[發(fā)明專利]一種改進的積分投影法的人眼定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010750592.4
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111860423A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱建鴻;徐立杰
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/40;G06K9/34
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發(fā)明公開了一種改進的積分投影法的人眼定位方法，屬于人眼定位領(lǐng)域。本發(fā)明在人眼初定位時，針對積分投影法對二值化的人臉圖像進行水平投影后易將眼睛和眉毛混淆的問題，對行梯度圖進行水平投影，過濾掉眉毛，突出人眼位置；在人眼最終定位時，針對積分投影法對二值化的人眼初定位圖像進行垂直投影后無法獲取精準的人眼中心的問題，對經(jīng)過高斯濾波后的初定位人眼原圖進行垂直投影，分割出左眼和右眼，根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的尺寸來獲取精準的人眼中心點。本發(fā)明通過改進的積分投影法能夠準確區(qū)分眼睛和眉毛，并且得到了精準的人眼中心點，相比于傳統(tǒng)積分投影法能夠獲得更好的檢測效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人眼定位領(lǐng)域，具體涉及一種改進的積分投影法的人眼定位方法。

背景技術(shù)

人眼定位在計算機視覺領(lǐng)域占有重要的地位，在人臉識別、疲勞檢測等方面有著極其廣泛的應(yīng)用。人眼定位是指在人臉范圍內(nèi),檢測出人眼在人臉中的準確位置,屬于目標檢測的范疇。

目前，比較流行的人眼定位算法主要包括區(qū)域分割法、統(tǒng)計學(xué)習(xí)法、積分投影法等。積分投影法對人臉圖像進行人眼定位時，大致分為兩步：(1)人眼初定位：首先對圖像進行二值化處理，然后對二值化圖像進行水平方向的積分投影，最后根據(jù)波谷的分布信息來分割出一對眼睛；(2)人眼最終定位：對分割出的眼睛圖像先進行二值化，再進行垂直方向的積分投影，根據(jù)波谷的分布信息獲取虹膜中心所對應(yīng)的列，從而定位虹膜中心。積分投影法的計算量小，但由于眉毛中心所在行的灰度和與眼睛中心所在行的灰度和近似相同，當(dāng)出現(xiàn)光照不均勻的情況時，很難從二值化人臉圖像中辨別眼睛和眉毛，故該方法定位的準確率不高；另外，該方法可以得到虹膜中心，但眼睛的中心往往不是虹膜的中心，這是因為虹膜的位置會隨著視線方向的改變而改變，所以該方法無法得到精確的眼睛中心點。

荔小虎等(荔小虎，唐晶磊.基于膚色匹配和積分投影結(jié)合的人眼定位方法研究[J].計算機應(yīng)用，2018，12：59-61.)提出積分投影法來定位人眼。首先通過膚色匹配檢測出人臉，然后利用積分投影法來獲取虹膜中心點。這種方法雖然計算速度快，但是在光照較弱的情況下易將眼睛和眉毛混淆并且在光照均勻的情況下得不到精準的人眼中心點。

李德武等(李德武，舒小華，方盛，楊順波.基于積分投影與區(qū)域生長的人眼定位方法[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，32(1)：88-92.)提出積分投影法和區(qū)域生長法結(jié)合來定位人眼。首先通過積分投影法對人眼進行了初定位，然后采用區(qū)域生長法分割出虹膜，進而得到虹膜中心點。此方法雖然減少了光照帶來的影響，但是虹膜的分割易受眉毛影響，并且最終得到的人眼中心點并不準確。

發(fā)明內(nèi)容

[技術(shù)問題]

現(xiàn)有人眼定位技術(shù)難以辨別眼睛和眉毛且得不到精準的人眼中心。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明提供一種改進的積分投影法的人眼定位方法，包括：

S1選擇兩個方向相反且長度相同的一維梯度算子分別對人臉圖像做卷積運算，分別獲得經(jīng)卷積后的圖像；

S2將兩個經(jīng)卷積后的圖像相加得到行梯度圖；

S3對行梯度圖進行水平積分投影，得到行梯度水平投影函數(shù)，獲取行梯度水平投影函數(shù)的最大值；

S4將行梯度水平投影函數(shù)的最大值位置所對應(yīng)的行作為人眼中心的水平位置，從最大值位置開始分別向前、后兩個方向?qū)ふ倚刑荻人酵队昂瘮?shù)的值為最大值1/2的位置，將這兩個位置所對應(yīng)的行作為人眼區(qū)域的上、下兩條邊界，得到人眼的初定位圖像，并采用高斯濾波對圖像抑制噪聲；

S5對抑制噪聲后的人眼圖像進行垂直積分投影得到垂直投影曲線，以垂直投影曲線的極值點所對應(yīng)的列為邊界，在人眼圖像上分割出左眼和右眼；

S6根據(jù)分割出的左眼圖像和右眼圖像的尺寸來確定左眼和右眼的中心點坐標。