[发明专利]一种改进的积分投影法的人眼定位方法

说明书

本发明公开了一种改进的积分投影法的人眼定位方法，属于人眼定位领域。本发明在人眼初定位时，针对积分投影法对二值化的人脸图像进行水平投影后易将眼睛和眉毛混淆的问题，对行梯度图进行水平投影，过滤掉眉毛，突出人眼位置；在人眼最终定位时，针对积分投影法对二值化的人眼初定位图像进行垂直投影后无法获取精准的人眼中心的问题，对经过高斯滤波后的初定位人眼原图进行垂直投影，分割出左眼和右眼，根据左眼图像和右眼图像的尺寸来获取精准的人眼中心点。本发明通过改进的积分投影法能够准确区分眼睛和眉毛，并且得到了精准的人眼中心点，相比于传统积分投影法能够获得更好的检测效果。

技术领域

本发明涉及人眼定位领域，具体涉及一种改进的积分投影法的人眼定位方法。

背景技术

人眼定位在计算机视觉领域占有重要的地位，在人脸识别、疲劳检测等方面有着极其广泛的应用。人眼定位是指在人脸范围内,检测出人眼在人脸中的准确位置,属于目标检测的范畴。

目前，比较流行的人眼定位算法主要包括区域分割法、统计学习法、积分投影法等。积分投影法对人脸图像进行人眼定位时，大致分为两步：(1)人眼初定位：首先对图像进行二值化处理，然后对二值化图像进行水平方向的积分投影，最后根据波谷的分布信息来分割出一对眼睛；(2)人眼最终定位：对分割出的眼睛图像先进行二值化，再进行垂直方向的积分投影，根据波谷的分布信息获取虹膜中心所对应的列，从而定位虹膜中心。积分投影法的计算量小，但由于眉毛中心所在行的灰度和与眼睛中心所在行的灰度和近似相同，当出现光照不均匀的情况时，很难从二值化人脸图像中辨别眼睛和眉毛，故该方法定位的准确率不高；另外，该方法可以得到虹膜中心，但眼睛的中心往往不是虹膜的中心，这是因为虹膜的位置会随着视线方向的改变而改变，所以该方法无法得到精确的眼睛中心点。

荔小虎等(荔小虎，唐晶磊.基于肤色匹配和积分投影结合的人眼定位方法研究[J].计算机应用，2018，12：59-61.)提出积分投影法来定位人眼。首先通过肤色匹配检测出人脸，然后利用积分投影法来获取虹膜中心点。这种方法虽然计算速度快，但是在光照较弱的情况下易将眼睛和眉毛混淆并且在光照均匀的情况下得不到精准的人眼中心点。

李德武等(李德武，舒小华，方盛，杨顺波.基于积分投影与区域生长的人眼定位方法[J].湖南工业大学学报，2018，32(1)：88-92.)提出积分投影法和区域生长法结合来定位人眼。首先通过积分投影法对人眼进行了初定位，然后采用区域生长法分割出虹膜，进而得到虹膜中心点。此方法虽然减少了光照带来的影响，但是虹膜的分割易受眉毛影响，并且最终得到的人眼中心点并不准确。

发明内容

[技术问题]

现有人眼定位技术难以辨别眼睛和眉毛且得不到精准的人眼中心。

[技术方案]

本发明提供一种改进的积分投影法的人眼定位方法，包括：

S1选择两个方向相反且长度相同的一维梯度算子分别对人脸图像做卷积运算，分别获得经卷积后的图像；

S2将两个经卷积后的图像相加得到行梯度图；

S3对行梯度图进行水平积分投影，得到行梯度水平投影函数，获取行梯度水平投影函数的最大值；

S4将行梯度水平投影函数的最大值位置所对应的行作为人眼中心的水平位置，从最大值位置开始分别向前、后两个方向寻找行梯度水平投影函数的值为最大值1/2的位置，将这两个位置所对应的行作为人眼区域的上、下两条边界，得到人眼的初定位图像，并采用高斯滤波对图像抑制噪声；

S5对抑制噪声后的人眼图像进行垂直积分投影得到垂直投影曲线，以垂直投影曲线的极值点所对应的列为边界，在人眼图像上分割出左眼和右眼；

S6根据分割出的左眼图像和右眼图像的尺寸来确定左眼和右眼的中心点坐标。