專利名稱：眼睛視線判斷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼睛視線判斷的方法，特別是一種眼睛視線是否注視前 方的判斷方法。
背景技術(shù)：
目前數(shù)碼相機愈來愈普及，幾乎人手一臺。而各大數(shù)碼相機廠商分別推 出不同造型及功能需求的相機，讓消費者能夠依據(jù)個人的需求去選購。
現(xiàn)在的數(shù)碼相機，具有的基本功能極為類似，從光圈大小、光學變焦、 數(shù)碼變焦、開機速率、存儲卡容量支援度，以及防手振等功能。每一家廠商 無不積極的開發(fā)新功能來滿足消費者的需求，而一般消費者最常用的攝影模 式，不外乎是人像拍攝。因此，有廠商推出了具有人臉辨識功能的相機，是 自動將屏幕中所有的人臉辨識出來，并取得最佳的拍攝焦距，再搭配最合適 的光圈及快門，使拍攝者能夠輕輕松松拍到清晰的照片。
然而，在拍攝人物相片時，被拍攝者的眼神對照片拍攝的好壞占有很大 的比重。因此，拍攝者需要額外注意每位被拍攝者的眼睛是否注視著前方的 鏡頭，如此拍攝出來的照片才會較有美感。當被拍攝者之數(shù)量較少時，拍攝 者可通過相機的液晶屏幕或直接以目視的方式注意被拍攝者的視線。若被拍 攝者的視線不是注視著前方的鏡頭時，拍攝者再以口頭喊話告知被拍攝者。 但若是拍團體照時，拍攝者就無法兼顧每位被拍攝者的視線，若有少數(shù)人的 視線沒有注視前方的鏡頭，即會破壞美感。另一方面，如果相機的液晶屏幕 較小，拍攝者也不容易從相機的液晶屏幕發(fā)現(xiàn)是否有少部分人的視線是在注 視著別的地方。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述公知技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種眼睛視線判斷的方法。用以 改良公知技術(shù)中，若是拍攝者無法直接以目視的方法或從相機的液晶屏幕找出被拍攝者的視線未注意前方的鏡頭，并予以告知的話，將造成拍攝出來的 照片較不美觀的問題。
根據(jù)本發(fā)明所公開的眼睛視線判斷的方法，應用于攝像裝置拍攝人像 時，自動進行檢測人像的眼睛視線是否注視前方的攝像裝置。攝像裝置包括
攝像單元。
首先，由攝像單元取得欲拍攝的人像影像。接著，由人像影像中，利用 輪廓比對的方式分析出被拍攝者的眼睛區(qū)域。再通過眼睛區(qū)域的信息，得到 包括瞳孔及眼眶的眼部特征。經(jīng)過眼部特征的比對，可以得到有關(guān)于眼部特 征的特征比例。根據(jù)特征比例即可以判斷眼睛視線注視的方向。
其中，用以判斷眼睛視線注視的方向是利用眼部特征中的特征比例。特
征比例的計算方法包括下列步驟從畫面中的每一個臉部區(qū)域中，擷取出包 括瞳孔和眼眶的眼睛特征。再分析同一個臉部區(qū)域中，瞳孔和眼眶之間的相 對距離，再根據(jù)瞳孔半徑特定百分比所得到的差異值，計算出特征比例。
而瞳孔和眼眶之間的相對距離的分析包括下列步驟分別分析出瞳孔中 心點和眼眶中心點的位置，再計算瞳孔中心點的位置和眼眶中心點的位置之 間的距離。計算出的距離即代表瞳孔和眼眶之間的相對距離。
根據(jù)特征比例來判斷瞳孔位于眼眶的位置的判定包括下列步驟相對距 離與差異值相減的值小于零，特征比例即為負數(shù)。相對距離與差異值相減的
值大于零，特征比例即為正數(shù)。如果特征比例為負數(shù)，則判定瞳孔是位于眼 眶的中心位置，即代表眼睛視線注視著前方。如果相對距離大于差異值，則 判定瞳孔不是位于眼眶的中心位置，即代表眼睛不是注視著前方。
經(jīng)過特征比例判定后，瞳孔位于眼眶的中心位置時，攝像裝置會產(chǎn)生提 示信號。使拍攝者發(fā)覺提示信號后，了解被拍攝者的眼睛視線皆注視著攝像 裝置后，即可進行拍照。反之，經(jīng)過判定后，瞳孔不是位于眼眶的中心位置 時，攝像裝置也會產(chǎn)生警示信號。使拍攝者發(fā)覺警示信號后，了解被拍攝者 的眼睛視線并非全部注視著攝像裝置。拍攝者即可以告知被拍攝者請注視著 攝像裝置，待攝像裝置產(chǎn)生提示信號后，即可以進行拍照。
