本發(fā)明涉及人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種視線估計(jì)方法及裝置。
背景技術(shù):
視線估計(jì)是指利用機(jī)械、電子、光學(xué)等各種檢測(cè)手段獲取受試者當(dāng)前“注視方向”的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)視覺、人工智能技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的迅速發(fā)展,視線估計(jì)技術(shù)已成為當(dāng)前熱點(diǎn)研究領(lǐng)域,在人機(jī)交互領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,例如,可應(yīng)用于車輛輔助架駛、虛擬現(xiàn)實(shí)、認(rèn)知障礙診斷等。
相關(guān)技術(shù)中,通常采用P-CR方法確定眼球的注視點(diǎn)信息,P-CR方法分為基于回歸的P-CR方法和基于3D的P-CR方法兩種,這兩種方法在具體實(shí)現(xiàn)時(shí),均需要利用多個(gè)光源在用戶眼球中形成多個(gè)光斑,并獲取用戶的人眼圖像。
利用基于回歸的P-CR方法獲取眼球的注視點(diǎn)信息時(shí),需要在用戶的人眼圖像上檢測(cè)到所有光源對(duì)應(yīng)的光斑,然而,當(dāng)用戶的眼球運(yùn)動(dòng)幅度較大時(shí),眼球偏離中心會(huì)較多,此時(shí)會(huì)有部分光源無法在人眼中形成光斑,導(dǎo)致無法確定眼球的注視點(diǎn)信息。
利用基于3D的P-CR方法獲取眼球的注視點(diǎn)信息時(shí),需要知道人眼圖像中光斑與光源的對(duì)應(yīng)關(guān)系,然而,當(dāng)光源較多,且只有部分光源在人眼中成像形成光斑時(shí),光斑與光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系難以估計(jì),導(dǎo)致無法確定眼球的注視點(diǎn)信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種視線估計(jì)方法及裝置,以解決上述至少一個(gè)技術(shù)問題。
第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種視線估計(jì)方法,包括:獲取人眼圖像,若在所述人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,所述人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)所述光斑為一個(gè)所述光源的成像;將所述光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,所述第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn);根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。
結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第一種可能的實(shí)施方式,其中,所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,包括:根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和所述人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息;或者,將所有所述光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源,根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的所述光源的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,所述第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)施方式,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第二種可能的實(shí)施方式,其中,所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源,包括:根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和所述第二特征點(diǎn)的位置,計(jì)算所述第一特征點(diǎn)和所述第二特征點(diǎn)之間的位置變換關(guān)系;根據(jù)所述位置變換關(guān)系和提取的每個(gè)所述光斑的位置,計(jì)算提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源位置;將位置與所述標(biāo)準(zhǔn)光源位置相匹配的光源,確定為提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源。
結(jié)合第一方面第一種可能的實(shí)施方式,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第三種可能的實(shí)施方式,其中,所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源,包括:根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和提取的每個(gè)所述光斑的位置,計(jì)算所述第一特征點(diǎn)與提取的每個(gè)所述光斑之間的第一相對(duì)位置;根據(jù)所述第二特征點(diǎn)的位置和每個(gè)所述光源的位置,計(jì)算所述第二特征點(diǎn)與每個(gè)所述光源之間的第二相對(duì)位置;確定與所述第一相對(duì)位置相匹配的第二相對(duì)位置,將確定的所述第二相對(duì)位置所對(duì)應(yīng)的光源,確定為提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源。
結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第四種可能的實(shí)施方式,其中,所有所述光源呈圓形、橢圓形、近似圓形或者近似橢圓形排列,所述光斑分布曲線為圓或者橢圓。
