[发明专利]基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法

权利要求书

1.一种基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提取人脸区域：即通过水平和竖直积分投影从用灰度摄像机采集的图像中提取出人脸区域；

(2)提取人脸区域中的反射点：即通过设定阈值，将人脸图像进行二值化，得到人脸图像中所有的灰度值大于该阈值的反射点，并通过一个面积阈值，先去除面积较大的反射点；

(3)提取人脸中的黑色连通域，并根据面积大小、距离关系、人脸结构特性确定出大致的瞳孔区域；

(4)将步骤(2)中得到的反射点和步骤(3)中所得到的瞳孔区域的交集定义为角膜上的反射点，根据角膜上反射点的坐标确定出眼睛区域。

2.根据权利要求1所述的基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于，

先对采集到的视频中的第一幅图像根据步骤(1)(2)(3)(4)的顺序进行人眼定位，其后一幅图像的人眼定位则在该提取出的人眼区域上进行跟踪处理，直至某幅图片由于闭眼等情况不能成功地进行人眼定位时则进行初始化，重新根据步骤(1)(2)(3)(4)的顺序处理下一幅图片。

3.根据权利要求1或2所述的基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，先根据整幅图像中像素的灰度值对图像进行二值化处理，然后再通过在水平和竖直方向上进行灰度积分投影来确定人脸区域，并且，在确定人脸区域水平和竖直边界时，均根据相应方向上的灰度积分投影来划定人脸区域。

4.根据权利要求1或2所述的基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体实现包括以下步骤：

a、计算步骤(1)中提取出的人脸区域的每个像素的像素值，根据灰度值对人脸区域进行二值化处理，得到人脸区域中带有噪点的反射点；

b、对于上述步骤a中得到的反射点，根据反射点的大小，去除由于眼镜片及配饰等外在附加物所反射造成的面积较大的反射点，保留面积较小的反射点。

5.根据权利要求1或2所述的基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体实现包括以下步骤：

a、对人脸区域做二值化处理，得到人脸中具有较低灰度值的黑色连通域，即由瞳孔、眼镜框、头发、鼻孔所形成的区域；

b、根据距离、位置结构关系，对所得到的黑色连通域进行选取，得到大致的瞳孔区域。

6.根据权利要求5所述的基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法，其特征在于：所述步骤b实现的具体步骤如下：

(i)将所得到的黑色连通域根据面积进行筛选，去除部分由于眼镜框造成的面积较大的黑色连通区域；

(ii)根据瞳孔在人脸区域中的位置，将距离人脸左边界或右边界较近的黑色连通域去除；

(iii)根据鼻孔区域始终距离人脸图像下边界最近的特性，去除鼻孔区域对应的黑色连通域；

(iv)根据瞳孔和鼻孔的位置关系，选定瞳孔区域对应的黑色连通域。