本發(fā)明所公開的眼睛視線判斷的方法，是通過畫面擷取被拍攝者的臉部 區(qū)域后，分析出臉部區(qū)域中的眼部特征，再利用眼部特征換算出特征比例， 即可以判斷眼睛視線所注視的方向。而攝像裝置根據(jù)判斷結(jié)果，發(fā)出提示信號或警示信號。因此，拍攝者不用一一目視被拍攝者的視線，或從相機的液 晶屏幕找出注視著別方的被拍攝者，能夠直接輕輕松松地拍攝出一張被拍攝 者皆注視著攝像裝置的照片。
以上關(guān)于本發(fā)明內(nèi)容的說明及以下的實施方式的說明是用以示范與解 釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的權(quán)利要求更進一步的解釋。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的流程圖2是根據(jù)本發(fā)明的通過攝像裝置所得到的影像示意圖3A是根據(jù)本發(fā)明的眼睛區(qū)域示意圖3B是根據(jù)本發(fā)明的特征比例示意圖4A是根據(jù)本發(fā)明的顏色標記框示意圖4B是根據(jù)本發(fā)明的黑白影像示意圖；以及
圖4C是根據(jù)本發(fā)明的文字信號示意圖。
并且，上述附圖中的附圖標記說明如下
20影像
200被拍攝者
30眼睛區(qū)域
31 眼眶
311眼眶中心點
32瞳孔
321瞳孔中心點
41 顏色標記框
42黑白影像
43文字信號
D相對距離
R半徑
X差異值
S10通過攝像單元取得影像
Sll利用輪廓比對的方式從影像中分析出眼睛區(qū)域S12分析出眼睛區(qū)域中的眼部特征
S13從眼部特征計算瞳孔和眼眶的相對距離并依據(jù)瞳孔半徑算出差異值 S14根據(jù)相對距離與差異值的值，計算出特征比例 S15根據(jù)特征比例判斷瞳孔位于眼眶的位置
S16依據(jù)瞳孔所在眼眶的位置，以判定視線是否注視前方，若判定注視 前方，產(chǎn)生提示信號，若判定不是注視前方，產(chǎn)生警示信號。
具體實施例方式
以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使 任何本領(lǐng)普通技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書 所公開的內(nèi)容、權(quán)利要求及附圖，任何本領(lǐng)普通技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā) 明相關(guān)的目的及優(yōu)點。以下的實施例是進一步詳細說明本發(fā)明的觀點，但非 以任何觀點限制本發(fā)明的范疇。
根據(jù)本發(fā)明所公開的眼睛視線判斷的方法，是可應用于攝像裝置。此攝 像裝置可為數(shù)碼相機(Digital Camera)、行動電話(Mobile Phone)、個人 數(shù)字助理(Personal Digital Assistant, PDA)、智能型《亍動電話(PDAphone、 Smartphone)、袖珍型電腦(PocketPC)或掌上型電腦(Hand-heldPC)等 電子數(shù)據(jù)處理裝置上的攝像元件。此攝像裝置用以進行影像的擷取及儲存。
請參閱圖1，其是為根據(jù)本發(fā)明一實施例的眼睛視線判斷方法的流程圖。 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的眼睛視線判斷方法是通過攝像裝置的攝像單元所 擷取的畫面，進行影像分析判斷，以取得視線注視的方向判定。
首先，通過攝像單元取得影像，如步驟IO。攝像單元是鏡頭，通常由一 塊或是多塊光學玻璃組成，用來接收欲拍攝物的光線。攝像單元所接收到的 光線再由攝像裝置將其轉(zhuǎn)換為影像顯示于攝像裝置的液晶屏幕上。接下來， 利用輪廓比對的方式從影像中分析出眼睛區(qū)域，如步驟11。在所得到影像中， 通常是包含各式各樣的畫面。因此，需要利用輪廓比對的方式，從畫面影像 中找出人臉區(qū)域，再由人臉區(qū)域中比對出眼睛區(qū)域，以利于之后的視線判斷。 分析出眼睛區(qū)域中的眼部特征，如步驟12。比對出眼睛區(qū)域后，再通過眼睛 區(qū)域的畫面再分析出眼部特征。眼部特征包括瞳孔和眼眶。
接著，從眼部特征計算瞳孔和眼眶的相對距離并依據(jù)瞳孔半徑算出差異
