[發明專利]一種人眼定位、人眼區域定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201410258718.0
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104050448A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 劉治;宿方琪;張海霞;朱珂;劉衛東;安慧中
• 申請（專利權）人: 青島海信信芯科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及數字圖像處理及模式識別領域，尤其涉及一種人眼定位、人眼區域定位方法及裝置。

背景技術

人臉檢測和面部特征點定位是當前計算機視覺領域中最具挑戰性的研究課題之一。人臉臉部特征的位置信息既可以在人臉檢測中用于定位人臉、驗證人臉檢測結果，也可以在人臉識別中用于對齊人臉，或作為識別的依據之一。人眼作為人臉最顯著的特征，與嘴、鼻子相比較，能夠提供更為可靠的信息，因此人眼檢測和瞳孔定位是人臉識別領域的重要組成部分。

從人臉圖像中檢測出人眼位置并精確定位瞳孔(也就是眼球中心)，是一個復雜的過程。由于受到光照，表情、遮擋等因素的影響，特別是在距離較遠的情況下，人眼與眉毛具有很大的相似度，因此目前人眼檢測與定位仍充滿著很多挑戰。目前人眼定位的主要方法有基于學習，基于模板匹配，基于特征的方法。目前用于檢測及定位人眼的主流方法是：基于類哈爾(Haar)特征構建級聯分類器。基于Haar特征構建級聯分類器來檢測及定位人眼的方法對于近距離、高分辨率的人眼圖像具有很好的定位效果，但是對于低分辨率(50*50)的人眼圖像則無法定位人眼位置。另外，在眼鏡及眉毛的干擾下，人眼區域定位的魯棒性較差。

發明內容

本發明提供一種人眼定位方法及裝置，用于解決現有技術中存在的無法對低分辨率下的人臉圖像無法定位人眼的問題。本發明還提供了一種人眼區域定位方法及裝置，用于解決現有技術中存在的在眼鏡及眉毛的干擾下，人眼區域定位的魯棒性較差的問題。

本發明提供了一種人眼定位方法，該方法包括：

確定人臉灰度圖像的左眼區域和右眼區域；

獲取左眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影，右眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影；

根據左眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影，確定左眼眼球中心在左眼區域中的位置，根據右眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影，水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影，確定右眼眼球中心在右眼區域中的位置。

由于申請人在研究中發現，人眼部位的橫向及縱向的梯度分布及橫向縱向的灰度分布均具有一定的規律，該規律為：在人眼眼球位置的橫向及縱向的梯度值相對于其它位置較大，橫向及縱向的灰度值相對于其它位置較小。針對低分辨率下的人臉圖像該規律同樣存在。因此，利用本發明提供的方法，將水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影結合來確定眼球中心的位置，對于低分辨率的人臉圖像中的人眼定位具有很好的效果。

基于與上述人眼定位方法的同樣的發明構思，本發明還提供一種人眼定位裝置，該裝置包括：

第一確定單元，用于確定人臉灰度圖像的左眼區域和右眼區域；

獲取單元，用于獲取左眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影、垂直梯度積分投影，右眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影、垂直梯度積分投影；

第二確定單元，用于根據左眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影、垂直梯度積分投影，確定左眼眼球中心在左眼區域中的位置，根據右眼區域的水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影，水平梯度積分投影、垂直梯度積分投影，確定右眼眼球中心在右眼區域中的位置。

由于申請人在研究中發現，人眼部位的橫向及縱向的梯度分布及橫向縱向的灰度分布均具有一定的規律，該規律為：在人眼眼球位置的橫向及縱向的梯度值相對于其它位置較大，橫向及縱向的灰度值相對于其它位置較小。針對低分辨率下的人臉圖像該規律同樣存在。因此，利用本發明提供的方法，將水平灰度積分投影、垂直灰度積分投影、水平梯度積分投影和垂直梯度積分投影結合來確定眼球中心的位置，對于低分辨率的人臉圖像中的人眼定位具有很好的效果。

本發明還提供了一種人眼區域定位方法，該方法包括：

確定人臉灰度圖像中的人眼候選區域；

在人眼候選區域中使用預先訓練的模板庫中各個雙眼模板進行匹配，確定人眼區域，雙眼模板是在對人眼樣本圖像提取主要特征后形成的。

利用上述方法利用提取主要特征后形成的模板進行匹配，該主要特征為人眼區域的主要特征，從而確定人眼區域，能夠很好消除眼鏡和眉毛的對人眼區域定位的干擾，定位的人眼區域效果更佳。

基于與上述人眼區域定位方法同樣的發明構思，本發明還提供了一種人眼區域定位裝置，該裝置包括：

第一確定單元，用于確定人臉灰度圖像中的人眼候選區域；