[发明专利]创建眼睛模板及检测眼睛状态的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及人眼检测技术领域，尤其涉及一种创建眼睛模板及检测眼睛状态的方法与装置。

背景技术

眼睛是人体面部最重要的特征，在计算机视觉研究和应用中发挥着极其重要的作用，眼睛状态的检测一直是受研究者广泛关注的方向。在人脸识别的基础上，眼睛状态的检测有助于各种智能设备识别出人眼的状态，在疲劳检测、视觉交互领域有广阔的应用前景。例如，通过图像处理来检测驾驶员眼部的物理反应，通过眼睛的检测和跟踪可以有效地实现驾驶员的疲劳检测，所述疲劳检测可以对驾驶员在行车中出现的疲劳现象实时检测并施以适当警告，减少事故的发生率。再例如，在使用数码摄像设备进行拍摄时，经常会由于各种情况，比如拍摄者或者被拍摄者无意的动作，导致拍摄的图像中可能存在被拍摄者为闭眼或者眯眼状态，影响拍摄的效果。因此，为避免拍摄过程中出现的闭眼或者眯眼的情况的出现，在很多数码摄像设备中引入了眨眼识别技术，即在拍摄时，对场景中的人眼进行检测，判断是否出现眨眼情形。

目前，在进行眼睛状态的检测的过程中，可以首先进行人脸识别，在已知人脸区域的基础上，通过检测眼皮和眼睑的状态判断眼睛处于睁眼或者闭眼的状态，另外也可以首先通过人主动眨眼造成的睁眼与闭眼图像帧之间的差异来确定人眼位置并创建睁眼模板，进而通过所述睁眼模板进行人眼跟踪并检测眼睛状态。

但现有技术中，由于眼部图像的采集容易受到不均匀光照、人的睫毛、人所佩戴的眼镜以及拍摄图像时人体头部的晃动等因素的影响，导致检测眼睛状态的准确性普遍较差，容易引起检测眼睛状态错误的情况发生，很难满足在疲劳检测、视觉交互领域等对于检测眼睛状态的需求。

相关技术可以参考公开号为US2011205383A1的美国专利申请。

发明内容

本发明解决的问题是眼睛状态的检测准确性不高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种创建眼睛模板的方法，所述方法包括：

提取人脸图像中的眼部区域；

通过快速径向对称变换算法获得所述眼部区域中各像素点的径向对称变换结果；

将径向对称变换结果为最大值的像素点所在的位置确定为瞳孔位置；

在所述瞳孔位置所在的人脸图像中，选取包含所述瞳孔位置的区域作为眼睛模板。

可选的，所述眼部区域为左眼区域或右眼区域；或者，所述眼部区域包括左眼区域和右眼区域。

可选的，所述左眼区域为正方形区域、矩形区域、圆形区域或椭圆形区域；所述右眼区域为正方形区域、矩形区域、圆形区域或椭圆形区域。

可选的，所述人脸图像为正方形图像；所述左眼区域为边长等于所述人脸图像的边长的3/10的正方形区域，所述左眼区域的左上角与所述人脸图像的上边的距离和所述左眼区域的左上角与所述人脸图像的左边的距离均等于所述人脸图像的边长的3/20；所述右眼区域为边长等于所述人脸图像的边长的3/10的正方形区域，所述右眼区域的右上角与所述人脸图像的上边的距离和所述右眼区域的右上角与所述人脸区域的右边的距离均等于所述人脸区域的边长的3/20。

可选的，所述包含所述瞳孔位置的区域为以所述瞳孔位置为中心的区域。

可选的，所述包含所述瞳孔位置的区域为以所述瞳孔位置为中心的正方形区域、矩形区域、圆形区域或椭圆形区域。

可选的，所述人脸图像为正方形图像；所述包含所述瞳孔位置的区域为以所述瞳孔位置为中心、边长等于所述人脸图像的边长的3/20的正方形区域。

可选的，在通过快速径向对称变换算法获得所述眼部区域中各像素点的径向对称变换结果时，仅基于所述眼部区域中像素点对应在梯度下降方向上的映射点计算该像素点的径向对称变换结果。

可选的，所述人脸图像包括预设时间范围内的连续帧的人脸图像；所述瞳孔位置所在的人脸图像是指所述瞳孔位置所在帧的人脸图像。

可选的，所述预设时间范围大于一次眨眼的持续时间。

可选的，所述一次眨眼的持续时间为0.05s～0.15s。

为解决上述问题，本发明还提供一种检测眼睛状态的方法，所述方法包括：

采用上述创建眼睛模板的方法获得眼睛模板；

搜索待测区域，以将与所述眼睛模板匹配的区域确定为待测眼睛区域；

基于所述眼睛模板与所述待测眼睛区域的相似度确定眼睛状态。

可选的，所述待测区域为人脸区域；所述检测眼睛状态的方法还包括：通过人脸检测获得所述人脸区域；若人脸检测失败，则重新采用上述创建眼睛模板的方法获得眼睛模板。