結(jié)合第一方面上述的實(shí)施方式,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第五種可能的實(shí)施方式,其中,還包括:若在所述人眼圖像中提取到兩個(gè)所述光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,所述人眼圖像中人眼特征的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源;根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的所述光源的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,或者,將所有所述光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置、提取的每個(gè)所述光斑的位置,確定所述第二特征點(diǎn)在所述人眼圖像中的映射點(diǎn),根據(jù)所述映射點(diǎn)的位置和所述人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,所述第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
結(jié)合第一方面第五種可能的實(shí)施方式,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第六種可能的實(shí)施方式,其中,所述根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,所述人眼圖像中人眼特征的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源,包括:根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置計(jì)算提取的各個(gè)所述光斑之間的第三相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)所述光源的位置計(jì)算各個(gè)所述光源之間的第四相對(duì)位置;根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置與所述人眼特征的位置,計(jì)算提取的每個(gè)所述光斑與所述人眼特征之間的第五相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)所述光源的位置與所述人眼特征的位置,計(jì)算每個(gè)所述光源與所述人眼特征之間的第六相對(duì)位置;確定所述第四相對(duì)位置與所述第三相對(duì)位置相匹配,且所述第六相對(duì)位置與所述第五相對(duì)位置相匹配的所述光源,為提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源。
結(jié)合第一方面上述的實(shí)施方式,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第七種可能的實(shí)施方式,其中,還包括:若在所述人眼圖像中提取到一個(gè)所述光斑,則控制每個(gè)所述光源逐一點(diǎn)亮,確定所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源;將所有所述光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置、提取的所述光斑的位置,確定所述第二特征點(diǎn)在所述人眼圖像中的映射點(diǎn);根據(jù)所述映射點(diǎn)的位置和所述人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,所述第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種視線估計(jì)裝置,包括:曲線確定模塊,用于獲取人眼圖像,若在所述人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,所述人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)所述光斑為一個(gè)所述光源的成像;特征點(diǎn)確定模塊,用于將所述光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,所述第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn);信息確定模塊,用于根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。
結(jié)合第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面第一種可能的實(shí)施方式,其中,所述信息確定模塊包括:第一確定子模塊,用于根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置和所述人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息;或者,第二確定子模塊,用于將所有所述光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)所述第一特征點(diǎn)的位置、所述第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)所述光斑的位置、每個(gè)所述光源的位置,確定提取的每個(gè)所述光斑對(duì)應(yīng)的所述光源,根據(jù)提取的每個(gè)所述光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的所述光源的位置,確定所述人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,所述第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
本發(fā)明實(shí)施例中,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像,將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn),根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。通過本發(fā)明實(shí)施例中的視線估計(jì)方法及裝置,無需全部光源均在用戶眼球中成像形成光斑,也無需估計(jì)光斑和光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)只有部分光源如三個(gè)光源形成光斑時(shí),就能夠確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的眼球追蹤模組的俯視圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的眼球追蹤模組的側(cè)視圖;
