過檢測駕駛的注視方向來實(shí)現(xiàn)。
[0062]本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可還具有眨眼頻率及干眼檢測功能。具體來說，處理單元13可依據(jù)所檢測的眨眼頻率反推目前眼睛干澀的可能性及程度，進(jìn)而提醒使用者眨眼。
[0063]本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可還具有姿勢識別(gesture recognition)功能。此時(shí)所述姿勢識別例如可為識別瞳孔朝預(yù)定方向以預(yù)定次數(shù)來改變位置，并將其與預(yù)設(shè)姿勢進(jìn)行比對，可藉此達(dá)成執(zhí)行特定功能的運(yùn)作，其類似已知利用瞳孔以外的其它對象，例如手或手指來進(jìn)行的手勢識別。
[0064]本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可還具有省電功能，例如于預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)檢測不到瞳孔或待識別圖像的圖像變化量過小，則可進(jìn)入省電模式。
[0065]必須說明的是，本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I可直接制作成頭戴式瞳孔檢測裝置，或者通過結(jié)合組件結(jié)合固定于頭戴式配件，例如眼鏡、護(hù)目鏡、帽緣等。其它實(shí)施例中，本發(fā)明各實(shí)施例的瞳孔檢測裝置I也可設(shè)置于其它位置以進(jìn)行瞳孔檢測，例如設(shè)置于車內(nèi)靠近使用者眼睛處，例如后照鏡等，只要設(shè)置于能夠檢測人眼9的位置即可。
[0066]綜上所述，已知瞳孔檢測裝置因無法排除環(huán)境光源的影響，因而可能出現(xiàn)檢測錯誤的情形。本發(fā)明還提出一種瞳孔檢測裝置(圖2、5A及5B)，其可消除環(huán)境光源的影響而具有較高的檢測精確度。
[0067]雖然本發(fā)明已以前述·實(shí)施例公開，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動與修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種瞳孔檢測裝置，該瞳孔檢測裝置包括: 主動光源，朝眼球發(fā)光； 圖像傳感器，以一分辨率獲取所述眼球的至少一個(gè)圖像幀以作為待識別圖像；以及 處理單元，計(jì)算所述待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞳孔檢測裝置，其中所述主動光源輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；所述圖像傳感器獲取相對于所述第一亮度的第一圖像幀及相對于所述第二亮度的第二圖像幀；所述處理單元還計(jì)算所述第一圖像幀及所述第二圖像幀的差分圖像以作為所述待識別圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還計(jì)算所述瞳孔區(qū)域的重心或中心以作為瞳孔位置，并輸出與該瞳孔位置相關(guān)的瞳孔坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還根據(jù)所述待識別圖像進(jìn)行虹膜識別。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瞳孔檢測裝置，其中當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述虹膜識別時(shí)，所述圖像傳感器以第一分辨率獲取圖像；當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述瞳孔區(qū)域識別時(shí)，所述圖像傳感器以第二分辨率獲取圖像；所述第一分辨率高于所述第二分辨率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞳孔檢測裝置，其中所述瞳孔檢測裝置設(shè)置在頭戴式配件上，且所述圖像傳感器的設(shè)置位置低于所述眼球。
7.一種瞳孔檢測裝置，該瞳孔檢測裝置包括: 至少一個(gè)主動光源，發(fā)光以照明左眼或右眼； 兩個(gè)圖像傳感器，以一分辨率獲取所述至少一個(gè)主動光源照明的所述左眼或所述右眼的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像及第二待識別圖像； 以及 處理單元，分別計(jì)算所述第一待識別圖像及所述第二待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的瞳孔檢測裝置，其中所述至少一個(gè)主動光源輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；所述兩個(gè)圖像傳感器獲取相對所述第一亮度的第一圖像幀及相對所述第二亮度的第二圖像幀；所述處理單元還計(jì)算所述第一圖像幀及所述第二圖像幀的差分圖像以作為所述第一待識別圖像及所述第二待識別圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還計(jì)算所述瞳孔區(qū)域的重心或中心以作為瞳孔位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還根據(jù)所述第一待識別圖像及所述第二待識別圖像中的所述瞳孔位置計(jì)算三維瞳孔位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還根據(jù)所述第一待識別圖像和/或所述第二待識別圖像進(jìn)行虹膜識別。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的瞳孔檢測裝置，當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述虹膜識別時(shí)，所述圖像傳感器以第一分辨率獲取圖像；當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述瞳孔區(qū)域識別時(shí)，所述圖像傳感器以第二分辨率獲取圖像；所述第一分辨率高于所述第二分辨率。
13.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的瞳孔檢測裝置，其中所述瞳孔檢測裝置設(shè)置在頭戴式配件上，且所述兩個(gè)圖像傳感器的設(shè)置位置低于所述左眼或所述右眼。
14.一種瞳孔檢測裝置，該瞳孔檢測裝置包括: 兩個(gè)主動光源，發(fā)光以分別照明左眼及右眼； 兩個(gè)圖像傳感器，以一分辨率分別獲取所述左眼及所述右眼的至少一個(gè)圖像幀以作為第一待識別圖像及第二待識別圖像；以及 處理單元，分別計(jì)算所述第一待識別圖像及所述第二待識別圖像中的最低灰階值，并將該最低灰階值周圍的灰階值在一灰階值范圍內(nèi)的多個(gè)像素識別為瞳孔區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的瞳孔檢測裝置，其中所述兩個(gè)主動光源輪流以第一亮度及第二亮度發(fā)光；所述兩個(gè)圖像傳感器獲取相對所述第一亮度的第一圖像幀及相對所述第二亮度的第二圖像幀；所述處理單元還計(jì)算所述第一圖像幀及所述第二圖像幀的差分圖像以作為所述第一待識別圖像及所述第二待識別圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還計(jì)算所述瞳孔區(qū)域的重心或中心以作為瞳孔位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的瞳孔檢測裝置，所述處理單元還根據(jù)所述瞳孔位置僅計(jì)算相對于所述左眼的左眼瞳孔坐標(biāo)、僅計(jì)算相對于所述右眼的右眼瞳孔坐標(biāo)、或計(jì)算相對于所述左眼及所述右眼的平均瞳孔坐標(biāo)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的瞳孔檢測裝置，其中所述處理單元還根據(jù)所述第一待識別圖像和/或所述第二待識別圖像進(jìn)行虹膜識別。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所 述的瞳孔檢測裝置，其中當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述虹膜識別時(shí)，所述兩個(gè)圖像傳感器以第一分辨率獲取圖像；當(dāng)所述處理單元進(jìn)行所述瞳孔區(qū)域識別時(shí)，所述兩個(gè)圖像傳感器以第二分辨率獲取圖像；所述第一分辨率高于所述第二分辨率。
20.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的瞳孔檢測裝置，其中所述瞳孔檢測裝置設(shè)置在頭戴式配件上，且所述兩個(gè)圖像傳感器的設(shè)置位置分別低于所述左眼及所述右眼。
【文檔編號】A61B3/113GK103565399SQ201210265459
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】黃昱豪, 李宜方, 高銘璨, 謝孟寰, 許恩峯, 陳念澤 申請人:原相科技股份有限公司