[发明专利]瞳孔追踪系统及其方法

说明书

一种瞳孔追踪系统及其方法，该方法包含：(a)利用一摄影单元取得一眼部影像；(b)定位所述眼部影像上的一瞳孔位置；(c)依据该瞳孔位置，将所述眼部影像中的一巩膜划分成若干个巩膜区域；(d)依据所述巩膜区域的面积比例，获得一原始坐标位置；(e)将所述原始坐标位置转换成对应于一荧幕坐标上的目标位置。本发明实施例可由划分巩膜的区域，精确判断瞳孔与巩膜间的相对位置关系，由此对应计算出使用者的注视方向；同时本发明由瞳孔与巩膜间高反差的特性，可透过简易的配备即可判断使用者的注视方向，于实施上可降低硬体设备可能产生的成本。

技术领域

本发明关于一种瞳孔追踪系统，尤指一种以巩膜比例取得使用者注视方向的瞳孔追踪系统。

背景技术

人眼追踪(Eye tracking)技术常见应用于操控电脑，可发展作为渐冻人或肢体不便的人士透过电脑与外界沟通的辅具，或是心理研究的工具。此外，眼动追踪技术亦大幅应用于各种领域，例如神经科学、心理学、工业工程、人因工程、行销广告、电脑科学等。

此技术是指追踪眼球的移动，得到眼球位置坐标或移动轨迹，并据以对电脑产生某种预设的控制指令。因此这方面技术首先必须能精准地侦测到眼球的移动，接着另一重点是必须能准确地转换成电脑产生控制指令所需的资料，例如将眼球位置转换对应成电脑显示荧幕上的游标位置，否则将导致下错控制指令。

目前人眼追踪(Eye tracking)技术以是否与人眼接触区分为接触式及非接触式，接触式人眼追踪技术可区分为搜寻线圈法及眼电图法，非接触式人眼追踪技术主要是以视觉辨识为基础(Vision based)，可区分为头戴式(Head－mount)或免头戴式(Free－head)。

在接触式人眼追踪技术方面，搜寻线圈法(Search coil)是让使用者配戴具有感应线圈的软式镜片，当使用者转动眼球进而带动镜片时，感应线圈会因为磁通量变化产生感应电动势，此电动势大小即代表眼球偏转的角度，但是此方法的缺点在于容易受到使用者眼球状况的影响，如眼部的分泌物等，且软式镜片是双层结构，会影响使用者的视力；至于眼电图(EOG)法，则是在眼部周围贴附复数电极，并利用该等电极侦测眼球转动所产生的电压差来判断其上下左右的角度，缺点是脸部贴附电极的皮肤电阻容易因为角质分泌使得取得的电讯号不稳定，且仅能记录眼球的巨转向而无法记录较微小的角度变化。

在头戴式人眼追踪技术方面，使用者必须配戴一附有小型摄影机之眼镜，由于眼部及摄影机的相对距离固定，如此就不会因为脸部偏移或眼部的相对距离变化导致判断不准确，因而在使用者使用时就必须将眼镜固定于头部，由此固定小型摄影机与眼睛的相对位置，对使用者而言不但不方便也不舒适。

免头戴式人眼追踪技术方面，国外有配合荧幕及双CCD摄影机的眼部追踪器(Eyetrackers)，国内较有名的则有林宸生等人的相关研究。然而，目前所知的免头戴式人眼追踪技术系采用较复杂的运算，且免头戴式人眼追踪技术须克服使用者头部移动造成误差的问题。另外，双CCD摄影机的眼部追踪器虽然可以对指标精确定位，但是造价十分昂贵，且需采用两个CCD摄影机。

由前述可知，无论接触式或非接触式的眼控技术在实施时，都需要精准的定位才具有实用性；然而，精准的定位还需搭配昂贵的软硬体设备，如此一来，使眼控技术无法普及化让一般大众也能使用。

发明内容

为了满足上述需求，本发明的揭露内容提供以下实施例。

在本发明的一或更多实施例中，提供一种瞳孔追踪方法，该方法包含：(a)利用一摄影单元取得一眼部影像；(b)定位该眼部影像上的一瞳孔位置；(c)依据该瞳孔位置，将该眼部影像中的巩膜划分成若干个巩膜区域；(d)依据若干个该巩膜区域的面积比例，获得一原始坐标位置；(e)将该原始坐标位置转换成对应于一荧幕坐标上的一目标位置。