圖3為發(fā)明實(shí)施例提供的視線估計(jì)方法的流程示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的視線估計(jì)裝置的模塊組成示意圖。
附圖標(biāo)記:
10-眼球、20-入射光路、21-反射光路、22-透射光路、31-光源、30-目鏡筒、40-目鏡、50-電路板、60-圖像采集裝置、70-紅外濾光片、80-紅外截止濾光片、90-顯示屏。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
考慮到相關(guān)技術(shù)中獲取眼球的注視點(diǎn)信息時(shí),需要所有光源均在眼球中形成光斑,或者需要知道人眼圖像中光斑與光源的對(duì)應(yīng)關(guān)系,導(dǎo)致某些情況下注視點(diǎn)信息難以確定,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種視線估計(jì)方法及裝置,下面通過實(shí)施例進(jìn)行具體描述。
為了清楚地介紹本發(fā)明實(shí)施例中的視線估計(jì)方法及裝置,首先介紹本發(fā)明實(shí)施例中涉及的眼球追蹤模組,本實(shí)施例中的視線估計(jì)方法及裝置能夠利用該眼球追蹤模組進(jìn)行視線估計(jì)。
本實(shí)施例中的眼球追蹤模組設(shè)置在虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡裝置中,通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),完成眼球追蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn),使用戶在觀看虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡時(shí),通過眼球追蹤技術(shù)對(duì)顯示終端進(jìn)行操作控制,并實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和注視點(diǎn)渲染等功能。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的眼球追蹤模組的俯視圖,如圖1所示,該眼球追蹤模組包括目鏡筒30,目鏡筒30上設(shè)置有至少兩個(gè)光源31,光源31優(yōu)選為LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)紅外光源,該眼球追蹤模組還包括電路板50和圖像采集裝置60,圖像采集裝置60包括成像物鏡和圖像傳感器。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的眼球追蹤模組的側(cè)視圖,如圖2所示,目鏡筒30內(nèi)設(shè)置有目鏡40,目鏡40位于眼球10前方,光源31向眼球10發(fā)射紅外光,眼球10反射紅外光,來自眼球10的入射光路20通過目鏡40傳播至紅外截止濾光片80,被紅外截止濾光片80反射形成反射光路21,反射光路21通過紅外濾光片70進(jìn)入圖像采集裝置60,圖像采集裝置60固定在電路板50上。來自眼球10的入射光路20還透過紅外截止濾光片80形成透射光路22,透射光路22傳播至顯示屏90處,顯示屏90為VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí))顯示屏。
結(jié)合圖1和圖2所示,本實(shí)施例中,目鏡40相當(dāng)于一個(gè)放大鏡的功能,透過目鏡40可以獲取眼睛部位的整體圖片。光源31固定設(shè)置于眼球10的側(cè)前方區(qū)域,用于向眼球10發(fā)射紅外光,眼球10反射紅外光,從而在眼球10上形成光斑。圖像采集裝置60固定設(shè)置于眼球追蹤模組中可視角度的邊緣或外部,紅外截止濾光片80用于將眼球影像反射到圖像采集裝置60的圖像傳感器,從而使圖像傳感器采集到眼球影像。
參考圖2,眼球追蹤模組的成像光路為:
(1)光源31向眼球10發(fā)射紅外光,眼球10反射紅外光,從而在眼球10上形成光斑;具體的,光斑的獲取是由光源31發(fā)出光線,打在眼球10上,由眼球10不同層表面反射光線,圖像采集裝置60的圖像傳感器接收反射的光線,在圖像中即可以形成光斑。由于人眼能感知的波長為380nm-780nm,為了不影響人們正常觀看顯示終端,光源31基本選擇人眼敏感度低、危害性小的近紅外光源;
(2)眼球10上形成的光斑經(jīng)紅外截止濾光片80反射后,成像到圖像采集裝置60,為了消除其他波長光線對(duì)圖像的影響,需要在圖像采集裝置60前加上紅外濾光片70,從而只允許光源31發(fā)出的光線進(jìn)入圖像采集裝置60。
為進(jìn)一步縮小整個(gè)設(shè)備的占用體積,紅外截止濾光片80可直接整合到顯示屏90的屏表面,和/或,紅外截止濾光片80為顯示屏90的紅外反光涂層或者紅外反光貼膜。
紅外截止濾光片80固定設(shè)置于目鏡40與顯示屏90之間的區(qū)域,并且,紅外截止濾光片80的外緣位于模組可視角度的外部,保證眼球10任意位置形成的光斑均可通過紅外截止濾光片80成像到圖像采集裝置60。
為避免顯示屏90影響用戶視線,本實(shí)施例中,通過調(diào)整紅外截止濾光片80的角度,將眼球圖像的近紅外光線反射到目鏡筒側(cè)面,由圖像采集裝置60接收,顯示屏90發(fā)射的可見光通過紅外截止濾光片80到達(dá)眼球10。紅外截止濾光片80的大小選取需要包含目鏡40的最大視場(chǎng)邊緣光線。
如圖1和圖2所示的眼球追蹤模組在實(shí)際應(yīng)用中,能夠集成在頭戴式設(shè)備,如虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡中,用戶在使用該頭戴式設(shè)備時(shí),設(shè)備啟動(dòng)后,首先進(jìn)行一次對(duì)準(zhǔn),具體過程為:利用顯示屏90顯示對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記,同時(shí)顯示瞳孔在攝像頭視野中的位置,用戶移動(dòng)頭戴式設(shè)備,使得瞳孔(或瞳孔中心)在攝像頭視野中的位置處于適當(dāng)區(qū)域內(nèi)。其中,攝像頭集成在圖像采集裝置60中。在對(duì)準(zhǔn)完成后,基于該頭戴式設(shè)備中的眼球追蹤模組進(jìn)行視線估計(jì)。
如圖3所示,本發(fā)明實(shí)施例中的視線估計(jì)方法具體包括以下步驟:
步驟S302,獲取人眼圖像,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像。
利用如圖1和圖2所示的眼球追蹤模組獲取人眼圖像,具體地,用戶佩戴具有如圖1和圖2所示的眼球追蹤模組的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡,眼球追蹤模組中的光源31向眼球10發(fā)射紅外光,眼球10反射紅外光,從而在眼球10上形成光斑,眼球10上形成的光斑經(jīng)紅外截止濾光片80反射后,成像到圖像采集裝置60,從而通過圖像采集裝置60采集到人眼圖像。
