[发明专利]基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法

说明书

一种基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法，所述表情图像是一卡通角色三维模型，由用户当前面部动作实时生成，所述红外摄像头可以拍摄用户眼部图像，图像分割算法分割得到用户眼部图像中的人眼区域、虹膜区域和瞳孔区域，表情图像的眼部区域根据用户眼部图像数据实时生成。所述用户眼部图像数据包括眼睑开合度、人眼区域中虹膜位置、虹膜中瞳孔位置、虹膜形状、瞳孔形状、虹膜直径以及瞳孔直径。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法。

背景技术

现有技术中，为了达到虹膜采集时辅助交互的目的，虹膜图像采集界面可以直接显示摄像头采集的实时图像，另有一种辅助交互的方案是虹膜图像采集界面采用动画形象，目前在虹膜采集时显示动画形象的方案中，动画形象的眼部区域普遍直接将摄像头所采集的人眼图像填充进去，使虹膜图像采集界面不协调，降低用户体验。

现有技术中还有一种动画表情的生成方法，可以采集用户面部动作生成相应表情的三维动画模型，但现有技术中所述三维动画模型的眼部区域无视线方向瞳孔缩放的眼动特征，因此眼神不够生动。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法。

本发明通过以下步骤实现：所述基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法中的表情图像是一卡通角色三维模型，由用户当前面部动作实时生成，其特征在于，所述红外摄像头可以拍摄用户眼部图像，图像分割算法分割得到用户眼部图像中的人眼区域、虹膜区域和瞳孔区域，表情图像的眼部区域根据用户眼部图像数据实时生成。

本发明基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法的改进在于，所述用户眼部图像数据包括眼睑开合度、人眼区域中虹膜位置、虹膜中瞳孔位置、虹膜形状、瞳孔形状、虹膜直径以及瞳孔直径。

本发明基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法的进一步改进在于，所述眼睑开合度由人眼区域长宽比确定。

本发明基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法的进一步改进在于，所述虹膜位置的确定方法包括步骤：图像分割算法拟合得到用户眼部图像中的虹膜外圆，经过虹膜外圆的圆心确定水平和竖直两条直线，所述两条直线延伸至与人眼区域轮廓交点处截止；将水平直线与人眼区域轮廓左侧的交点和右侧的交点，竖直直线与人眼区域轮廓上部的交点和下部的交点，以及虹膜外圆的圆心，分别称为左交点、右交点、上交点、下交点和圆心，左交点与圆心的距离称作距离1，右交点与圆心的距离称作距离2，上交点与圆心的距离称作距离3，下交点与圆心的距离称作距离4，计算距离1与距离2的比例关系，距离3与距离4的比例关系，确定虹膜位置。

本发明基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法的进一步改进在于，所述虹膜位置的确定方法包括步骤：由人眼区域轮廓确定中心，以中心为原点，建立坐标系，坐标系与人眼区域轮廓左交点、右交点、上交点、下交点坐标分别为（X00,0）、（X01,0）、（0，Y00）、（0，Y01），图像分割算法拟合得到用户眼部图像中的虹膜外圆，确定虹膜外圆的圆心坐标（X0，Y0）；由表情图像的眼部区域轮廓确定中心，以中心为原点，建立坐标系，坐标系与表情图像的眼部区域轮廓左交点、右交点、上交点、下交点坐标分别为（X10,0）、（X11,0）、（0，Y10）、（0，Y11）；根据所述（X0，Y0）确定表情图像的眼部区域中虹膜中心（X1，Y1）。

本发明基于红外摄像头的表情图像眼部映射方法的进一步改进在于，所述表情图像的眼部区域中虹膜中心（X1，Y1）确定方法包括步骤，若（X0，Y0）位于第一象限，则X1=X0*X01/X11、Y1=Y0*Y00/Y10；若（X0，Y0）位于第二象限，则X1=X0*X00/X10、Y1=Y0*Y00/Y10；若（X0，Y0）位于第三象限，则X1= X0*X00/X10、Y1=Y0*Y01/Y11；若（X0，Y0）位于第四象限，则X1=X0*X01/X11、Y1=Y0*Y01/Y11。