7值，如步驟13。舉例來說，可分別分析瞳孔的中心點及眼眶中心點的位置。 眼眶的中心點是利用眼眶兩角的距離來決定其中心點位置。瞳孔的中心點則 可通過檢測瞳孔輪廓后，通過分析瞳孔輪廓而得到。得到瞳孔中心點及眼眶 中心點的位置之后，即可計算出瞳孔中心點及眼眶中心點之間的相對距離。 再利用瞳孔輪廓計算出瞳孔的半徑后，根據(jù)瞳孔半徑的特定百分比可以算出 差異值。
之后，根據(jù)相對距離與差異值的值，計算出特征比例，如步驟14。若是 相對距離與差異值相減的值小于零，特征比例即為負數(shù)。若是相對距離與差 異值相減的值大于零，特征比例即為正數(shù)。根據(jù)特征比例判斷瞳孔位于眼眶 的位置，如步驟15。如果特征比例為負數(shù)，判定瞳孔位于眼眶的中央位置。 如果特征比例為正數(shù)，判定瞳孔不位于眼眶的中央位置，即在中央位置外。
最后，依據(jù)瞳孔所在眼眶的位置，以判定視線是否注視前方，若判定注 視前方，產(chǎn)生提示信號，若判定不是注視前方，產(chǎn)生警示信號，如步驟16。 若是經(jīng)過特征比例的判定，瞳孔所在位置位于眼眶的中央位置，即判定視線 注視著前方的攝像裝置。隨即產(chǎn)生提示信號，提示信號是文字信號或聲音信 號。若是經(jīng)過特征比例的判定，瞳孔所在位置不是位于眼眶的中央位置，即 判定視線不注視著前方，而是朝其他方向注視。隨即產(chǎn)生警示信號于影像上， 警示信號是聲音信號或畫面信號。
以下為本發(fā)明的實施例，請參閱圖2。利用攝像裝置拍攝團體照時，通 過攝像單元得到影像20，影像20中包含數(shù)碼被拍攝者200。接著從被拍攝 者200中，采用輪廓比對的方式分析出被拍攝者200的人臉后，再由人臉比 對出眼睛區(qū)域30 (如圖3A所示)。接著，從眼睛區(qū)域30中，同樣利用輪 廓比對的方式比對出眼眶31及瞳孔32。
請參閱圖3B,從眼睛區(qū)域30中，比對出眼眶31及瞳孔32后，計算出 眼眶中心點311及瞳孔中心點321的位置。從眼眶中心點311及瞳孔中心點 321的位置可以得到兩者的相對距離D，接著計算出瞳孔32的半徑R。
根據(jù)半徑R，可以依照半徑R的特定百分比來計算差異值X。在本實施 例的特定百分比采用30%，也可以為其他特定百分比。30%是根據(jù)數(shù)據(jù)庫處 理后所得到的較佳比例而設(shè)定，拍攝者也可以依照自己能接受的程度更改其 特定百分比。將相對距離D與差異值X做比較，可得到特征比例。若是相對距離D與差異值X相減的值小于零，即代表特征比例為負數(shù)。若是相對 距離D與差異值X相減的值大于零，即代表特征比例為正數(shù)。
而依照特征比例的值為正數(shù)或負數(shù)，可以判定瞳孔32位于眼眶31的位 置。當特征比例的值為負數(shù)，則瞳孔32位于眼眶31的中央位置，即可判定 眼睛視線注視著前方。同時，產(chǎn)生提示信號使拍攝者知道此狀況。當特征比 例的值為正數(shù)，則瞳孔32不是位于眼眶31的中央位置，即可判定眼睛視線 不是注視著前方。同時，產(chǎn)生警示信號，使拍攝者發(fā)現(xiàn)異常并即時告知被拍 攝者視線的方向。
請參閱圖4A、圖4B、圖4C，是判定視線方向后，產(chǎn)生的提示信號或警 示信號的示意圖。提示信號可為聲音信號或文字信號，警示信號可為聲音信 號、文字信號，以及畫面信號。當產(chǎn)生的信號為聲音信號時，是由攝像裝置 產(chǎn)生聲音(例如，提示信號的聲音為連續(xù)三短聲，而警示信號的聲音為一長 聲)(未圖示)。當產(chǎn)生的信號為畫面信號時，畫面信號可為顏色標記框41 (如圖4A)或黑白影像42 (如「第4B圖」)。顏色標記框41出現(xiàn)于影像 20中，眼睛視線未注視攝像裝置的被拍攝者200的眼睛區(qū)域30 (未圖示) 周圍，以提醒拍攝者影像20中哪一位被拍攝者200未注視攝像裝置。黑白 影像42是將眼睛視線未注視攝像裝置的被拍攝者200的眼睛區(qū)域30 (未圖 示)的顏色，由原本的彩色轉(zhuǎn)為黑白畫面，以方便拍攝者清楚地發(fā)現(xiàn)被拍攝 者200的視線異常。當產(chǎn)生的信號為文字信號43 (如圖4C)時，在影像20 右下角即會產(chǎn)生文字串告知拍攝者狀況(例如，提示信號出現(xiàn)的文字信號43 為"可以拍攝"，警示信號出現(xiàn)的文字信號43為"有人未注視鏡頭")。
