[發明專利]變形瞳孔定位方法、裝置以及設備

在審

• 申請號: 202110369394.8
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112926536A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 方益平;葉之金;雷琴輝;劉俊峰
• 申請（專利權）人: 科大訊飛股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 常小溪

本發明公開了一種變形瞳孔定位方法、裝置以及設備，本發明的構思在于先通過初步定位，鎖定眼動圖像中瞳孔的大致范圍，在此范圍基礎上，針對變形瞳孔定位具有較高的空間復雜度以及時間復雜度的特點，結合眼動圖像的像素灰度以及預設的差分進化策略，在初步定位結果中進行全局的進化式參數搜索，以加速得到瞳孔形狀參數的最優解。本發明能夠高效搜索到變形瞳孔在輸入的眼動圖像中的位置，特別是針對存在不均勻光斑、睫毛、頭發、眼瞼、眼鏡框等干擾因素情況，可以顯著提升瞳孔定位的速度及精度。

技術領域

本發明涉及視線跟蹤技術領域，尤其涉及一種變形瞳孔定位方法、裝置以及設備。

背景技術

在不同的視線跟蹤應用場景中，可能由于跟蹤設備的配制差異或者待測對象自身的變化，導致視線跟蹤的目標，也即是瞳孔在成像時存在一定變形，多數情況下，會由圓形瞳孔變為橢圓瞳孔，例如一些頭戴式視線跟蹤系統中的攝像頭一般是固定在頭部的上方，其距離待測對象的眼睛很近，也即是該視線跟蹤系統拍攝出來的眼動圖像的主要就是眼睛區域，所以當待測對象的眼球隨著注視點的變化而發生較大的轉動時，采集到的眼動圖像中的瞳孔將會呈現出橢圓形狀，由此，本領域中常規對于圓形瞳孔的定位方法不再適用此情況。

當前對于變形瞳孔的定位技術主要依賴于對圖像中變形瞳孔的邊緣點的精準提取該前提，也即是說目標邊緣點提取的好與壞將直接影響到瞳孔定位的精度。而且，在邊緣點提取提過程中需要站位于多維參數空間進行海量搜索，實現效率并不盡如人意，尤其是當面對存在干擾因素的眼動圖像時，例如眼部受到光斑、睫毛、眼瞼等遮擋，還會引入大量的干擾噪聲，使得對于變形瞳孔定位的實現復雜度增加，導致不僅求解搜索過程耗時明顯且還可以出現定位失敗等問題。

發明內容

鑒于上述，本發明旨在提供一種變形瞳孔定位方法、裝置以及設備，以及相應地提供了一種計算機數據存儲介質和計算機程序產品，主要解決現有變形瞳孔定位方案依賴瞳孔邊緣像素點的提取精度，導致搜索效率低下且易受干擾致使定位失敗的問題。

本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種變形瞳孔定位方法，其中包括：

對獲取的待測眼動圖像進行瞳孔初步定位，得到瞳孔參數的范圍；其中，所述瞳孔參數包括瞳孔的：中心橫坐標、中心縱坐標、長軸、長短軸比例以及偏轉角度；

在所述待測眼動圖像中獲取滿足所述瞳孔參數的像素點的灰度值；

根據所述灰度值以及預設的差分進化策略，對符合所述范圍內的全部像素點進行搜索并確定所述待測眼動圖像中瞳孔的目標位置。

在其中至少一種可能的實現方式中，所述根據所述灰度值以及預設的差分進化策略，對符合所述范圍內的全部像素點進行搜索包括：

基于預設的橢圓差分算子，對所述范圍內的全部像素點求取灰度差分值；

搜索到所述灰度差分值的極值，并根據差分極值確定目標瞳孔參數。

在其中至少一種可能的實現方式中，所述根據所述灰度值以及預設的差分進化策略，對符合所述范圍內的全部像素點進行搜索具體包括：

基于所述瞳孔參數的范圍構建參數種群，所述參數種群包含若干個參數個體；

對所述參數個體進行拓展；

結合拓展前后的參數個體以及所述橢圓差分算子，計算所述范圍內的全部像素點的灰度差分值；

比對拓展前后參數個體的計算結果，利用所述灰度差分值的極值所對應的參數個體更新所述參數種群，進化得到下一代參數種群；

按上述過程搜索瞳孔參數，直至滿足預設的進化條件，輸出目標瞳孔參數。

在其中至少一種可能的實現方式中，根據所述對所述參數個體進行拓展包括：