頭戴式視線跟蹤裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視線跟蹤技術(shù)，特別涉及一種頭戴式視線跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]視線代表了人的關(guān)注焦點(diǎn)，通過(guò)對(duì)視線的跟蹤即可實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)注焦點(diǎn)的捕獲。因此，視線跟蹤在人機(jī)交互領(lǐng)域存在著很大的應(yīng)用潛力。例如，當(dāng)計(jì)算機(jī)用戶注視計(jì)算機(jī)的顯示屏?xí)r，通過(guò)視線跟蹤即可估計(jì)出用戶在顯示幕的關(guān)注焦點(diǎn)，從而，通過(guò)視線跟蹤捕獲關(guān)注焦點(diǎn)的方式即可替代以鼠標(biāo)指針表示關(guān)注焦點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輸入。
[0003]為便于視線跟蹤技術(shù)在人機(jī)交互領(lǐng)域的應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種頭戴式的視線跟蹤裝置，頭戴式的視線跟蹤裝置包括頭戴部件(例如眼鏡或頭盔)、裝設(shè)于頭戴部件的兩個(gè)攝像頭，其中一個(gè)攝像頭用于拍攝視線所在方向的場(chǎng)景圖像、另一個(gè)攝像頭則用于拍攝人眼圖像，其中，拍攝場(chǎng)景圖像是為了圈定視線所關(guān)注的候選焦點(diǎn)對(duì)象，而拍攝人眼圖像則是為了估計(jì)出相對(duì)準(zhǔn)確的視線方向、并利用估計(jì)得到的視線方向從候選焦點(diǎn)對(duì)象中選取正確的焦點(diǎn)對(duì)象。
[0004]然而，由于裝設(shè)了兩個(gè)攝像頭，必然會(huì)增加頭戴式的視線跟蹤裝置的耗電量，而且，再頭戴部件同時(shí)安裝兩個(gè)攝像頭也會(huì)增加頭戴式的視線跟蹤裝置的裝配難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種頭戴式視線跟蹤裝置。
[0006]本發(fā)明提供的一種頭戴式視線跟蹤裝置，包括:
[0007]—頭戴部件，該頭戴部件具有視線光透區(qū)域；
[0008]一攝像頭，該攝像頭裝設(shè)于頭戴部件，且該攝像頭朝向視線光透區(qū)域的外側(cè)；
[0009]一鏡像體，該鏡像體裝設(shè)于頭戴部件，且該鏡像體的鏡像面位于攝像頭的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)；
[0010]優(yōu)選地,進(jìn)一步包括:
[0011]—處理器，該處理器裝設(shè)于頭戴部件并與攝像頭電連接；
[0012]其中，攝像頭拍攝到的圖像中的鏡像面成像區(qū)域被處理器分割提取、以進(jìn)行視線方向估計(jì)，攝像頭拍攝到的圖像經(jīng)分割提取后剩余的其余成像區(qū)域用于處理器依據(jù)估計(jì)得到的視線方向確定視線關(guān)注對(duì)象。
[0013]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個(gè)視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于其中一個(gè)視線光透區(qū)域的側(cè)邊處、并遠(yuǎn)離另一個(gè)視線光透區(qū)域；鏡像體的鏡像面朝向攝像頭所在的一個(gè)視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0014]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個(gè)視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于兩個(gè)視線光透區(qū)域之間；鏡像體的鏡像面朝向其中任一個(gè)視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0015]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個(gè)視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于兩個(gè)視線光透區(qū)域之間；鏡像體的鏡像面同時(shí)朝向兩個(gè)視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0016]優(yōu)選地，鏡像體的鏡像面為全反射鏡面。
[0017]優(yōu)選地，鏡像體的鏡像面為半透半反鏡面。
[0018]優(yōu)選地，頭戴部件為眼鏡框，兩個(gè)視線光透區(qū)域分別位于裝設(shè)于眼鏡框的兩個(gè)鏡片處。
[0019]優(yōu)選地，鏡像體為懸置在鏡片的外側(cè)的獨(dú)立部件，鏡像體的鏡像面為全反射鏡面。
[0020]優(yōu)選地，鏡像體為鏡片，鏡像體的鏡像面為鏡片內(nèi)側(cè)的半透半反表面。
[0021]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括供電部件，該供電部件裝設(shè)于頭戴部件、并與攝像頭和處理器電連接。
[0022]如上可見，在本發(fā)明中的頭戴式視線跟蹤裝置中，頭戴部件只需裝設(shè)一個(gè)攝像頭，該攝像頭朝向頭戴部件的視線光透區(qū)域的外側(cè)，用于拍攝視線所在方向的場(chǎng)景圖像；而為了獲得人眼圖像，頭戴部件還裝設(shè)有鏡像體，該鏡像體的鏡像面位于攝像頭的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)，用于在攝像頭的拍攝視野內(nèi)對(duì)視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)的人眼鏡像成像。從而，利用一個(gè)攝像頭即可拍攝得到內(nèi)嵌有人眼圖像的場(chǎng)景圖像，以支持視線跟蹤的實(shí)現(xiàn)。與利用兩個(gè)攝像頭分別拍攝相互獨(dú)立的人眼圖像和場(chǎng)景圖像的方式相比，本發(fā)明能夠降低頭戴式視線跟蹤裝置的耗電量和裝配難度。