利用如圖1和圖2所示的眼球追蹤模組采集到的人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,即對(duì)應(yīng)多個(gè)光源31,且人眼圖像中每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像,具體為一個(gè)光源在人眼角膜表面反射成的像在圖像中的投影。
本實(shí)施例中,圖像采集裝置60每獲取一幀人眼圖像,就進(jìn)行一次圖像處理(包括預(yù)處理,信息統(tǒng)計(jì),參數(shù)更新,瞳孔定位,瞳孔邊緣定位,瞳孔中心定位,光斑定位,光斑篩選等),以提取人眼圖像中的光斑,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,如提取到三個(gè)、四個(gè)等光斑,則根據(jù)提取到的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,比如,當(dāng)提取到三個(gè)光斑時(shí),利用三個(gè)光斑的位置擬合圓,該圓即為光斑分布曲線,當(dāng)提取到五個(gè)光斑時(shí),利用五個(gè)光斑的位置擬合橢圓,該橢圓即為光斑分布曲線,當(dāng)然,在其他實(shí)施例中,光斑的數(shù)量不限于三個(gè)或者五個(gè),只要滿足大于等于三個(gè)即可,擬合得到的光斑分布曲線的形狀不限于圓形或者橢圓形,視具體擬合結(jié)果而定。
需要說明的是,由于光斑為每個(gè)光源的成像,因此光斑分布曲線的形狀與所有光源的設(shè)置形狀對(duì)應(yīng),光斑分布曲線理論上為所有光源的設(shè)置形狀的仿射變換,在數(shù)學(xué)上,仿射變換把直線變?yōu)橹本€,圓變?yōu)闄E圓,橢圓變?yōu)闄E圓,梯形/矩形/正方形都變?yōu)槿我馑倪呅?,但是在某些約束條件下,所有光源的設(shè)置形狀為圓的時(shí)候,光斑分布曲線(橢圓)的長軸和短軸較為接近,所以也可以用圓近似。因此本實(shí)施例中,當(dāng)所有光源呈圓形或者近似圓形設(shè)置時(shí),光斑分布曲線的形狀可以是圓形或者橢圓形,當(dāng)所有光源呈橢圓形或者近似橢圓形設(shè)置時(shí),光斑分布曲線的形狀為橢圓形,當(dāng)所有光源呈梯形、矩形、正方形等形狀排列時(shí),光斑分布曲線對(duì)應(yīng)為任意四邊形,當(dāng)所有光源呈線段排列時(shí),光斑分布曲線對(duì)應(yīng)為線段,當(dāng)然,所有光源的排布方式和光斑分布曲線的形狀還能夠有其他情況,均依據(jù)數(shù)學(xué)上的放射變換原理,這里不再贅述。
一種具體的實(shí)施例中,人眼圖像對(duì)應(yīng)的所有光源呈圓形、橢圓形、近似圓形或者近似橢圓形排列,也即圖1圖2中的眼球追蹤模組中的所有光源31呈圓形、橢圓形、近似圓形或者近似橢圓形排列,且,光斑分布曲線為圓或者橢圓。
如圖1和圖2所示,當(dāng)眼球追蹤模組的結(jié)構(gòu)精度較高時(shí),優(yōu)選設(shè)置所有光源31呈圓形或者橢圓形排列,考慮到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景時(shí),也可以設(shè)置所有光源31呈近似圓形或者近似橢圓形排列,近似圓形指的是所有光源距離圓心的距離在第一預(yù)設(shè)距離閾值范圍內(nèi),如在5毫米至6毫米的距離范圍內(nèi),近似圓形指的是所有光源距離同一焦點(diǎn)的距離的差值在第二預(yù)設(shè)距離閾值范圍內(nèi),如在1毫米至3毫米的距離范圍內(nèi)。本實(shí)施例中,根據(jù)提取到的每個(gè)光斑的位置擬合得到的光斑分布曲線為圓或者橢圓。
步驟S304,將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
擬合得到光斑分布曲線后,將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn)。光斑分布曲線的形狀與所有光源的設(shè)置形狀相對(duì)應(yīng),當(dāng)光斑分布曲線為圓時(shí),光斑分布曲線的特征點(diǎn)和第一特征點(diǎn)均為圓心,當(dāng)光斑分布曲線為橢圓時(shí),光斑分布曲線的特征點(diǎn)和第一特征點(diǎn)均為焦點(diǎn),具體可以為兩個(gè)焦點(diǎn)中的任意一個(gè),當(dāng)光斑分布曲線為線段時(shí),光斑分布曲線的特征點(diǎn)和第一特征點(diǎn)均為線段的中點(diǎn),當(dāng)光斑分布曲線為多邊形時(shí),光斑分布曲線的特征點(diǎn)和第一特征點(diǎn)均為多邊形的中心點(diǎn)。
步驟S306,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。
在確定第一特征點(diǎn)后,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。
一種具體的實(shí)施方式為:預(yù)設(shè)信息為人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,具體地,在人眼圖像中確定瞳孔中心點(diǎn)的位置,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和瞳孔中心點(diǎn)的位置,利用基于回歸的P-CR算法獲得注視點(diǎn)信息,注視點(diǎn)信息可以有多種呈現(xiàn)方式,包括但不限于坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等。該種實(shí)施例中,無需獲知光斑和光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,計(jì)算過程簡單,計(jì)算效率高。
另一種具體的實(shí)施方式為,將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置、第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源,根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。該種實(shí)施方式中,預(yù)設(shè)信息為第二特征點(diǎn)的位置、提取的每個(gè)光斑的位置和每個(gè)光源的位置。
