頭戴式視線跟蹤裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視線跟蹤技術(shù)，特別涉及一種頭戴式視線跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]視線代表了人的關(guān)注焦點，通過對視線的跟蹤即可實現(xiàn)對關(guān)注焦點的捕獲。因此，視線跟蹤在人機(jī)交互領(lǐng)域存在著很大的應(yīng)用潛力。例如，當(dāng)計算機(jī)用戶注視計算機(jī)的顯示屏?xí)r，通過視線跟蹤即可估計出用戶在顯示幕的關(guān)注焦點，從而，通過視線跟蹤捕獲關(guān)注焦點的方式即可替代以鼠標(biāo)指針表示關(guān)注焦點的方式實現(xiàn)計算機(jī)輸入。
[0003]為便于視線跟蹤技術(shù)在人機(jī)交互領(lǐng)域的應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種頭戴式的視線跟蹤裝置，頭戴式的視線跟蹤裝置包括頭戴部件(例如眼鏡或頭盔)、裝設(shè)于頭戴部件的兩個攝像頭，其中一個攝像頭用于拍攝視線所在方向的場景圖像、另一個攝像頭則用于拍攝人眼圖像，其中，拍攝場景圖像是為了圈定視線所關(guān)注的候選焦點對象，而拍攝人眼圖像則是為了估計出相對準(zhǔn)確的視線方向、并利用估計得到的視線方向從候選焦點對象中選取正確的焦點對象。
[0004]然而，由于裝設(shè)了兩個攝像頭，必然會增加頭戴式的視線跟蹤裝置的耗電量，而且，再頭戴部件同時安裝兩個攝像頭也會增加頭戴式的視線跟蹤裝置的裝配難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種頭戴式視線跟蹤裝置。
[0006]本發(fā)明提供的一種頭戴式視線跟蹤裝置，包括:
[0007]—頭戴部件，該頭戴部件具有視線光透區(qū)域；
[0008]一攝像頭，該攝像頭裝設(shè)于頭戴部件，且該攝像頭朝向視線光透區(qū)域的外側(cè)；
[0009]一鏡像體，該鏡像體裝設(shè)于頭戴部件，且該鏡像體的鏡像面位于攝像頭的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)；
[0010]優(yōu)選地,進(jìn)一步包括:
[0011]—處理器，該處理器裝設(shè)于頭戴部件并與攝像頭電連接；
[0012]其中，攝像頭拍攝到的圖像中的鏡像面成像區(qū)域被處理器分割提取、以進(jìn)行視線方向估計，攝像頭拍攝到的圖像經(jīng)分割提取后剩余的其余成像區(qū)域用于處理器依據(jù)估計得到的視線方向確定視線關(guān)注對象。
[0013]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于其中一個視線光透區(qū)域的側(cè)邊處、并遠(yuǎn)離另一個視線光透區(qū)域；鏡像體的鏡像面朝向攝像頭所在的一個視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0014]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于兩個視線光透區(qū)域之間；鏡像體的鏡像面朝向其中任一個視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0015]優(yōu)選地，頭戴部件具有兩個視線光透區(qū)域；攝像頭裝設(shè)于兩個視線光透區(qū)域之間；鏡像體的鏡像面同時朝向兩個視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
[0016]優(yōu)選地，鏡像體的鏡像面為全反射鏡面。
[0017]優(yōu)選地，鏡像體的鏡像面為半透半反鏡面。
[0018]優(yōu)選地，頭戴部件為眼鏡框，兩個視線光透區(qū)域分別位于裝設(shè)于眼鏡框的兩個鏡片處。
[0019]優(yōu)選地，鏡像體為懸置在鏡片的外側(cè)的獨立部件，鏡像體的鏡像面為全反射鏡面。
[0020]優(yōu)選地，鏡像體為鏡片，鏡像體的鏡像面為鏡片內(nèi)側(cè)的半透半反表面。
[0021]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括供電部件，該供電部件裝設(shè)于頭戴部件、并與攝像頭和處理器電連接。
[0022]如上可見，在本發(fā)明中的頭戴式視線跟蹤裝置中，頭戴部件只需裝設(shè)一個攝像頭，該攝像頭朝向頭戴部件的視線光透區(qū)域的外側(cè)，用于拍攝視線所在方向的場景圖像；而為了獲得人眼圖像，頭戴部件還裝設(shè)有鏡像體，該鏡像體的鏡像面位于攝像頭的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)，用于在攝像頭的拍攝視野內(nèi)對視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)的人眼鏡像成像。從而，利用一個攝像頭即可拍攝得到內(nèi)嵌有人眼圖像的場景圖像，以支持視線跟蹤的實現(xiàn)。與利用兩個攝像頭分別拍攝相互獨立的人眼圖像和場景圖像的方式相比，本發(fā)明能夠降低頭戴式視線跟蹤裝置的耗電量和裝配難度。
