[发明专利]变形瞳孔定位方法、装置以及设备

说明书

本发明公开了一种变形瞳孔定位方法、装置以及设备，本发明的构思在于先通过初步定位，锁定眼动图像中瞳孔的大致范围，在此范围基础上，针对变形瞳孔定位具有较高的空间复杂度以及时间复杂度的特点，结合眼动图像的像素灰度以及预设的差分进化策略，在初步定位结果中进行全局的进化式参数搜索，以加速得到瞳孔形状参数的最优解。本发明能够高效搜索到变形瞳孔在输入的眼动图像中的位置，特别是针对存在不均匀光斑、睫毛、头发、眼睑、眼镜框等干扰因素情况，可以显著提升瞳孔定位的速度及精度。

技术领域

本发明涉及视线跟踪技术领域，尤其涉及一种变形瞳孔定位方法、装置以及设备。

背景技术

在不同的视线跟踪应用场景中，可能由于跟踪设备的配制差异或者待测对象自身的变化，导致视线跟踪的目标，也即是瞳孔在成像时存在一定变形，多数情况下，会由圆形瞳孔变为椭圆瞳孔，例如一些头戴式视线跟踪系统中的摄像头一般是固定在头部的上方，其距离待测对象的眼睛很近，也即是该视线跟踪系统拍摄出来的眼动图像的主要就是眼睛区域，所以当待测对象的眼球随着注视点的变化而发生较大的转动时，采集到的眼动图像中的瞳孔将会呈现出椭圆形状，由此，本领域中常规对于圆形瞳孔的定位方法不再适用此情况。

当前对于变形瞳孔的定位技术主要依赖于对图像中变形瞳孔的边缘点的精准提取该前提，也即是说目标边缘点提取的好与坏将直接影响到瞳孔定位的精度。而且，在边缘点提取提过程中需要站位于多维参数空间进行海量搜索，实现效率并不尽如人意，尤其是当面对存在干扰因素的眼动图像时，例如眼部受到光斑、睫毛、眼睑等遮挡，还会引入大量的干扰噪声，使得对于变形瞳孔定位的实现复杂度增加，导致不仅求解搜索过程耗时明显且还可以出现定位失败等问题。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种变形瞳孔定位方法、装置以及设备，以及相应地提供了一种计算机数据存储介质和计算机程序产品，主要解决现有变形瞳孔定位方案依赖瞳孔边缘像素点的提取精度，导致搜索效率低下且易受干扰致使定位失败的问题。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种变形瞳孔定位方法，其中包括：

对获取的待测眼动图像进行瞳孔初步定位，得到瞳孔参数的范围；其中，所述瞳孔参数包括瞳孔的：中心横坐标、中心纵坐标、长轴、长短轴比例以及偏转角度；

在所述待测眼动图像中获取满足所述瞳孔参数的像素点的灰度值；

根据所述灰度值以及预设的差分进化策略，对符合所述范围内的全部像素点进行搜索并确定所述待测眼动图像中瞳孔的目标位置。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述根据所述灰度值以及预设的差分进化策略，对符合所述范围内的全部像素点进行搜索包括：

基于预设的椭圆差分算子，对所述范围内的全部像素点求取灰度差分值；

搜索到所述灰度差分值的极值，并根据差分极值确定目标瞳孔参数。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述根据所述灰度值以及预设的差分进化策略，对符合所述范围内的全部像素点进行搜索具体包括：

基于所述瞳孔参数的范围构建参数种群，所述参数种群包含若干个参数个体；

对所述参数个体进行拓展；

结合拓展前后的参数个体以及所述椭圆差分算子，计算所述范围内的全部像素点的灰度差分值；

比对拓展前后参数个体的计算结果，利用所述灰度差分值的极值所对应的参数个体更新所述参数种群，进化得到下一代参数种群；

按上述过程搜索瞳孔参数，直至满足预设的进化条件，输出目标瞳孔参数。

在其中至少一种可能的实现方式中，根据所述对所述参数个体进行拓展包括：