本實(shí)施例中,所有光源組成的圖形可以為圓形、橢圓形、近似圓形、近似橢圓形、正方形、矩形、線段、梯形等,相應(yīng)地,第二特征點(diǎn)能夠?yàn)閳A心、中點(diǎn)、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)等。由于光斑是每個(gè)光源在人眼中的成像,因此光斑分布曲線的形狀與所有光源組成的圖形相對(duì)應(yīng),第一特征點(diǎn)與第二特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng),每個(gè)光源與每個(gè)光斑相對(duì)應(yīng),基于此,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置、第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源的具體過程為:
(1)根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和第二特征點(diǎn)的位置,計(jì)算第一特征點(diǎn)和第二特征點(diǎn)之間的位置變換關(guān)系。該位置變換關(guān)系可以通過坐標(biāo)、偏角、旋轉(zhuǎn)矩陣的方式表示;
(2)根據(jù)該位置變換關(guān)系和提取的每個(gè)光斑的位置,計(jì)算提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源位置。其中,計(jì)算方式可以為光斑的位置加上位置變換關(guān)系,得到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源位置,標(biāo)準(zhǔn)光源位置表示光斑對(duì)應(yīng)的光源的標(biāo)準(zhǔn)位置;
(3)將位置與標(biāo)準(zhǔn)光源位置相匹配的光源,確定為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。由于計(jì)算精度誤差等影響,光源的位置可能與標(biāo)準(zhǔn)光源位置存在誤差,將該誤差在允許的誤差范圍內(nèi)的光源確定為與標(biāo)準(zhǔn)光源位置相匹配的光源,并將位置與標(biāo)準(zhǔn)光源位置相匹配的光源,確定為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。
由于光斑分布曲線的形狀與所有光源組成的圖形相對(duì)應(yīng),第一特征點(diǎn)與第二特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng),每個(gè)光源與每個(gè)光斑相對(duì)應(yīng),因此,根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置、第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源的具體過程還可以為:
(1)根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和提取的每個(gè)光斑的位置,計(jì)算第一特征點(diǎn)與提取的每個(gè)光斑之間的第一相對(duì)位置。具體計(jì)算方式可以為第一特征點(diǎn)的位置和提取的每個(gè)光斑的位置相減,得到多個(gè)第一相對(duì)位置,提取的每個(gè)光斑均對(duì)應(yīng)有一個(gè)第一相對(duì)位置,第一相對(duì)位置可以通過坐標(biāo)、偏角、旋轉(zhuǎn)矩陣的方式表示;
(2)根據(jù)第二特征點(diǎn)的位置和每個(gè)光源的位置,計(jì)算第二特征點(diǎn)與每個(gè)光源之間的第二相對(duì)位置。具體計(jì)算方式可以為第二特征點(diǎn)的位置和每個(gè)光源的位置相減,得到多個(gè)第二相對(duì)位置,每個(gè)光源均對(duì)應(yīng)有一個(gè)第二相對(duì)位置,第二相對(duì)位置可以通過坐標(biāo)、偏角、旋轉(zhuǎn)矩陣的方式表示;
(3)確定與第一相對(duì)位置相匹配的第二相對(duì)位置,將確定的第二相對(duì)位置所對(duì)應(yīng)的光源,確定為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源??紤]到計(jì)算精度等影響,將每個(gè)第一相對(duì)位置和每個(gè)第二相對(duì)位置相減,得到差值,差值在允許的差值范圍內(nèi)時(shí),確定第一相對(duì)位置和第二相對(duì)位置相匹配。對(duì)于相匹配的第一相對(duì)位置和第二相對(duì)位置,該第一相對(duì)位置對(duì)應(yīng)的光斑和該第二相對(duì)位置對(duì)應(yīng)的光源相互對(duì)應(yīng)。
在利用上述的兩種方式確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源后,根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,利用基于3D的P-CR算法確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,注視點(diǎn)信息可以有多種呈現(xiàn)方式,包括但不限于坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等。該實(shí)施例中,需要獲知光斑和光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,在無法確定人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置時(shí),能夠采用該實(shí)施例確定注視點(diǎn)信息。
本發(fā)明實(shí)施例中,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像,將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn),根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。通過本發(fā)明實(shí)施例中的方法,無需全部光源均在用戶眼球中成像形成光斑,也無需估計(jì)光斑和光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)只有部分光源如三個(gè)光源形成光斑時(shí),就能夠確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
考慮到在人眼圖像中提取到兩個(gè)光斑的情況,本發(fā)明實(shí)施例還提供了以下步驟:
(a1),若在人眼圖像中提取到兩個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,人眼圖像中人眼特征的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源;
