[發明專利]瞳孔追蹤裝置

有效

• 申請號: 201210428613.6
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103793045A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 黃昱豪;高銘璨;李宜方;許恩峰;謝孟寰;陳念澤
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;南毅寧

技術領域

本發明是關于一種互動系統，特別是關于一種使用至少一主動光源作為定位基準點的瞳孔追蹤裝置。

背景技術

互動式控制機制能夠提供使用者更人性化的操控方式，因而已被廣泛的應用于各式多媒體系統，尤其可應用于包含顯示幕的圖像顯示系統。

使用能夠獲取圖像的遙控器作為互動式人機介面為一種常用的手段，而且所述遙控器可被制作成各式道具，例如球棒、球拍、球桿等。另一種互動式人機介面則是不需使用任何手持裝置來進行的，例如瞳孔追蹤裝置即可根據使用者視線方向的變化來進行互動式操作。

已知瞳孔追蹤裝置的問題在于容易受到環境光源的影響，例如圖1顯示人眼圖像9的示意圖，其包含瞳孔圖像Ip和環境光源圖像Io，當所述瞳孔圖像Ip與所述環境光源圖像Io相互重疊時，則可能出現無法正確定位所述瞳孔圖像Ip的情形，因而無法正確進行瞳孔追蹤。

有鑒于此，本發明還提出一種瞳孔追蹤裝置，其可排除環境光源的影響，借此提高瞳孔追蹤的正確性。

發明內容

本發明的目的在提供一種瞳孔追蹤裝置，其利用至少一主動光源朝眼球發光形成定位基準點。

本發明另一目的在提供一種適用于頭戴式配件的瞳孔追蹤裝置。

本發明提供一種瞳孔追蹤裝置，包含主動光源、圖像傳感器和控制處理單元。所述主動光源輪流以第一亮度和第二亮度朝眼球發光。所述圖像傳感器獲取相對所述第一亮度的第一亮度圖像和相對所述第二亮度的第二亮度圖像。所述控制處理單元用以將所述第一亮度圖像和所述第二亮度圖像中相對位置的最亮區域識別為主動光源圖像。

本發明還提供一種瞳孔追蹤裝置，包含主動光源、圖像傳感器和控制處理單元。所述主動光源輪流以第一亮度和第二亮度朝眼球發光。所述圖像傳感器獲取相對所述第一亮度的第一亮度圖像和相對所述第二亮度的第二亮度圖像。所述控制處理單元用以計算所述第一亮度圖像和所述第二亮度圖像的差分圖像并將所述差分圖像中最暗區域識別為主動光源圖像。

一實施例中，所述控制處理單元根據所述第一亮度圖像或所述第二亮度圖像識別瞳孔位置；其中，當所述第一亮度高于所述第二亮度時，所述控制處理單元將所述第一亮度圖像中最低灰階值周圍灰階值介于灰階值范圍的多個像素識別為瞳孔區域，并計算所述瞳孔區域的重心或中心以作為所述瞳孔位置。

一實施例中，瞳孔追蹤裝置另包含存儲單元用以存儲所述主動光源圖像與所述瞳孔位置相關的瞳孔坐標信息。所述控制處理單元可根據所述瞳孔坐標信息計算目前瞳孔坐標。

一實施例中，所述第一亮度圖像和所述第二亮度圖像可通過改變所述圖像傳感器的曝光時間和/或電路增益來實現，并不一定要改變所述主動光源的亮度。

本發明還提供一種瞳孔追蹤裝置，該裝置包含至少兩個主動光源、一圖像傳感器和一控制處理單元。所述至少兩主動光源輪流發光以照明眼球。所述圖像傳感器獲取相對不同的所述主動光源點亮的第一圖像幀和第二圖像幀。所述控制處理單元用以計算所述第一圖像幀和所述第二圖像幀的差分圖像并將所述差分圖像中最暗區域和最亮區域識別為主動光源圖像。

一實施例中，所述控制處理單元還根據所述第一圖像幀識別第一瞳孔區域并根據所述第二圖像幀識別第二瞳孔區域；并將所述第一瞳孔區域和所述第二瞳孔區域的聯集區域定義為輸出瞳孔區域。

一實施例中，所述瞳孔追蹤裝置包含四個主動光源，所述控制處理單元識別所述差分圖像中四個主動光源圖像并分別計算相對所述四個主動光源圖像的定位坐標。所述控制處理單元則可根據所述四個定位坐標計算所述眼球的眼球中心。

一實施例中，所述控制處理單元還根據所述第一圖像幀和所述第二圖像幀識別輸出瞳孔區域，并將所述眼球中心與所述輸出瞳孔區域的連線方向定義為視線方向。

本發明實施例的瞳孔追蹤裝置中，所述主動光源圖像是指所述主動光源在角膜（Cornea）上的反射圖像。

本發明實施例的瞳孔追蹤裝置中，所述主動光源圖像是用作為瞳孔追蹤的定位基準點，故瞳孔追蹤裝置較佳設置于頭戴式配件上，以固定所述眼球中所述主動光源圖像的位置。

本發明實施例的瞳孔追蹤裝置中，通過正確的識別主動光源圖像的位置以作為定位基準點并通過計算差分圖像以消除環境光源的影響，可有效提高瞳孔追蹤的精確度。

附圖說明

圖1顯示人眼圖像的示意圖；

圖2A顯示本發明實施例的瞳孔追蹤裝置的方塊示意圖。

圖2B顯示本發明實施例的瞳孔追蹤裝置中，瞳孔坐標信息的示意圖；

圖3A顯示本發明一實施例的瞳孔追蹤裝置的運作示意圖；