[發(fā)明專利]瞳孔定位方法及系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910006769.3
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN101807110A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 趙新民
• 申請（專利權）人: 由田新技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 丁惠敏

技術領域

本發(fā)明涉及一種瞳孔定位方法及系統，特別是涉及一種可用眼睛控制計算 機的瞳孔定位方法及系統。

背景技術

目前人眼追蹤(Eye?tracking)技術以是否與人眼接觸區(qū)分為接觸式及非接觸 式，接觸式人眼追蹤技術可區(qū)分為搜尋線圈法及眼電圖法，非接觸式人眼追蹤 技術主要是以視覺辨識為基礎(Vision?based)，可區(qū)分為頭戴式(Head-mount)或 免頭戴式(Free-head)。

在接觸式人眼追蹤技術方面，搜尋線圈法(Search?coil)是讓使用者配戴具有 感應線圈的軟式鏡片，當使用者轉動眼球進而帶動鏡片時，感應線圈會因為磁 通量變化產生感應電動勢，此電動勢大小即代表眼球偏轉的角度，但是此方法 的缺點在于容易受到使用者眼球狀況的影響，如眼部的分泌物等，且軟式鏡片 是雙層結構，會影響使用者的視力；至于眼電圖(EOG)法，則是在眼部周圍貼 附多數電極，并利用所述電極偵測眼球轉動所產生的電壓差來判斷其上下左右 的角度，缺點是臉部貼附電極的皮膚電阻容易因為角質分泌使得取得的電訊號 不穩(wěn)定，且僅能記錄眼球的巨轉向而無法記錄較微小的角度變化。

在頭戴式人眼追蹤技術方面，使用者必須配戴一附有小型攝影機的眼鏡， 由于眼部及攝影機的相對距離固定，如此就不會因為臉部偏移或眼部的相對距 離變化導致判斷不準確，因而在使用者使用時就必須將眼鏡固定于頭部借此固 定小型攝影機與眼睛的相對位置，對使用者而言不但不方便也不舒適。

免頭戴式人眼追蹤技術方面，國外有配合屏幕及雙CCD攝影機的眼部追 蹤器(Eye?trackers)，臺灣較有名的則有林宸生等人使用屏幕及單CCD攝影機的 相關研究。然而，前述的免頭戴式人眼追蹤技術采用較復雜的運算，另外，雙 CCD攝影機的眼部追蹤器雖然可以對指標精確定位，??但是造價十分昂貴，且 需要采用兩個CCD攝影機。

以往眼控技術的缺失是：無論接觸式或非接觸式在實施時，由于需要精準 的定位，而精準定位需搭配昂貴的軟硬件設備，如此一來，使眼控技術無法普 及化讓一般大眾也能使用。

發(fā)明內容

為了克服現有的眼控技術需昂貴設備才有高精確度的問題，本發(fā)明提供一 種能只需程序判斷就能準確定位的瞳孔定位方法。

于是，本發(fā)明瞳孔定位方法解決其技術問題所采用的技術方案是利用一種 可由程序軟件實現的瞳孔定位方法，所述方法是在一使用者注視一屏幕時，擷 取使用者的眼部影像，并利用眼部影像定位出一瞳孔中心及一反光點；以瞳孔 中心至反光點的距離界定出一距離值，并以瞳孔中心位置界定一基準線配合反 光點相對于瞳孔中心的一向量界定出一角度值；利用觀看不同位置的距離值及 角度值得到的一角度-距離分布圖后，以觀看任一位置的距離值及角度值依據一 預定方式在角度-距離分布圖對應得到一坐標點，借此換算觀看屏幕任一點時對 應于屏幕的位置，最后定位出使用者觀看屏幕的位置。使用者只需安裝本發(fā)明 方法的計算機程序軟件進行判別，就能達到高精確度的目的。

為了克服現有的眼控技術需昂貴設備的問題，本發(fā)明提供一種能只需簡單 設備就能準確定位的瞳孔定位系統。

于是，本發(fā)明瞳孔定位系統解決其技術問題所采用的技術方案是包括一發(fā) 射一光束照射一使用者眼部的光源、一擷取使用者的眼部影像的攝影機及一運 算模塊；運算模塊具有一特征定位單元、一距離-角度處理單元及一坐標換算單 元。

特征定位單元取得眼部影像并定位出一瞳孔中心及一反光點；距離-角度處 理單元以瞳孔中心至反光點的距離界定出一距離值，并以瞳孔中心位置界定一 基準線配合反光點相對于瞳孔中心的一向量界定出一角度值；坐標換算單元利 用觀看不同位置的距離值及角度值得到的一角度-距離分布圖后，以觀看任一位 置的距離值及角度值依據一預定方式在角度-距離分布圖對應得到一坐標點，借 此換算觀看屏幕任一點時對應于屏幕的位置。

借此，使用者只需具備前述的光源、攝影機及運算模塊，無須其它昂貴的 設備，因此能達到降低硬件成本的目的。

本發(fā)明整體的有益效果在于：無須在人體佩帶額外裝備而能降低成本，并 利用觀看不同位置的得到的角度-距離分布圖來換算觀看屏幕任一點時對應于 屏幕的位置，因此無須復雜計算而能對定位功能更為準確且有效的控制。

附圖說明

圖1是一示意圖，說明本發(fā)明瞳孔定位系統的較佳實施例；