人眼圖像中的人眼特征包括但不限于瞳孔、虹膜等。本步驟中,以人眼圖像中人眼特征的位置為參考,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源,具體過程為:
(a11)根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置計(jì)算提取的各個(gè)光斑之間的第三相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)光源的位置計(jì)算各個(gè)光源之間的第四相對(duì)位置。假設(shè)提取到N個(gè)光斑,則計(jì)算提取到的每個(gè)光斑相對(duì)于提取到的其他任意一個(gè)光斑的第三相對(duì)位置,因此對(duì)于每個(gè)提取到的光斑來說,都具有N-1個(gè)第三相對(duì)位置,假設(shè)一共有M個(gè)光源,則計(jì)算每個(gè)光源相對(duì)于其他任意一個(gè)光源的第四相對(duì)位置,因此對(duì)于每個(gè)光源來說,都具有M-1個(gè)第四相對(duì)位置;
(a12)根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置與人眼特征的位置,計(jì)算提取的每個(gè)光斑與人眼特征之間的第五相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)光源的位置與人眼特征的位置,計(jì)算每個(gè)光源與人眼特征之間的第六相對(duì)位置。計(jì)算提取到的每個(gè)光斑相對(duì)于人眼特征(如瞳孔或者虹膜)的第五相對(duì)位置,對(duì)于提取到的每個(gè)光斑來說,均具有一個(gè)第五相對(duì)位置,計(jì)算每個(gè)光源相對(duì)于人眼特征(如瞳孔或者虹膜)的第六相對(duì)位置,對(duì)于提取到的每個(gè)光源來說,均具有一個(gè)第六相對(duì)位置。需要說明的是,計(jì)算第五相對(duì)位置和計(jì)算第六相對(duì)位置時(shí),人眼特征為同一人眼特征;
(a13)確定第四相對(duì)位置與第三相對(duì)位置相匹配,且第六相對(duì)位置與第五相對(duì)位置相匹配的光源,為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。在確定提取到的光斑對(duì)應(yīng)的光源時(shí),既考慮到光源之間的相對(duì)位置,也考慮到光源與人眼特征之間的相對(duì)位置,當(dāng)光源之間的相對(duì)位置與光斑之間的相對(duì)位置匹配,且光源和人眼特征之間的相對(duì)位置與光斑和人眼特征之間的相對(duì)位置匹配時(shí),確定光源與光斑相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例中所指兩位置相匹配,是指兩位置之間的差值在允許的誤差范圍內(nèi)。
步驟(a11)至步驟(a13)中,第三相對(duì)位置、第四相對(duì)位置、第五相對(duì)位置和第六相對(duì)位置能夠通過坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等形式表示。
(a2),根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,或者,將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的每個(gè)光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn),根據(jù)該映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
本步驟中,在獲知提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源后,能夠根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,利用基于3D的P-CR算法確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,注視點(diǎn)信息可以有多種呈現(xiàn)方式,包括但不限于坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等。
本步驟中,在獲知提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源后,考慮到光斑為光源在人眼中的成像,每個(gè)光源與每個(gè)光斑相對(duì)應(yīng),所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)與所有光斑組成的圖像的特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng),因此還能夠采用以下方式確定主視點(diǎn)信息:
(a21)將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn)。所有光源組成的圖形可以為圓形、橢圓形、近似圓形、近似橢圓形、正方形、矩形、線段、梯形等,相應(yīng)地,第二特征點(diǎn)能夠?yàn)閳A心、中點(diǎn)、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)等。
(a22)根據(jù)提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的每個(gè)光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn)。映射點(diǎn)的確定方式可以為:計(jì)算提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的每個(gè)光源與第二特征點(diǎn)之間的位置變換關(guān)系,在人眼圖像中,利用該位置變換關(guān)系和提取的每個(gè)光斑的位置,得到映射點(diǎn)的位置,從而確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn)。
(a23)根據(jù)該映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,利用基于回歸的P-CR算法,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,注視點(diǎn)信息可以有多種呈現(xiàn)方式,包括但不限于坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等。
通過步驟(a1)和步驟(a2),能夠在人眼圖像中提取到兩個(gè)光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而在光斑數(shù)量較少時(shí)確定人眼的注視點(diǎn)信息,實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
