一种注视点估计方法、系统、处理器及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种注视点估计方法及系统，该方法应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：获取从单相机捕捉的原始图像；采集原始图像的人眼特征信息，并基于人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；基于瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；利用预设距离因子，对初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量；根据目标PCR向量，计算获得注视点信息。在进行注视点估计的时候只应用了瞳孔光斑中心数据，解决了必须要两组光源才能做到注视点估计的问题，从而可以减少现有视线追踪设备的光源数量，实现了视线追踪设备的小型化和轻量化。

【技术实现步骤摘要】
一种注视点估计方法、系统、处理器及设备
本专利技术涉及信息处理
，特别是涉及一种注视点估计方法、系统、处理器及设备。
技术介绍
随着人机交互技术的发展，眼球追踪技术得到了广泛的应用。眼球追踪也称为视线追踪，是通过测量眼睛运动情况来估计眼睛的视线和/或注视点的技术。现有的视线追踪技术一般都是基于多光源单相机或者为多光源多相机的设定。光源一般分为两种：一种是光源与相机位置分离形成正常瞳孔脸图(也被称为暗瞳)，这种光源被称为暗瞳光源；另一种是光源与相机同轴的虹膜反射光线导致相机瞳孔发亮的脸图(也被称为亮瞳)，这种光源被称为亮瞳光源。使得现有技术达到视线追踪的目的，光源组合一般是多个暗瞳组合，或者多个暗瞳结合一个亮瞳，又或者一个暗瞳结合一个亮瞳。而两个光源之间的距离需要设置的相对较大，这就使得利用现有的视线追踪方法而产生的视线追踪设备的体积较大，无法满足用户需要的小型化和轻量化的目的。
技术实现思路
针对于上述问题，本专利技术提供一种注视点估计方法及系统，基于单光源的注视点估计，可以减少现有视线追踪设备的光源数量，实现了视线追踪设备的小型化和轻量化。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种注视点估计方法，该方法应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：获取从所述单相机捕捉的原始图像；采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；基于所述瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，所述PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；利用预设距离因子，对所述初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量，所述预设距离因子表征对所述初始PCR向量进行归一化处理的归一化参数；根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息。可选地，所述两眼的瞳孔光斑中心数据包括瞳孔图像坐标和光斑图像坐标，所述采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据，包括：采集所述原始图像的人眼特征信息；根据所述人眼特征信息，获取两眼的瞳孔图像特征和光斑图像特征；根据所述瞳孔图像特征，计算获得瞳孔图像坐标；根据所述光斑图像特征，计算获得光斑图像坐标。可选地，所述预设距离因子表征距离参数的函数，其中，所述距离参数包括两眼瞳孔的间距、两眼光斑间距或者两眼制定特征点之间的距离。可选地，所述获取从所述单相机捕捉原始图像包括根据设定的曝光增益获取从所述单相机捕捉的原始图像，该方法还包括：根据所述原始图像，计算瞳孔区域的平均灰度值；依据所述平均灰度值，判断是否对所述设定的曝光增益进行调整，是的获取的原始图像满足光斑查找条件。可选地，所述根据所述平均灰度值，判断是否对所述设定的曝光增益进行调整，包括：判断所述平均灰度值是否超过预设灰度阈值，如果是，则调整所述设定的曝光增益。可选地，该方法还包括：调整所述设定的曝光增益，获得目标曝光增益；根据所述目标曝光增益控制所述单相机进行图像采集，使得获取的原始图像满足所述目标曝光增益。可选地，所述根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息，包括：根据预设映射关系和所述目标PCR向量，计算获得注视点信息，其中，所述预设映射关系表征PCR向量与注视点和/或注视方向的映射关系。一种注视点估计系统，该系统应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：获取单元，用于获取从所述单相机捕捉的原始图像；第一计算单元，用于采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；第二计算单元，用于基于所述瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，所述PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；归一化单元，用于利用预设距离因子，对所述初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量，所述预设距离因子表征对所述初始PCR向量进行归一化处理的归一化参数；第三计算单元，用于根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息。可选地，所述第一计算单元包括：采集子单元，用于采集所述原始图像的人眼特征信息；获取子单元，用于根据所述人眼特征信息，获取两眼的瞳孔图像特征和光斑图像特征；第一计算子单元，用于根据所述瞳孔图像特征，计算获得瞳孔图像坐标；第二计算子单元，用于根据所述光斑图像特征，计算获得光斑图像坐标；所述两眼的瞳孔光斑中心数据包括瞳孔图像坐标和光斑图像坐标。可选地，所述获取单元具体用于根据设定的曝光增益获取从所述单相机捕捉的原始图像，该系统还包括：灰度值计算单元，用于根据所述原始图像，计算瞳孔区域的平均灰度值；判断单元，用于依据所述平均灰度值，判断是否对所述设定的曝光增益进行调整，是的获取的原始图像满足光斑查找条件；其中，所述判断单元具体用于：判断所述平均灰度值是否超过预设灰度阈值，如果是，则调整所述设定的曝光增益；该系统还包括：调整单元，用于调整所述设定的曝光增益，获得目标曝光增益；重新采集单元，用于根据所述目标曝光增益控制所述单相机进行图像采集，使得获取的原始图像满足所述目标曝光增益。所述第三计算单元具体用于；根据预设映射关系和所述目标PCR向量，计算获得注视点信息，其中，所述预设映射关系表征PCR向量与注视点和/或注视方向的映射关系。一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行如上述所述的注视点估计方法。一种设备，所述设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时至少实现：获取从所述单相机捕捉的原始图像；采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；基于所述瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，所述PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；利用预设距离因子，对所述初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量，所述预设距离因子表征对所述初始PCR向量进行归一化处理的归一化参数；根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息。相较于现有技术，本专利技术提供了一种注视点估计方法、系统、处理器及设备，在该注视点估计过程中通过获得瞳孔光斑中心数据，并基于瞳孔光斑中心数据计算和进行归一化处理后，获得目标PCR向量，通过该目标PCR向量计算获得注视点信息。该注视点估计方法在进行注视点估计的时候只应用了瞳孔光斑中心数据，即仅用一个光斑和瞳孔位置信息就能估计出人眼与相机的距离信息，无需使用一个眼睛中的两个光斑信息，因此解决了必须要两组光源才能做到注视点估计的问题，从而可以减少现有视线追踪设备的光源数量，实现了视线追踪设备的小型化和轻量化。名词解释：PCR(PupilCornealReflection)即瞳孔-角膜反射法，是光学记录法的一种。...

