[发明专利]瞳孔定位方法与装置

说明书

本发明提供一种瞳孔定位方法与装置。在取得瞳孔图像之后，自瞳孔图像获得瞳孔轮廓。并且，根据瞳孔轮廓的曲率信息获得椭圆特征，进而根据椭圆特征判断视线方向。

技术领域

本发明是有关于一种视觉辨识技术，且特别是有关于一种瞳孔定位方法与装置。

背景技术

目前眼动追踪技术主要可区分为与侵入性(invasive)与非侵入性(non-invasive)两种。侵入性的眼动追踪技术主要是在眼睛中设置搜寻线圈法(search Coil)或使用眼动电波图(electrooculogram)。而非侵入性的眼动追踪技术则可区分为免头戴式(free-head)或头戴式(head-mount)人眼追踪技术。而随着科技的发展，眼动追踪技术大幅应用于各种领域，例如神经科学、心理学、工业工程、人因工程、行销广告、电脑科学等。

通过眼动追踪技术来协助口说不便与肢体困难者进行沟通及辅助所需，带给了许多行动不便者更多的便利。例如，通过眼动电子产品的辅助，而能够以眼睛代替鼠标来完成沟通、上网和影音娱乐活动等。然而，由于上述侵入性(invasive)与非侵入性(non-invasive)两种眼动追踪技术还需搭配昂贵的软硬件设备，并且需要复杂校正的程序，因此执行状态的稳定度不佳，成本也相对高，使得眼动追踪技术无法普及化。

发明内容

本发明提供一种瞳孔定位方法与装置，可精确定位瞳孔的位置，进而实现准确的眼动追踪。

本发明的瞳孔定位方法包括：取得瞳孔图像；自瞳孔图像获得瞳孔轮廓；根据瞳孔轮廓的曲率信息获得椭圆方程式；以及自数据库中查询上述椭圆方程式所对应的视线方向。上述曲率信息包括一或多个曲线区段的曲率，而上述根据上述瞳孔轮廓的曲率信息获得上述椭圆方程式的步骤包括：自上述瞳孔轮廓中的起始点往预设方向计算上述瞳孔轮廓内的多个曲线的曲率；在误差容忍范围下，判断上述曲线的曲率是否符合同一曲率方程式；将在上述误差容忍范围下符合上述同一曲率方程式的上述曲线视为同一个曲线区段；以及基于自上述瞳孔轮廓所获得的上述曲线区段，获得上述椭圆方程式。

在本发明的一实施例中，上述瞳孔定位方法中还可进一步计算瞳孔位移量，据以获得视线落点的位移量。

在本发明的一实施例中，上述瞳孔定位方法还包括：接收原始图像，从原始图像取出脸部图像，检测脸部图像的鼻孔区域而获得鼻孔位置信息，基于鼻孔位置信息获得眼部图像，以及自眼部图像取得瞳孔图像。其中，依据鼻孔位置信息中的第一鼻孔中心点与第二鼻孔中心点之间的距离，预估眼部搜寻框的中心点及长宽距离，以自眼部搜寻框获得眼部图像。

本发明的瞳孔定位装置包括取像单元、存储单元以及处理单元。取像单元用以取得原始图像。存储单元包括图像分析模块。处理单元耦接至取像单元及存储单元。处理单元通过图像分析模块自原始图像取得瞳孔图像，并自瞳孔图像获得瞳孔轮廓，而根据瞳孔轮廓的曲率信息获得椭圆特征，以及根据椭圆特征判断视线方向，

上述图像分析模块包括：

瞳孔检测模块，自眼部图像取得上述瞳孔图像，并自上述瞳孔图像获得上述瞳孔轮廓，其中上述眼部图像是自上述原始图像获得；

曲率计算模块，计算上述瞳孔轮廓所包括的一或多个曲线区段的曲率，并藉此获得上述椭圆特征，包括：自上述瞳孔轮廓中的起始点往预设方向计算上述瞳孔轮廓在多个曲线的曲率，并且在误差容忍范围下，判断上述曲线的曲率是否符合同一曲率方程式；将在上述误差容忍范围下符合同一曲率方程式的连续多个上述曲线视为同一个曲线区段，并且基于自上述瞳孔轮廓所获得的上述曲线区段，获得上述椭圆特征；以及

视线判断模块，根据上述椭圆特征判断上述视线方向，

其中，上述存储单元还包括：数据库，存储有多个预设椭圆特征及其所对应的上述视线方向；