[发明专利]视线追踪方法及装置

权利要求书

1.利用至少一台图像捕捉装置以及至少一台计算处理器实施的一种视线追踪方法，包括下述步骤：

-探测与用户的至少一个眼睛虹膜中心和至少一个眼角相关联的用户的虹膜和眼角位置；

利用至少一个眼睛虹膜中心和相应的至少一个眼角相关联的用户的虹膜和眼角位置来确定一个与用户视线方向相关联的眼矢量；并且

通过将至少一个眼矢量映射到至少一个视线目标，确定应用于头部姿势估计模型的用户的至少一个初始视线点；

-将用户的至少一个初始视线点应用于头部姿势估计模型，在头部姿势估计模型应用中运行眼矢量，以用于对用户头部姿势造模，从而设计出用户的一个或多个最终视线点；

其中所述眼矢量用虹膜中心p_iris和眼角p_corner通过如下关系式定义：

Gaze_vector＝p_corner-p_iris；

所述头部姿势估计进一步包括一种嵌入到POSIT算法的自适应加权面部特征AWPOSIT算法，其中AWPOSIT算法在如下算法1中实施：

2.根据权利要求1所述的一种视线追踪方法，其中探测用户虹膜和眼角位置的步骤包括以下步骤：

-从用户的至少一幅捕捉的图像中探测并提取至少一个眼部区域；并且

-从至少一个眼部区域探测并提取至少一个眼睛虹膜中心以及相应的至少一个眼角，以确定至少一个眼矢量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中从至少一幅捕捉图像中探测并提取至少一个眼部区域的步骤进一步包括：

-利用一种局部敏感直方图方法，以应对至少一幅捕捉图像在照明上的差别；并且

-利用一种主动形状模型，以从经处理的至少一幅捕捉图像中提取面部特征。

4.根据权利要求2所述的方法，其中从至少一幅捕捉图像探测和提取至少一个眼睛虹膜中心和它相应的至少一个眼角的步骤进一步包括以下步骤：

-利用一种眼睛虹膜中心探测方法，该方法将至少一个眼部区域的强度能量和边界强度相结合以定位至少一个眼睛虹膜中心；

-利用一种眼角探测方法，该方法具有一个基于曲率尺度空间和模板匹配复检方法的多尺度眼角探测器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在如下算法2中实施：

算法2：视线追踪系统的伪代码

初始化：

-用ASM提取2D面部特征

-将3D正弦头部模型P_3D和头部姿势M初始化

-得到校准映射函数

通过全部帧追踪视线：

1：for t＝1 to全部帧

2：提取眼部区域

3：探测虹膜中心p_iris

4：探测眼睛内眼角p_corner

5：得到眼矢量：g＝p_corner-p_iris

6：通过映射函数得到数据视线点(u_x,u_y)

7：用LK光流追踪面部特征P_2D

8：得到特征权重w和头部姿势

M＝AWPOSIT(P_2D,P_3D,w,f)

9：得到位移(Δu_x,Δu_y)

10：得到最终视线点(s_x,s_y)

11：end for。

6.一种实施权利要求1所述方法的系统，其中用于探测至少一个眼睛虹膜中心和至少一个眼角的方法，以及用于头部姿势估计的加权自适应算法用计算机软件实施。

7.根据权利要求6所述的系统，其中计算机软件在跨越一个或多个通信网络的一个或多个计算平台上执行。

8.一种实施权利要求1所述方法的装置，其中用于探测至少一个眼睛虹膜中心和至少一个眼角的方法，以及用于头部姿势估计的加权自适应算法在硬件逻辑中实施。