考慮到在人眼圖像中提取到一個(gè)光斑的情況,本發(fā)明實(shí)施例還提供了以下步驟:
(b1)若在人眼圖像中提取到一個(gè)光斑,則控制每個(gè)光源逐一點(diǎn)亮,確定該光斑對(duì)應(yīng)的光源;其中,控制每個(gè)光源逐一點(diǎn)亮,若在某個(gè)光源點(diǎn)亮?xí)r光斑出現(xiàn),則確定該光源與該光斑對(duì)應(yīng)。
(b2)將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn)。
具體地,所有光源組成的圖形可以為圓形、橢圓形、近似圓形、近似橢圓形、正方形、矩形、線段、梯形等,相應(yīng)地,第二特征點(diǎn)能夠?yàn)閳A心、中點(diǎn)、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)等。根據(jù)提取的光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn),具體方式為,計(jì)算提取的光斑對(duì)應(yīng)的光源與第二特征點(diǎn)之間的位置變換關(guān)系,在人眼圖像中,利用該位置變換關(guān)系和提取的光斑的位置,得到映射點(diǎn)的位置,從而確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn)。
(b3)根據(jù)該映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
根據(jù)該映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,利用基于回歸的P-CR算法,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,注視點(diǎn)信息可以有多種呈現(xiàn)方式,包括但不限于坐標(biāo)、偏角以及旋轉(zhuǎn)矩陣等。
通過步驟(b1)至步驟(b3),能夠在人眼圖像中提取到一個(gè)光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而在光斑數(shù)量最少時(shí)確定人眼的注視點(diǎn)信息,實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
綜上,通過本發(fā)明實(shí)施例中的方法,能夠在人眼圖像中具有三個(gè)及以上光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,還能夠在人眼圖像中具有兩個(gè)或一個(gè)光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而實(shí)現(xiàn)光源部分成像時(shí)注視點(diǎn)信息的確定,實(shí)現(xiàn)人眼注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
對(duì)應(yīng)上述的視線估計(jì)方法,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種視線估計(jì)裝置,圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的視線估計(jì)裝置的模塊組成示意圖,如圖4所示,該裝置包括:
曲線確定模塊41,用于獲取人眼圖像,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像;
特征點(diǎn)確定模塊42,用于將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn);
信息確定模塊43,用于根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。
其中,信息確定模塊43包括:第一確定子模塊,用于根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息;或者,第二確定子模塊,用于將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置、第二特征點(diǎn)的位置,提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源,根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
一種實(shí)施方式中,第二確定子模塊通過以下方式確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源:根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和第二特征點(diǎn)的位置,計(jì)算第一特征點(diǎn)和第二特征點(diǎn)之間的位置變換關(guān)系;根據(jù)該位置變換關(guān)系和提取的每個(gè)光斑的位置,計(jì)算提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源位置;將位置與標(biāo)準(zhǔn)光源位置相匹配的光源,確定為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。
一種實(shí)施方式中,第二確定子模塊通過以下方式確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源:根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和提取的每個(gè)光斑的位置,計(jì)算第一特征點(diǎn)與提取的每個(gè)光斑之間的第一相對(duì)位置;根據(jù)第二特征點(diǎn)的位置和每個(gè)光源的位置,計(jì)算第二特征點(diǎn)與每個(gè)光源之間的第二相對(duì)位置;確定與第一相對(duì)位置相匹配的第二相對(duì)位置,將確定的第二相對(duì)位置所對(duì)應(yīng)的光源,確定為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。
本實(shí)施例中,所有光源呈圓形、橢圓形、近似圓形或者近似橢圓形排列,光斑分布曲線為圓或者橢圓。