【技术保护点】
1.一种注视点估计方法，其特征在于，该方法应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：/n获取从所述单相机捕捉的原始图像；/n采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；/n基于所述瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，所述PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；/n利用预设距离因子，对所述初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量，所述预设距离因子表征对所述初始PCR向量进行归一化处理的归一化参数；/n根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种注视点估计方法，其特征在于，该方法应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：
获取从所述单相机捕捉的原始图像；
采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据；
基于所述瞳孔光斑中心数据，计算获得初始PCR向量，所述PCR向量表征光斑中心指向瞳孔中心的向量；
利用预设距离因子，对所述初始PCR向量进行归一化处理，获得目标PCR向量，所述预设距离因子表征对所述初始PCR向量进行归一化处理的归一化参数；
根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两眼的瞳孔光斑中心数据包括瞳孔图像坐标和光斑图像坐标，所述采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔光斑中心数据，包括：
采集所述原始图像的人眼特征信息；
根据所述人眼特征信息，获取两眼的瞳孔图像特征和光斑图像特征；
根据所述瞳孔图像特征，计算获得瞳孔图像坐标；
根据所述光斑图像特征，计算获得光斑图像坐标。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设距离因子表征距离参数的函数，其中，所述距离参数包括两眼瞳孔的间距、两眼光斑间距或者两眼指定特征点之间的距离。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取从所述单相机捕捉的原始图像包括根据设定的曝光增益获取从所述单相机捕捉的原始图像，该方法还包括：
根据所述原始图像，计算瞳孔区域的平均灰度值；
依据所述平均灰度值，判断是否对所述设定的曝光增益进行调整，使得获取的原始图像满足光斑查找条件。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述平均灰度值，判断是否对所述设定的曝光增益进行调整，包括：
判断所述平均灰度值是否超过预设灰度阈值，如果是，则调整所述设定的曝光增益。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
调整所述设定的曝光增益，获得目标曝光增益；
根据所述目标曝光增益控制所述单相机进行图像采集，使得获取的原始图像满足所述目标曝光增益。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标PCR向量，计算获得注视点信息，包括：
根据预设映射关系和所述目标PCR向量，计算获得注视点信息，其中，所述预设映射关系表征PCR向量与注视点和/或注视方向的映射关系。


8.一种注视点估计系统，其特征在于，该系统应用于具有设置有单相机和单同轴光源的视线追踪设备，包括：
获取单元，用于获取从所述单相机捕捉的原始图像；
第一计算单元，用于采集所述原始图像的人眼特征信息，并基于所述人眼特征信息，计算两眼的瞳孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云飞，
申请(专利权)人：北京七鑫易维信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11