眼球偵測(cè)裝置、瞳孔偵測(cè)方法與虹膜辨識(shí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種眼球偵測(cè)裝置，且特別是有關(guān)于藉由眼球偵測(cè)裝置的進(jìn)行眼球追蹤的偵測(cè)方法與虹膜辨識(shí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的眼球偵測(cè)裝置可用以偵測(cè)眼球運(yùn)動(dòng)方向，或是能進(jìn)行虹膜邊界辨識(shí)。大部分的眼球偵測(cè)裝置利用瞳孔隨視線的改變而移動(dòng)位置的特性，來(lái)偵測(cè)眼球注視的方向。
[0003]一般而言，公知眼球偵測(cè)裝置大部分是利用入射光投射于眼球上所形成的亮點(diǎn)(glint)來(lái)偵測(cè)眼球注視的方向，而公知眼球偵測(cè)裝置通常是將亮點(diǎn)作為眼球的定位的參考點(diǎn)。
[0004]詳細(xì)而言，在擷取眼球的影像之后，公知眼球偵測(cè)裝置會(huì)從眼球的角膜(Cornea)的影像辨識(shí)出瞳孔與亮點(diǎn)。在辨識(shí)瞳孔的過(guò)程中，會(huì)掃描整張眼球影像，藉由分析整張眼球影像的灰度值(gray scale value)分布而辨識(shí)瞳孔與亮點(diǎn)。之后，眼球偵測(cè)裝置會(huì)進(jìn)一步地得到瞳孔與亮點(diǎn)之間的相對(duì)位置，并據(jù)此相對(duì)位置來(lái)判別眼球所注視的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可較快地辨識(shí)出瞳孔的眼球偵測(cè)裝置。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種不需透過(guò)判斷整張第一眼球影像或者第二眼球影像的灰度值分布以獲得瞳孔的位置的偵測(cè)瞳孔方法與辨識(shí)虹膜方法。
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供一種加速虹膜影像的邊界搜尋速度的虹膜辨識(shí)方法。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供一種眼球偵測(cè)裝置，其透過(guò)眼球上的至少一個(gè)亮點(diǎn)的分布位置據(jù)以判斷瞳孔的位置。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供一種眼球偵測(cè)裝置，所述眼球偵測(cè)裝置包括光學(xué)組件、影像傳感器以及運(yùn)算單元。光學(xué)組件提供多個(gè)入射光至眼球并在眼球形成多個(gè)亮點(diǎn)，而至少部分亮點(diǎn)位于該眼球的瞳孔的附近。影像傳感器，用于擷取該眼球的影像，而眼球的影像包括這些亮點(diǎn)。運(yùn)算單元分析眼球的影像的灰度值，并且透過(guò)眼球的影像的灰度值獲得這些亮點(diǎn)的分布位置，由這些亮點(diǎn)的分布位置據(jù)以判斷瞳孔的位置。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供一種偵測(cè)瞳孔的方法，其透過(guò)所形成一或多個(gè)亮點(diǎn)的分布位置據(jù)以判斷瞳孔的位置。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供一種偵測(cè)瞳孔的方法，所述偵測(cè)方法包括提供一或多道入射光入射至眼球并在眼球形成一或多個(gè)第一亮點(diǎn)，而至少部分第一亮點(diǎn)位于瞳孔的附近。從眼球擷取第一眼球影像，而第一眼球影像包括多個(gè)第一亮點(diǎn)以及瞳孔的影像。分析第一眼球影像的灰度值以獲得這些第一亮點(diǎn)的分布位置。透過(guò)這些第一亮點(diǎn)的分布位置據(jù)以判斷瞳孔的位置。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供一種辨識(shí)虹膜的方法，其能判斷眼球位移時(shí)虹膜影像的形變量。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種辨識(shí)虹膜的方法，所述辨識(shí)虹膜的方法包括當(dāng)眼球位于一參考位置時(shí)，發(fā)出多道多個(gè)入射光入射至眼球，以在該眼球的瞳孔的附近形成第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)以作為眼球位于參考位置的標(biāo)記，其中第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的位置與這些入射光發(fā)射處的位置相對(duì)應(yīng)。當(dāng)眼球從參考位置活動(dòng)至一測(cè)量位置時(shí)，這些入射光于眼球形成第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)，而第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)位于眼球的瞳孔的附近。擷取眼球的眼球影像，眼球影像包括這些亮點(diǎn)以及虹膜影像。分析眼球影像的灰度值以獲得第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三亮測(cè)量點(diǎn)的位置。