[0023]相應(yīng)地，基于本發(fā)明中的頭戴式視線跟蹤裝置得到的內(nèi)嵌有人眼圖像的場(chǎng)景圖像，只需將鏡像得到的人眼圖像從場(chǎng)景圖像中分割提取即可得到相互獨(dú)立但又相互關(guān)聯(lián)的人眼圖像與場(chǎng)景圖像，從而能夠利用相互獨(dú)立但又相互關(guān)聯(lián)的人眼圖像與場(chǎng)景圖像進(jìn)行視線方向估計(jì)、再依據(jù)估計(jì)得到的視線方向在場(chǎng)景圖像中確定視線關(guān)注對(duì)象。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的原理性示意圖；
[0025]圖2a和圖2b為本發(fā)明實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實(shí)例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為如圖2a和圖2b所示的應(yīng)用實(shí)例一中拍攝到的圖像的示意圖；
[0027]圖4a和圖4b為本發(fā)明實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實(shí)例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為如圖4a和圖4b所示的應(yīng)用實(shí)例二中拍攝到的圖像的示意圖；
[0029]圖6a和圖6b為本發(fā)明實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實(shí)例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為如圖6a和圖6b所示的應(yīng)用實(shí)例三中拍攝到的圖像的示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實(shí)例四的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9為如圖8所示的應(yīng)用實(shí)例四中拍攝到的圖像的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]本實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置包括頭戴部件，例如眼鏡框或頭盔等任一種可裝戴于頭部的部件；并且，該頭戴部件具有視線光透區(qū)域，其中，所述的視線光透區(qū)域是指在頭戴部件裝戴于頭部時(shí)不遮擋眼睛、并允許眼睛的視線通過(guò)的區(qū)域，例如，對(duì)于眼鏡框來(lái)說(shuō)，視線光透區(qū)域可以是裝設(shè)于眼鏡框的鏡片所在的區(qū)域，再例如，對(duì)于頭盔來(lái)說(shuō)，視線光透區(qū)域可以是形成于頭盔的前表面、并使眼睛暴露的鏤空區(qū)域。
[0035]請(qǐng)參見圖1，除了頭戴部件(圖1中未示出)之外，本實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置還包括:
[0036]一攝像頭10，該攝像頭10裝設(shè)于頭戴部件，且該攝像頭10朝向頭戴部件的視線光透區(qū)域的外側(cè)，即，當(dāng)頭戴部件裝戴于頭部時(shí)，該攝像頭10的朝向與眼睛100的朝向相同或基本相同，以便于拍攝視線所在方向的包括若干目標(biāo)體1a的場(chǎng)景圖像；
[0037]—鏡像體20，該鏡像體20裝設(shè)于頭戴部件，且該鏡像體20的鏡像面位于攝像頭10的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)，S卩，當(dāng)頭戴部件裝戴于頭部時(shí)，該鏡像體20的鏡像面的朝向眼睛100，以便于在攝像頭10的拍攝視野內(nèi)形成人眼成像10b。
[0038]基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置只需在頭戴部件裝設(shè)一個(gè)拍攝場(chǎng)景圖像的攝像頭10，人眼圖像則無(wú)需通過(guò)額外的攝像頭拍攝成像，而是可以由位于攝像頭10的拍攝視野內(nèi)的鏡像體20利用其鏡像面成像。從而，利用一個(gè)攝像頭10即可拍攝得到內(nèi)嵌有人眼圖像的場(chǎng)景圖像，以支持視線跟蹤的實(shí)現(xiàn)。
[0039]顯然，相比于現(xiàn)有技術(shù)中利用兩個(gè)攝像頭分別拍攝場(chǎng)景圖像和人眼圖像的方案，本實(shí)施例能夠降低頭戴式視線跟蹤裝置的耗電量和裝配難度。
[0040]相應(yīng)地，若頭戴式視線跟蹤裝置本身還需要具備視線跟蹤的計(jì)算處理功能，則本實(shí)施例中的頭戴式視線跟蹤裝置還需要包括裝設(shè)于頭戴部件并與攝像頭10電連接的處理器，用于對(duì)內(nèi)嵌于場(chǎng)景圖像的人眼圖像進(jìn)行分割提取、以便于利用人眼圖像進(jìn)行視線方向估計(jì)，爾后，再依據(jù)估計(jì)得到的視線方向即可在場(chǎng)景圖像中確定視線關(guān)注對(duì)象。
[0041]實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)人眼圖像的分割提取，可以依據(jù)鏡像面的面積、以及鏡像面在攝像頭10的拍攝視野內(nèi)的坐標(biāo)位置來(lái)確定分割邊緣；對(duì)于視線方向估計(jì)，可以通過(guò)建立人眼圖像與視線方向的映射模型、并通過(guò)該模型從每一幅眼睛圖像估計(jì)得到其對(duì)應(yīng)的視線方向；對(duì)于關(guān)注對(duì)象的確定，可以包