[0023]相應(yīng)地，基于本發(fā)明中的頭戴式視線跟蹤裝置得到的內(nèi)嵌有人眼圖像的場景圖像，只需將鏡像得到的人眼圖像從場景圖像中分割提取即可得到相互獨立但又相互關(guān)聯(lián)的人眼圖像與場景圖像，從而能夠利用相互獨立但又相互關(guān)聯(lián)的人眼圖像與場景圖像進(jìn)行視線方向估計、再依據(jù)估計得到的視線方向在場景圖像中確定視線關(guān)注對象。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的原理性示意圖；
[0025]圖2a和圖2b為本發(fā)明實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為如圖2a和圖2b所示的應(yīng)用實例一中拍攝到的圖像的示意圖；
[0027]圖4a和圖4b為本發(fā)明實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為如圖4a和圖4b所示的應(yīng)用實例二中拍攝到的圖像的示意圖；
[0029]圖6a和圖6b為本發(fā)明實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為如圖6a和圖6b所示的應(yīng)用實例三中拍攝到的圖像的示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置的應(yīng)用實例四的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9為如圖8所示的應(yīng)用實例四中拍攝到的圖像的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034]本實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置包括頭戴部件，例如眼鏡框或頭盔等任一種可裝戴于頭部的部件；并且，該頭戴部件具有視線光透區(qū)域，其中，所述的視線光透區(qū)域是指在頭戴部件裝戴于頭部時不遮擋眼睛、并允許眼睛的視線通過的區(qū)域，例如，對于眼鏡框來說，視線光透區(qū)域可以是裝設(shè)于眼鏡框的鏡片所在的區(qū)域，再例如，對于頭盔來說，視線光透區(qū)域可以是形成于頭盔的前表面、并使眼睛暴露的鏤空區(qū)域。
[0035]請參見圖1，除了頭戴部件(圖1中未示出)之外，本實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置還包括:
[0036]一攝像頭10，該攝像頭10裝設(shè)于頭戴部件，且該攝像頭10朝向頭戴部件的視線光透區(qū)域的外側(cè)，即，當(dāng)頭戴部件裝戴于頭部時，該攝像頭10的朝向與眼睛100的朝向相同或基本相同，以便于拍攝視線所在方向的包括若干目標(biāo)體1a的場景圖像；
[0037]—鏡像體20，該鏡像體20裝設(shè)于頭戴部件，且該鏡像體20的鏡像面位于攝像頭10的拍攝視野內(nèi)、并朝向視線光透區(qū)域的內(nèi)側(cè)，S卩，當(dāng)頭戴部件裝戴于頭部時，該鏡像體20的鏡像面的朝向眼睛100，以便于在攝像頭10的拍攝視野內(nèi)形成人眼成像10b。
[0038]基于上述結(jié)構(gòu)，本實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置只需在頭戴部件裝設(shè)一個拍攝場景圖像的攝像頭10，人眼圖像則無需通過額外的攝像頭拍攝成像，而是可以由位于攝像頭10的拍攝視野內(nèi)的鏡像體20利用其鏡像面成像。從而，利用一個攝像頭10即可拍攝得到內(nèi)嵌有人眼圖像的場景圖像，以支持視線跟蹤的實現(xiàn)。
[0039]顯然，相比于現(xiàn)有技術(shù)中利用兩個攝像頭分別拍攝場景圖像和人眼圖像的方案，本實施例能夠降低頭戴式視線跟蹤裝置的耗電量和裝配難度。
[0040]相應(yīng)地，若頭戴式視線跟蹤裝置本身還需要具備視線跟蹤的計算處理功能，則本實施例中的頭戴式視線跟蹤裝置還需要包括裝設(shè)于頭戴部件并與攝像頭10電連接的處理器，用于對內(nèi)嵌于場景圖像的人眼圖像進(jìn)行分割提取、以便于利用人眼圖像進(jìn)行視線方向估計，爾后，再依據(jù)估計得到的視線方向即可在場景圖像中確定視線關(guān)注對象。
[0041]實際應(yīng)用中，對人眼圖像的分割提取，可以依據(jù)鏡像面的面積、以及鏡像面在攝像頭10的拍攝視野內(nèi)的坐標(biāo)位置來確定分割邊緣；對于視線方向估計，可以通過建立人眼圖像與視線方向的映射模型、并通過該模型從每一幅眼睛圖像估計得到其對應(yīng)的視線方向；對于關(guān)注對象的確定，可以包