[发明专利]视线追踪方法及装置

说明书

一种涉及视线追踪系统的方法和装置的发明。特别地，本发明还涉及在通常环境下利用通用摄像机的视线追踪系统的方法和装置，以低成本和操作简单为特点。本发明还涉及一种精确视线追踪系统的方法和装置，能容许大的光照变化。

技术领域

本发明涉及一种视线追踪系统的方法和装置。特别地但非排他地，本发明还涉及在通常环境下利用通用摄像机的视线追踪系统的方法和装置。本发明还涉及一种精确视线追踪系统的方法和装置，其能容许大的光照变化。

背景技术

在人机互动、虚拟现实、眼疾诊断等领域，视线追踪有着吸引人的潜在应用前景。例如，它可帮助残疾人有效控制计算机。并且，它可以使普通用户用眼睛控制鼠标，令他们能在诸如水果忍者的游戏中加速焦点的选择。并且，用户视线和面部信息的整合能提高现有门禁控制系统的安全性。最近，视线追踪还被认知科学家们广泛用于研究人类认知、记忆等。根据这一路线，视线追踪与视觉显著性检测密切相关，该技术揭示了一个人的注意力的焦点。

发明内容

本发明的实施例之一提供了一种视线追踪系统的方法和装置。特别地，本发明涉及在通常环境下利用通用摄像机的视线追踪系统的方法和装置，具有低成本和操作简单的特点。本发明还涉及一种精确视线追踪系统的方法和装置，其能容许大的光照变化。

在本发明第一方面的第一实施例中，提供了一种视线追踪方法，其利用至少一台图像捕捉装置和至少一台计算处理器来实现、包括一种探测至少一个眼睛虹膜中心和至少一个眼角的方法，以及一种用于头部姿势估计的加权自适应算法(weighted adaptivealgorithm)。

在本发明第一方面的第二实施例中，提供了一种视线追踪方法，进一步包含：

一种探测和提取操作，从至少一幅捕捉图像中探测并提取至少一个眼部区域，且探测并提取至少一个眼睛虹膜中心及其相应的至少一个眼角，从而形成至少一个眼矢量；

一种映射操作，其为至少一个眼矢量和在至少一个视线目标上的至少一个视线点之间的关系提供一个或多个参数。

一种估计操作，其估计和结合映射于头部姿势估计的至少一个视线点，以得到期待的视线点，以实现视线追踪。

在本发明第一方面的第三实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中，从至少一幅捕捉图像中探测并提取至少一个眼部区域的探测和提取操作进一步包含：

一种局部敏感直方图方法，以应对至少一幅捕捉图像在光照上的差别；

一种主动形状模型，从经处理的至少一幅捕捉图像中提取面部特征。

在本发明第一方面的第四实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中的用于从至少一幅捕捉图像中探测并提取至少一个眼睛虹膜中心及其相应的至少一个眼角的探测和提取操作进一步包含：

一种眼睛虹膜中心探测方法，该方法将至少一个眼部区域的强度能量和边界强度相结合以定位至少一个眼睛虹膜中心；

一种眼角探测方法，进一步包含基于曲率尺度空间和模板匹配复检方法的多尺度眼角探测器。

在本发明第一方面的第五实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中的至少一个眼矢量用虹膜中心p_iris和眼角p_corner通过如下关系式定义：

Gaze_vector＝p_corner-p_iris。

在本发明第一方面的第六实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中的头部姿势估计进一步包含一种嵌入到POSIT(AWPOSIT)算法中的自适应加权面部特征。

在本发明第一方面的第七实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中的AWPOSIT算法在算法1中实现。

在本发明第一方面的第八实施例中，提供了一种视线追踪方法，其中该方法在算法2中实现。