[发明专利]一种基于FPGA的高速视线跟踪方法

摘要

本发明公开一种基于FPGA的高速视线跟踪方法，包括以下步骤a、图像采集，采用受控于FPGA的高速图像传感器采集眼球的图像信息，并存储图像信息；b、基于FPGA的瞳孔与反射斑的并行定位，在每一个数据帧对瞳孔和反射斑的坐标进行计算，将存储图像信息的存储空间分为奇数页及偶数页，当奇数页正在写入数据时，偶数页进行定位运算；当偶数页开始写入数据时，奇数页开始进行定位运算；c、视线的确定，经FPGA硬件计算获得瞳孔和反射光斑位置后，利用角膜瞳孔反射关系的光学模型获得视线。本发明能够获取到瞳孔和反射斑的移动轨迹坐标，实现视线跟踪。

主权项

一种基于FPGA的高速视线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：a、图像采集，采用受控于FPGA的高速图像传感器采集眼球的图像信息，并存储图像信息；b、基于FPGA的瞳孔与反射斑的并行定位，在每一个数据帧对瞳孔和反射斑的坐标进行计算，将存储图像信息的存储空间分为奇数页及偶数页，当奇数页正在写入数据时，偶数页进行定位运算；当偶数页开始写入数据时，奇数页开始进行定位运算；c、视线的确定，经FPGA硬件计算获得瞳孔和反射光斑位置后，利用角膜瞳孔反射关系的光学模型获得视线；所述高速图像传感器为CMOS图像传感器；在步骤a中，FPGA首先完成对CMOS图像传感器的初始化配置，初始化的参数包括分辨率、采集帧率、灰度值、亮度值，并控制CMOS图像传感器进入设定的工作模式，CMOS图像传感器进入工作模式后，在FPGA给出的系统时钟控制下，开始连续获取视频数据；在步骤c中，所述瞳孔和反射光斑位置信息通过以太网接口传送到计算机，计算机采用角膜瞳孔反射关系的光学模型获得视线并显示视线运动轨迹；所述FPGA中固化有千兆数据链路模块，所述高速图像传感器传送的图像数据流通过千兆数据链路模块传送到以太网接口；所述基于FPGA的高速视线跟踪方法适应的光照环境如下：在人眼的正前方设置屏幕，光源和高速图像传感器与人眼位于屏幕的同一侧，人眼、光源、高速图像传感器位于同一水平面上；所述FPGA中固化有CamShift算法逻辑模块，所述高速图像传感器传送的图像数据流通过CamShift算法逻辑模块计算后传送到以太网接口；所述图像信息的灰度像素数据传输到计算机端后，再使用接口软件转换成黑白的视频图像进行显示，并保存为预定的数据格式。