用于提取眼睛中心點的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于提取眼睛中心點的方法，且更具體地，涉及一種通過使用極線有效地提取眼睛中心點的技術。
【背景技術】
[0002]視力，作為用于獲得關于周圍環(huán)境的信息的五官之一，可以通過觀察者的雙眼感知對象的位置和視角。也就是說，由兩只眼睛獲得的視覺信息被合成為單一的距離信息以使人們自由移動。
[0003]通過在一臺機器中實施上述視覺結構，已開發(fā)出能夠代替人類的機器人。在這方面，這種機器人的視覺系統(tǒng)包括立體攝像機(即，左攝像機和右攝像機)，并且從兩個攝像機讀取圖像以將所讀取的圖像重建為三維圖像信息。
[0004]在此情況下，可通過將三維空間投影到二維空間上而獲得圖像。在此過程中，由于三維距離信息(例如，深度)丟失，因此難以直接從二維空間恢復三維空間。然而，如果存在從不同位置獲得的兩幅或更多圖像，則可恢復三維空間。也就是說，在真實空間中的一個點聚焦于兩幅圖像的情況下，通過找出位于兩幅圖像中的對應點并且利用幾何結構，可以找到該一個點在真實空間中的位置。
[0005]盡管在兩幅圖像中找出對應點(以下稱為“立體匹配”)會是困難的工作，然而其也會是用于估算和還原三維空間的重要技術。立體匹配可產(chǎn)生許多形式的結果，因此會難以在所有結果中找到代表真實空間的唯一的結果。
[0006]立體匹配技術通常基于馬爾可夫隨機場(MRF)模型。二維場模型將復雜對象的建模轉換成簡單的區(qū)域相關的概率模型，但MRF模型執(zhí)行復雜的計算并且導致不確定的邊界。
[0007]同時，由于立體匹配技術基于高速處理，動態(tài)編程技術具有網(wǎng)格結構，并可執(zhí)行顯著更快速和準確的立體匹配。然而，因為動態(tài)編程技術通過僅在單一掃描線中的搜索執(zhí)行匹配，所以其不考慮上下列的結果，從而導致顯著的條紋噪聲。此外，所有列的立體匹配可獨立地執(zhí)行，使得上下行的結果與當前行的結果不同。
[0008]為了減少上述噪聲，在圖像處理中使用中值濾波器、均值濾波器等。但是因為其被用于每個巾貞，所以與先前巾貞的關聯(lián)未被考慮。因此，由于對于每個巾貞而改變的噪聲，所以難以提取穩(wěn)定深度的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]已做出本發(fā)明解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，同時保持現(xiàn)有技術所實現(xiàn)的優(yōu)點不受影響。
[0010]本發(fā)明的一個方面提供了一種用于提取眼睛中心點的方法，能夠使用通過使用包括立體攝像機的凝視跟蹤器從眼睛中反射照明裝置的反射點來計算眼睛中心點，并且能夠通過減少計算眼睛中心點的計算時間提高凝視跟蹤器的性能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種用于提取眼睛中心點的方法包括:使用左攝像機拍攝左眼圖像；使用第一照明裝置從通過拍攝左眼而獲得的圖像中提取光反射點；使用第二照明裝置提取作為光反射點的水平線上的最亮點的第一反射點；使用右攝像機拍攝左眼圖像；通過使用第一照明裝置和第二照明裝置計算對應于光反射點的圖像的極線，從該極線中提取第二反射點和第三反射點；以及使用光反射點、第一反射點、第二反射點和第三反射點提取眼睛中心點。
[0012]該方法還可包括在通過使用左、右攝像機拍攝左眼圖像而提取左眼中心點之后，通過拍攝右眼圖像而提取右眼中心點。可通過使用第一照明裝置計算對應于光反射點的圖像的極線，從該極線中提取第二反射點?？赏ㄟ^使用第二照明裝置計算對應于光反射點的圖像的極線，從該極線中提取第三反射點。可通過基于具有等于或大于用戶設定的閾值的值的亮度，對第一照明裝置和第二照明裝置產(chǎn)生的圖像中的像素值進行二進制編碼，提取第一反射點、第二反射點和第三反射點。
【附圖說明】
[0013]根據(jù)以下結合【附圖說明】的【具體實施方式】，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將更加明顯。
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于提取眼睛中心點的攝像機和照明裝置的圖。
[0015]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于估算三維信息的極線的圖。
[0016]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于提取眼睛中心點的方法的圖。
[0017]附圖中的各元件的附圖標記
[0018]左攝像機(第一攝像機)
[0019]200:右攝像機(第二攝像機)
[0020]110、210:左眼圖像
[0021]120:提取照明反射點(基準)
[0022]130:提取水平線上的最亮點
[0023]220:計算極線
[0024]230,240:提取極線上的多個亮點
[0025]300:第一照明裝置
[0026]400:第二照明裝置
【具體實施方式】
[0027]根據(jù)以下參照附圖詳細說明的【具體實施方式】，上述目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。因此，本發(fā)明所屬領域的技術人員可容易地實踐本發(fā)明的技術思想。在下文中，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
[0028]本文所使用的專業(yè)術語僅為說明特定實施例的目的，而非意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意在同樣包括復數(shù)形式，除非上下文另外明確地指明。還將理解的是，當在本說明書中使用時，術語“包括”和/或“包含”指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或更多相關列出項目的任何和所有組合。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于提取眼睛中心點的攝像機和照明裝置的圖。
[0030]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的立體裝置包括第一攝像機100和第二攝像機200，其中第一攝像機100和第二攝像機200可分別設置有第一照明裝置300和第二照明裝置400。這里，第一攝像機100和第二攝像機200被替代地稱為左攝像機和右攝像機，使用模塊等拍攝對象。也就是說，作為左攝像機的第一攝像機100連同第一照明裝置300和第二照明裝置400 —起拍攝第一圖像(例如，左眼圖像)，同時作為右攝像機的第二攝像機200連同第一照明裝置300和第二照明裝置400 —起拍攝第二圖像(例如，左眼圖像)。然后，可通過使用從第一圖像中提取的照明反射點的極線(bipolar line)執(zhí)行對于第二圖像的投影來計算反射點。
[0031]接著，作為左攝像機的第一攝像機100連同第一照明裝置300和第二照明裝置400一起拍攝第三圖像(例如，右眼圖像)，同時作為右攝像機的第二攝像機200連同第一照明裝置300和第二照明裝置400—起拍攝第四圖像(例如，右眼圖像)。然后，與上述類似，可通過使用從第三圖像中提取的照明反射點的極線執(zhí)行對于第四圖像的投影來計算反射點。
[0032]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于估算三維信息的極線的圖。
[0033]參照圖2，從二維左圖像和右圖像，即立體圖像重構三維空間的立體匹配過程,從兩幅二維圖像中找出對應點并利用對應點之間的幾何關系估算三維信息。例如，如圖2中所示，為了從兩幅二維圖像中找出對應點并利用對應點之間的幾何關系估算三維信息，與立體圖