本發(fā)明實(shí)施例中,若在人眼圖像中提取到至少三個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置擬合光斑分布曲線,其中,人眼圖像對(duì)應(yīng)多個(gè)光源,每個(gè)光斑為一個(gè)光源的成像,將光斑分布曲線的特征點(diǎn)確定為第一特征點(diǎn),其中,第一特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn),根據(jù)第一特征點(diǎn)的位置和預(yù)設(shè)信息確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息。通過本發(fā)明實(shí)施例中的裝置,無需全部光源均在用戶眼球中成像形成光斑,也無需估計(jì)光斑和光源之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)只有部分光源如三個(gè)光源形成光斑時(shí),就能夠確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
進(jìn)一步地,本實(shí)施例中的裝置還包括:
第一光源確定模塊,用于若在人眼圖像中提取到兩個(gè)光斑,則根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置、每個(gè)光源的位置,人眼圖像中人眼特征的位置,確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源;
第一注視點(diǎn)信息確定模塊,用于根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置及其對(duì)應(yīng)的光源的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,或者,將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的每個(gè)光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn),根據(jù)映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
其中,第一注視點(diǎn)信息確定模塊通過以下方式確定提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源:根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置計(jì)算提取的各個(gè)光斑之間的第三相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)光源的位置計(jì)算各個(gè)光源之間的第四相對(duì)位置;根據(jù)提取的每個(gè)光斑的位置與人眼特征的位置,計(jì)算提取的每個(gè)光斑與人眼特征之間的第五相對(duì)位置,根據(jù)每個(gè)光源的位置與人眼特征的位置,計(jì)算每個(gè)光源與人眼特征之間的第六相對(duì)位置;確定第四相對(duì)位置與第三相對(duì)位置相匹配,且第六相對(duì)位置與第五相對(duì)位置相匹配的光源,為提取的每個(gè)光斑對(duì)應(yīng)的光源。
通過第一光源確定模塊和第一注視點(diǎn)信息確定模塊,能夠在人眼圖像中提取到兩個(gè)光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而在光斑數(shù)量較少時(shí)確定人眼的注視點(diǎn)信息,實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
進(jìn)一步地,本實(shí)施例中的裝置還包括:
第二光源確定模塊,用于若在人眼圖像中提取到一個(gè)光斑,則控制每個(gè)光源逐一點(diǎn)亮,確定光斑對(duì)應(yīng)的光源;
映射點(diǎn)確定模塊,用于將所有光源組成的圖形的特征點(diǎn)確定為第二特征點(diǎn),根據(jù)提取的光斑對(duì)應(yīng)的光源的位置、第二特征點(diǎn)的位置、提取的光斑的位置,確定第二特征點(diǎn)在人眼圖像中的映射點(diǎn);
第二注視點(diǎn)信息確定模塊,用于根據(jù)映射點(diǎn)的位置和人眼圖像中的瞳孔中心點(diǎn)的位置,確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,其中,第二特征點(diǎn)包括中點(diǎn)、圓心、焦點(diǎn)、中心點(diǎn)。
通過第二光源確定模塊、映射點(diǎn)確定模塊和第二注視點(diǎn)信息確定模塊,能夠在人眼圖像中提取到一個(gè)光斑時(shí),確定人眼圖像對(duì)應(yīng)的注視點(diǎn)信息,從而在光斑數(shù)量最少時(shí)確定人眼的注視點(diǎn)信息,實(shí)現(xiàn)注視點(diǎn)的快速估計(jì)。
本發(fā)明實(shí)施例所提供的視線估計(jì)裝置可以為設(shè)備上的特定硬件或者安裝于設(shè)備上的軟件或固件等。本發(fā)明實(shí)施例所提供的裝置,其實(shí)現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述方法實(shí)施例相同,為簡要描述,裝置實(shí)施例部分未提及之處,可參考前述方法實(shí)施例中相應(yīng)內(nèi)容。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,前述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程,均可以參考上述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程,在此不再贅述。
在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露裝置和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,又例如,多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明提供的實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。
所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)相關(guān)技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī),服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋,此外,術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
最后應(yīng)說明的是:以上所述實(shí)施例,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制,本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改、變化或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。