[发明专利]基于三维球面泰勒展开的人眼视线跟踪方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于三维球面泰勒展开的人眼视线跟踪方法和装置，其中，方法包括：确定三维眼球模型的顶点与二维像素的对应关系；根据二维像素的灰度值计算对应的三维眼球模型的顶点的灰度值；根据三维眼球的顶点的灰度值获取三维眼球的顶点的球面灰度梯度；利用差异函数与差异函数的三维泰勒展开形式对二维像素的灰度值和眼球模型的顶点的灰度梯度进行计算，获取三维眼球模型的旋转变化量，以使三维眼球模型根据旋转变化量转动。由此，结合三维眼球模型实现实时人眼视线的准确跟踪，并且，可直接将三维眼球模型转动的结果添加到人脸的跟踪结果中，增加人脸模型动画的真实感。

主权项

1.一种基于三维球面泰勒展开的人眼视线跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：确定三维眼球模型的顶点与二维像素的对应关系；计算所述三维眼球模型的顶点的灰度值和与所述三维眼球模型的顶点对应的二维像素的灰度值；根据所述三维眼球模型的顶点的灰度值获取所述三维眼球模型的顶点的球面灰度梯度；利用差异函数与所述差异函数的三维泰勒展开形式对所述二维像素的灰度值和所述三维眼球模型的顶点的灰度梯度进行计算，获取所述三维眼球模型的旋转变化量，以使所述三维眼球模型根据所述旋转变化量转动，其中，所述差异函数为：T为三维眼球模型表面所有的可见顶点，C_k为顶点k的球面灰度，θ为方位角，为天顶角，为眼球转动方向的极坐标，I_k为顶点k对应的二维像素的灰度；所述差异函数的三维泰勒展开形式为：为眼球模型当前的转动位置，与为顶点k的球面灰度梯度，δθ和为所述三维眼球模型旋转的转动变量；所述根据所述三维眼球模型的顶点的灰度值获取所述三维眼球模型的顶点的球面灰度梯度，具体步骤为：根据所述三维眼球模型的顶点的灰度值，确定所述三维眼球模型的球面灰度值；根据所述三维眼球模型的球面灰度值，确定所述三维眼球模型的顶点的球面灰度梯度；其中，如果所述三维眼球模型的第一球面坐标中天顶角的值小于预设阈值，则确定所述第一球面坐标的灰度值为0；如果所述三维眼球模型的第二球面坐标中天顶角的值不小于所述预设阈值，则确定所述第二球面坐标的灰度值为1；将在所述三维眼球模型的球面的方位角方向两侧位置的球面灰度值之差确定为所述三维眼球模型的顶点沿方位角的灰度梯度；将在所述三维眼球模型的球面的天顶角方向两侧位置的球面灰度值之差确定为所述三维眼球模型的顶点沿天顶角的灰度梯度。