[发明专利]真实注视点定位方法以及头戴式视线跟踪系统

权利要求书

1.一种真实注视点定位方法，其特征在于，包括：

从采集到的场景图像中检测出第一注视点以及预设于真实世界中的多个外观近似的参照标记物，其中：所述场景图像由头部随动摄像装置拍摄，所述第一注视点是指用户视线映射于所述场景图像中的位置；

根据所述参照标记物在所述场景图像中的第一位置信息以及在真实世界中已标定的第二位置信息，实时计算出场景图像坐标系与世界坐标系的第一映射关系；

根据第一映射关系以及第一注视点，得到用户视线在真实世界中的第二注视点。

2.根据权利要求1所述的真实注视点定位方法，其特征在于，从场景图像中检测参照标记物的方式包括：

从所述场景图像中识别出若干物体框；

提取所述物体框中物体的图像特征；

根据所述图像特征以及预先训练的第一参照物检测器进行非目标物体滤除操作，确定出若干个待定物体框；

利用具有并行处理架构的第二参照物检测器对所述待定物体框进行二次滤除操作，确定出若干个目标物体框并将所述目标物体框内的物体判定为参照标记物。

3.根据权利要求2所述的真实注视点定位方法，其特征在于，所述第一参照物检测器的训练方式包括：

利用提取出的所述参照标记物的外观共性特征，预先训练基于分类器结构的第一参照物检测器。

4.根据权利要求2所述的真实注视点定位方法，其特征在于，所述第二参照物检测器采用并行结构的多目标检测算法。

5.根据权利要求1所述的真实注视点定位方法，其特征在于，从场景图像中检测第一注视点的方式包括：

在定位初始阶段采集用户的初始眼部图像；

利用所述初始眼部图像以及标定的预设映射关系，建立所述初始眼部图像与所述场景图像的第二映射关系；

在实时定位阶段采集用户的当前眼部图像；

根据所述当前眼部图像以及所述第二映射关系，实时求取出所述场景图像中的第一注视点的位置信息。

6.根据权利要求5所述的真实注视点定位方法，其特征在于，所述利用所述初始眼部图像以及标定的预设映射关系，建立所述初始眼部图像与所述场景图像的第二映射关系包括：

计算当前用户所述初始眼部图像与预先标定并保存的该用户眼部图像之间的坐标偏差；

根据所述坐标偏差以及预先建立的眼部图像与场景图像的预设映射关系，建立所述第二映射关系。

7.根据权利要求5所述的真实注视点定位方法，其特征在于，所述根据所述当前眼部图像以及所述第二映射关系，实时求取出所述场景图像中的第一注视点的位置信息包括：

定位所述当前眼部图像中的瞳孔中心坐标；

根据所述瞳孔中心坐标以及所述第二映射关系，实时计算出所述场景图像中的第一注视点的坐标。

8.根据权利要求1所述的真实注视点定位方法，其特征在于，第一映射关系计算方式包括：

根据所述参照标记物在所述场景图像中的坐标以及在真实世界中已标定的坐标，利用直接线性变换算法求取出所述第一映射关系。

9.根据权利要求1～8任一项所述的真实注视点定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述第一映射关系，将所述场景图像中任一角点映射到真实世界得到所述角点的映射位置信息；

通过比较所述映射位置信息与所述角点的真实位置信息的误差距离，对所述第一映射关系进行验证分析。

10.一种头戴式视线跟踪系统，其特征在于，包括：

运算处理装置和头戴装置，以及安装于所述头戴装置上的用于拍摄用户眼部图像的第一摄像头和用于拍摄场景图像的第二摄像头；

所述第一摄像头、所述第二摄像头分别与所述运算处理装置电信号连接，所述运算处理装置用于执行权利要求1～9任一项所述的真实注视点定位方法。