[发明专利]一种视线估计方法及装置

说明书

本发明提供了一种视线估计方法及装置，其中，该方法包括：通过相机对人眼拍照得到眼球图像，从眼球图像中确定出瞳孔中心成像坐标和光源对应的光斑坐标；根据相机对应的相机坐标和光斑坐标，获取光源对应的反射点坐标；根据相机坐标和瞳孔中心成像坐标，获取瞳孔中心对应的折射点坐标；对人眼建立椭球模型；根据反射点坐标、折射点坐标、光斑坐标、相机坐标、光源的实际位置、瞳孔中心成像坐标，结合椭球模型确定人眼的视线方向。本发明采用椭球模型进行视线估计，由于眼球的形状近似椭球，所以采用椭球模型估计出来的参数误差很小，采用椭球模型估计出的参数来进行视线估计，大大降低了视线估计的误差，提高了估计准确度。

技术领域

本发明涉及眼动跟踪技术领域，具体而言，涉及一种视线估计方法及装置。

背景技术

视线是眼睛注视的方向，代表一个人关注的焦点。视线追踪是目前比较活跃的研究课题之一，在人机交互及人类认知科学等领域存在着很大的应用潜力。视线追踪的基础是对人眼视线的方向进行估计。

当前，相关技术中采用基于眼球的3D(三维)近似圆球模型进行视线估计，根据瞳孔中心坐标和角膜反射，利用红外光源在人眼中产生反射点，通过追踪瞳孔中心与角膜反射的相对位置，根据相机的成像路径估计人眼球的三维位置，得到视线方向。

但上述相关技术中基于圆球模型进行视线估计，估计出来的参数偏差较大，导致视线估计误差很大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种视线估计方法及装置，以解决相关技术存在的以下问题：相关技术中基于圆球模型进行视线估计，估计出来的参数偏差较大，导致视线估计误差很大。

第一方面，本发明实施例提供了一种视线估计方法，所述方法包括：

通过相机对人眼拍照得到眼球图像，从所述眼球图像中确定出瞳孔中心成像坐标和光源对应的光斑坐标；

根据所述相机对应的相机坐标和所述光斑坐标，获取所述光源对应的反射点坐标；根据所述相机坐标和所述瞳孔中心成像坐标，获取瞳孔中心对应的折射点坐标；

对所述人眼建立椭球模型；

根据所述反射点坐标、所述折射点坐标、所述光斑坐标、所述相机坐标、所述光源的实际位置、所述瞳孔中心成像坐标，结合所述椭球模型确定所述人眼的视线方向。

结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述根据所述相机对应的相机坐标和所述光斑坐标，获取所述光源对应的反射点坐标；根据所述相机坐标和所述瞳孔中心成像坐标，获取瞳孔中心对应的折射点坐标，包括：

根据所述相机对应的相机坐标和所述光斑坐标，通过如下公式(1)获取所述光源对应的反射点坐标；

根据所述相机坐标和所述瞳孔中心成像坐标，通过如下公式(2)获取瞳孔中心对应的折射点坐标；

q_ij＝o_j+k_q,ij(o_j-u_ij)……(1)

r_j＝o_j+k_r,j(o_j-v_j)……(2)

在公式(1)和(2)中，i为所述光源的序号，j为所述相机的序号，q_ij为所述反射点坐标，o_j为所述相机坐标，k_q,ij为反射矢量系数，u_ij为所述光斑坐标，r_j为所述折射点坐标，k_r,j为折射矢量系数，v_j为所述瞳孔中心成像坐标。