計(jì)算第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)的位置相對(duì)于第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的位置所產(chǎn)生的位移量，據(jù)以獲得眼球位于測(cè)量位置時(shí)的虹膜影像相對(duì)于眼球位于參考位置時(shí)的虹膜影像的形變量。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供一種辨識(shí)虹膜的方法，其能判斷出虹膜影像的分辨率變化量。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種辨識(shí)虹膜的方法，所述辨識(shí)虹膜的方法包括提供多個(gè)入射光入射至眼球。設(shè)定第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)以作為眼球位于參考位置的標(biāo)記，其中第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的位置與這些入射光發(fā)射處的位置相對(duì)應(yīng)。這些入射光于眼球形成第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)，而第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)位于眼球的瞳孔的附近，其中第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)的位置與第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的位置相對(duì)應(yīng)。擷取眼球的眼球影像，眼球影像包括這些亮點(diǎn)以及虹膜影像。分析眼球影像的灰度值以獲得第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三亮測(cè)量點(diǎn)的位置。計(jì)算第一測(cè)量亮點(diǎn)以及第二測(cè)量亮點(diǎn)的間距相對(duì)于第一參考點(diǎn)以及第二參考點(diǎn)的間距的變化，以及計(jì)算該第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)的間距相對(duì)于第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的間距的變化，據(jù)以獲得眼球位于參考位置時(shí)的虹膜影像所產(chǎn)生的分辨率變化量。
[0016]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供眼球偵測(cè)裝置以及眼球(如瞳孔與虹膜)的偵測(cè)與辨識(shí)方法。所述眼球偵測(cè)裝置包括光學(xué)組件、影像傳感器以及運(yùn)算單元。所述眼球追蹤的偵測(cè)方法藉由運(yùn)算單元可以判斷第一眼球影像中的亮點(diǎn)附近的周邊區(qū)域的灰度值分布，從而獲得瞳孔的位置。因此，運(yùn)算單元不需透過(guò)判斷整張第一眼球影像的灰度值分布以獲得瞳孔的位置。相較公知技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置可較快地辨識(shí)出瞳孔。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供眼球偵測(cè)裝置以及眼球追蹤的偵測(cè)方法，所述眼球偵測(cè)裝置包括光學(xué)組件、影像傳感器、運(yùn)算單元以及控制單元。藉由控制單元于不同的時(shí)間點(diǎn)控制不同的入射光入射的位置，從而能調(diào)整不同時(shí)間點(diǎn)的眼球影像中的亮點(diǎn)位置，進(jìn)而經(jīng)由影像相減步驟后能透過(guò)灰度值以及特殊圖案而更加確認(rèn)亮點(diǎn)位置，幫助降低尋找錯(cuò)誤亮點(diǎn)位置的機(jī)率。運(yùn)算單元可以僅判斷差值影像中的亮點(diǎn)的分布位置附近的周邊區(qū)域的灰度值分布，從而能得以加速獲得瞳孔Pl的位置。相較公知技術(shù)而言，運(yùn)算單元不需透過(guò)判斷整張第一眼球影像或者第二眼球影像的灰度值分布以獲得瞳孔的位置。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供辨識(shí)虹膜的方法，所述辨識(shí)虹膜的方法藉由運(yùn)算單元計(jì)算出第一測(cè)量亮點(diǎn)、第二測(cè)量亮點(diǎn)以及第三測(cè)量亮點(diǎn)的位置相對(duì)于第一參考點(diǎn)、第二參考點(diǎn)以及第三參考點(diǎn)的位置所產(chǎn)生的位移量，可以據(jù)以計(jì)算出虹膜影像的橢圓長(zhǎng)短軸，從而推估出虹膜影像的橢圓邊界，進(jìn)而加速虹膜影像的邊界搜尋速度。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供辨識(shí)虹膜的方法，所述辨識(shí)虹膜的方法藉由運(yùn)算單元計(jì)算出第一變化量、第二變化量以及第三變化量后，推估出虹膜影像的邊界，進(jìn)而加速虹膜影像的邊界搜尋速度。