以上所述的提示信號及警示信號的產(chǎn)生方式，也可提供選項由拍攝者自 行設(shè)定。設(shè)定選項包括顏色標記框41的顏色及所框眼睛區(qū)域30的范圍、黑 白影像42所包含的范圍、攝像裝置產(chǎn)生的聲音信號長短，以及文字信號43 所標示的文字及于影像20中的位置。
通過本發(fā)明所公開的眼睛視線判斷的方法，拍攝者不用一一目視被拍攝 者的視線，或從攝像裝置的液晶屏幕找出注視著別方的被拍攝者。而能夠直 接從攝像裝置產(chǎn)生的聲音或從影像中的提示信號或警示信號得知被拍攝者 的視線，輕松地拍攝出一張被拍攝者皆注視著攝像裝置的照片。
權(quán)利要求
1.一種眼睛視線判斷的方法，應用于一攝像裝置，該攝像裝置包括一攝像單元，該方法包括通過該攝像單元取得一影像；分析該影像以得到該影像中的至少一眼睛區(qū)域；分析該眼睛區(qū)域以得到一眼部特征；利用該眼部特征計算出一特征比例；根據(jù)該特征比例選擇性產(chǎn)生至少一警示信號；以及選擇性顯示該影像和結(jié)合該警示信號的該影像。
2. 如權(quán)利要求1所述的眼睛視線判斷的方法，其中分析該影像以得到該 影像中的該眼睛區(qū)域的步驟包括進行該影像的特征輪廓比對以得到該眼睛 區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求1所述的眼睛視線判斷的方法，其中利用該眼部特征計算 出該特征比例的步驟包括擷取該眼部特征中的該瞳孔及該眼眶； 計算該瞳孔及該眼眶的一相對距離；以及 根據(jù)該相對距離判定該瞳孔位于該眼眶的位置。
4. 如權(quán)利要求3所述的眼睛視線判斷的方法，還包括 檢測該瞳孔的輪廓； 估算該瞳孔的輪廓的半徑；以及 計算該半徑的一特定百分比以得到一差異值；其中根據(jù)該相對距離判定該瞳孔位于該眼眶的位置的步驟包括通過比 較該相對距離與該差異值判定該瞳孔位于該眼眶的位置。
5. 如權(quán)利要求4所述的眼睛視線判斷的方法，其中該特定百分比是30%。
6. 如權(quán)利要求3所述的眼睛視線判斷的方法，其中計算該瞳孔及該眼眶 的該相對距離的步驟包括分析該瞳孔的中心點； 分析該眼眶的中心點；以及計算由該瞳孔的中心點及該眼眶的中心點之間的該相對距離。
7. 如權(quán)利要求3所述的眼睛視線判斷的方法，其中根據(jù)該相對距離判定該瞳孔位于該眼眶的位置的步驟包括當該相對距離小于該差異值，判定該瞳孔位于該眼眶的中心位置；以及 當該相對距離大于該差異值，判定該瞳孔位于該眼眶的中心位置外。
8. 如權(quán)利要求1所述的眼睛視線判斷的方法，其中根據(jù)該特征比例選擇 性產(chǎn)生該警示信號的步驟包括當該特征比例表示出該瞳孔位于該眼眶的中央位置，不產(chǎn)生該警示信號；以及當該特征比例表示出該瞳孔位于該眼眶的中央位置外，產(chǎn)生該警示信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的眼睛視線判斷的方法，其中該警示信號出現(xiàn)于該 影像中經(jīng)判定該瞳孔位于該眼眶的中央位置外的該眼睛區(qū)域。
10. 如權(quán)利要求1所述的眼睛視線判斷的方法，其中根據(jù)該特征比例選 擇性產(chǎn)生該警示信號的步驟包括根據(jù)該特征比例選擇性產(chǎn)生該警示信號和一提示信號；其中選擇性顯示該影像和結(jié)合該警示信號的該影像的步驟包括選擇性顯示結(jié)合該提示信號的該影像和結(jié)合該警示信號的該影像。
全文摘要
一種眼睛視線判斷的方法，是應用于攝像裝置。攝像裝置具有攝像單元，是用以擷取影像。其中眼睛視線判斷的方法是通過分析影像中人臉的眼睛特征，并根據(jù)眼睛特征來判定眼睛視線是否注視著前方。本發(fā)明用以改良公知技術(shù)中的缺陷即，若是拍攝者無法直接以目視的方法或從相機的液晶屏幕找出被拍攝者的視線未注意前方的鏡頭，并予以告知的話，將造成拍攝出來的照片較不美觀的問題。
文檔編號G03B13/18GK101620359SQ20081012824
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者黃毓承 申請人:華晶科技股份有限公司