[发明专利]眼动仪及图像处理方法

说明书

技术领域

本发明属于眼动仪器仪表技术领域，尤其涉及一种眼动仪及图像处理方法。

背景技术

眼动仪是一种通过机器视觉和摄像头技术来追踪和记录眼球轨迹的设备，是心理学、广告、工业工程等研究的重要仪器，也被广泛应用在眼动控制中。眼动仪用于记录人在处理视觉信息时的眼球轨迹特征，广泛用于注意、视知觉、阅读等领域的研究。

由于现有眼动仪只设置了一个前置摄像头，导致其既不能准确测量眼球到目标物体的距离，也不能进行目标场景的三维重建。尤其在自动定义感兴趣区域方面，当前眼动仪存在重大局限。而人工标定感兴趣区域将会非常费时费力。这给心理学、视知觉、阅读等领域的研究造成了很大的困扰与阻碍。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种眼动仪，其能够对目标场景进行三维重构和/或对目标场景中的物体进行测距和/或能够自动化地定义感兴趣区域，具有更宽的采集范围和视野。且本发明实施例的眼动仪的结构简单，使用方便，佩戴舒适、安全、可靠。

第一方面，本发明提出的眼动仪，包括：头戴式主体；多个前置摄像头，多个前置摄像头沿周向间隔开地设置在头戴式主体上，多个前置摄像头中至少两个能够同时采集头戴式主体的前方的目标场景的图像信息；设置在头戴式主体上的控制系统，控制系统与前置摄像头相连，使得该控制系统能够基于图像信息对目标场景进行三维重构，和/或基于图像信息对目标场景中的至少一个物体进行测距。

进一步地，本实施例眼动仪还包括设置在头戴式主体的前端的鼻托，在多个前置摄像头中，一部分前置摄像头位于鼻托的一侧，而另一部分的前置摄像头位于鼻托的另一侧。

进一步地，鼻托与头戴式主体之间的连接为可拆卸连接。

基于上述任意眼动仪实施例，进一步地，前置摄像头与头戴式主体之间的连接为可拆卸连接。

基于上述任意眼动仪实施例，进一步地，前置摄像头包括可见光摄像头、红外摄像头或热成像摄像头。

进一步地，本实施例眼动仪还包括用于采集被试者眼睛的图像信息的眼睛摄像头，眼睛摄像头通过支撑部件与头戴式主体相连，眼睛摄像头与控制系统相连，使得控制系统能够基于采集的被试者眼睛的图像信息与采集的目标场景的图像信息，获知用户是否聚焦在目标场景中的目标对象，在目标场景中，目标对象相对于预先设置的标识物的位置是固定不变的，标识物包括标识图案和/或标识光，标识图案包括一维条码和/或二维码，而标识光包括荧光和/或不可见的红外光源。

第二方面，本发明提出的用于三维重构的图像处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤S11：获取至少两个摄像装置对预定标记物的校正用三维场景同步拍摄的校正图像数据；

步骤S12：根据校正图像数据和预先存储的预定标记物的三维坐标数据，生成至少两个拍摄装置针对相同拍摄场景的成像关联信息；

步骤S13：获取经过校正的至少两个拍摄装置对目标三维场景同步拍摄的采集图像数据；

步骤S14：根据成像关联信息，将采集图像数据合成为三维立体图像，三维立体图像为三维重构后的目标三维场景。

进一步地，本实施例图像处理方法的至少两个摄像装置为针孔摄像头；

对应地，步骤S12为：

分别根据校正图像数据和预先存储的预定标记物的三维坐标数据，消除校正图像数据中的畸变，获得消除畸变后的校正图像数据；

根据消除畸变后的校正图像数据和预先存储的预定标记物的三维坐标数据，对至少两个拍摄装置进行校正，生成至少两个拍摄装置针对相同拍摄场景的成像关联信息，预定标记物包括标识图案和/或标识光标记，标识图案包括一维条码和/或二维码，而标识光包括荧光和/或不可见的红外光源。

与现有技术相比，本发明提出的用于三维重构的图像处理方法通过识别图像中的预定标记物，根据标记物提供的坐标参照系，对摄像头组实现校正，从而自适应地获取不同拍摄阶段中摄像头组的成像关联信息，对摄像头组的位置微调等因素实现了主动补偿，提高了三维重构的准确性，复现出三维效果更加逼真的目标场景图像或视频。

第三方面，本发明提出的用于分析目标对象关注度的图像处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取前置摄像头拍摄的图像数据，图像数据中包含有预定标记物的图像信息和目标对象的图像信息，且预定标记物和目标对象的相对位置关系固定不变；

获取眼睛摄像头拍摄的被试者的眼睛数据；

根据眼睛数据，确定被试者在对应的图像数据中的聚焦区域；