[0020]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明所采取的技術(shù)、方法及功效，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明、圖式，相信本發(fā)明的特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得以深入且具體的了解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1A是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的側(cè)視示意圖。
[0022]圖1B是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的前視示意圖。
[0023]圖1C是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的功能方塊圖。
[0024]圖1D是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的瞳孔偵測(cè)方法的流程示意圖。
[0025]圖2A是本發(fā)明第二實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的前視示意圖。
[0026]圖2B是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的瞳孔偵測(cè)方法的流程示意圖。
[0027]圖2C是本發(fā)明第二實(shí)施例的瞳孔偵測(cè)方法的流程示意圖。
[0028]圖3A是本發(fā)明第三實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的功能方塊圖。
[0029]圖3B是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的瞳孔偵測(cè)方法的流程示意圖。
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的虹膜辨識(shí)方法的流程示意圖。
[0031]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的虹膜辨識(shí)方法的流程示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記
[0033]100、200、300眼球偵測(cè)裝置
[0034]110、210光學(xué)組件
[0035]112,212光源
[0036]114,214分光組件
[0037]120影像傳感器
[0038]130、230運(yùn)算單元
[0039]150承載框架
[0040]152鏡框
[0041]154鏡腳
[0042]340控制單元
[0043]LI入射光
[0044]Ml檢視區(qū)域
[0045]El眼球
[0046]Gl亮點(diǎn)
[0047]Gla第一亮點(diǎn)
[0048]Glb第二亮點(diǎn)
[0049]Pl瞳孔
[0050]Il虹膜
[0051]SlOl ?S104 步驟
[0052]S201 ?S204 步驟
[0053]S301 ?S307 步驟
[0054]S401 ?S405 步驟
[0055]S501 ?S506 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0056]圖1A是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的側(cè)視示意圖，圖1B是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的前視示意圖，而圖1C是本發(fā)明第一實(shí)施例的眼球偵測(cè)裝置的功能方塊圖。請(qǐng)參閱圖1A至圖1C，眼球偵測(cè)裝置100包括光學(xué)組件110、影像傳感器120以及運(yùn)算單元130。光學(xué)組件110提供至少一個(gè)入射光LI以在瞳孔Pl的附近形成至少一個(gè)亮點(diǎn)G1。影像傳感器120用于擷取眼球影像，而眼球影像包括亮點(diǎn)Gl的影像。運(yùn)算單元130分析眼球影像的灰度值，并且依此獲得亮點(diǎn)Gl的分布位置。此外，運(yùn)算單元130能由亮點(diǎn)Gl的分布位置據(jù)以判斷瞳孔Pl位置。
[0057]眼球偵測(cè)裝置100可以裝設(shè)于眼鏡框架上，也可以裝設(shè)于行動(dòng)裝置筆記型計(jì)算機(jī)或者是智能型手機(jī)的面板上。于本實(shí)施例中，眼球偵測(cè)裝置100為一眼鏡式的眼球偵測(cè)裝置100，而光學(xué)組件110以及影像傳感器120皆裝設(shè)于承載框架150。承載框架150可供使用者配戴，并且使得光學(xué)組件110以及影像傳感器120皆位于眼球El前方。不過(guò)，在其它實(shí)施例中，眼球偵測(cè)裝置100亦可以裝設(shè)于行動(dòng)裝置上，例如是筆記型計(jì)算機(jī)或者是智能型手機(jī)的前置鏡頭或是面板上。不過(guò)，本發(fā)明并不對(duì)此加以限定。
[0058]在實(shí)務(wù)上，承載框架150可以是一鏡架，并且包括兩個(gè)鏡框152以及兩支分別與鏡框152連接的鏡腳154。使用者將鏡腳154置于耳朵上，而鏡框152位于眼球El前。不過(guò)，承載框架150的設(shè)計(jì)僅供舉例說(shuō)明，本發(fā)明并不對(duì)承載框架150加以限定。
[0059]