本發(fā)明涉及智能硬件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種眼動(dòng)識(shí)別方法及裝置。

背景技術(shù)：

在人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，盡管當(dāng)前已經(jīng)有許多新興交互方式的嘗試，比如體感交互、眼動(dòng)跟蹤、語(yǔ)音交互、生物識(shí)別等方式，但大部分的交互方式使用率都不是非常高，也還未進(jìn)入真正意義上的商業(yè)應(yīng)用普及中，更沒(méi)有哪種人機(jī)交互方式，能夠達(dá)到人可以毫無(wú)障礙、隨心所欲地和設(shè)備(機(jī)器)交流的水平。除了逐漸普及了的多點(diǎn)觸控交互方式以外，其他大部分的人機(jī)交互方式在技術(shù)以及使用穩(wěn)定性上還有待突圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種眼動(dòng)識(shí)別方法及裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

構(gòu)造一種眼動(dòng)識(shí)別方法，其中，包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)攝像頭以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔持續(xù)獲取用戶眼部圖片；

步驟2、連續(xù)對(duì)每一幀圖片進(jìn)行分析，計(jì)算并存儲(chǔ)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離；

步驟3、根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向，即以所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為固定坐標(biāo)，計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至這四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

本發(fā)明所述的眼動(dòng)識(shí)別方法，其中，所述步驟2具體包括：

步驟2-1、提取所述眼眶邊緣曲線，分別獲取所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)；

步驟2-2、提取瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟2-3、計(jì)算所述瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)分別至所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)距離。

本發(fā)明還提供了一種眼動(dòng)識(shí)別裝置，其中，包括：

攝像模塊，用于通過(guò)攝像頭以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔持續(xù)獲取用戶眼部圖片；

距離計(jì)算模塊，用于連續(xù)對(duì)每一幀圖片進(jìn)行分析，計(jì)算并存儲(chǔ)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離；

判斷模塊，用于以所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為固定坐標(biāo)，計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至這四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

本發(fā)明所述的眼動(dòng)識(shí)別裝置，其中，所述距離計(jì)算模塊包括：

坐標(biāo)計(jì)算單元，用于提取所述眼眶邊緣曲線，分別獲取所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，提取瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)；

距離計(jì)算單元，用于計(jì)算所述瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)分別至所述眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)距離。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)計(jì)算并存儲(chǔ)所獲取的每幀圖片瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離，并根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向，可以快速實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)方向的判斷，與現(xiàn)有眼動(dòng)方向判斷方法相比，本方法能節(jié)省大量運(yùn)算，提高計(jì)算速度并降低硬件實(shí)現(xiàn)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖：

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的眼動(dòng)識(shí)別方法流程圖；

圖2a、2b、2c、2d是本發(fā)明較佳實(shí)施例的持續(xù)獲取的4幀眼部圖片示意圖；

圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的眼動(dòng)識(shí)別裝置原理框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明較佳實(shí)施例的眼動(dòng)識(shí)別方法流程如圖1所示，包括以下步驟：

步驟s10、通過(guò)攝像頭以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔持續(xù)獲取用戶眼部圖片；

步驟s20、連續(xù)對(duì)每一幀圖片進(jìn)行分析，計(jì)算并存儲(chǔ)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離；

步驟s30、根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

本發(fā)明方法通過(guò)計(jì)算并存儲(chǔ)所獲取的每幀圖片瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離，并根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向，可以快速實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)方向的判斷，與現(xiàn)有眼動(dòng)方向判斷方法相比，本方法能節(jié)省大量運(yùn)算，提高計(jì)算速度并降低硬件實(shí)現(xiàn)成本。

上述眼動(dòng)識(shí)別方法中，步驟s20具體包括：

步驟s21、提取眼眶邊緣曲線，分別獲取眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)；

步驟s22、提取瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟s23、計(jì)算瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)分別至眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)距離。

上述眼動(dòng)識(shí)別方法中，步驟s30具體包括：

以眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為固定坐標(biāo)，計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至這四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

上述眼動(dòng)識(shí)別方法中，步驟s30具體包括：

將獲取的每一幀圖片置于同一坐標(biāo)中，眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，以及瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)均為活動(dòng)點(diǎn)；

計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至其他四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

圖2a、2b、2c、2d是持續(xù)獲取的4幀眼部圖片示意圖，從圖2a依次至圖2b、2c、2d，瞳孔向左側(cè)移動(dòng)。以眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)c、下頂點(diǎn)d、左側(cè)頂點(diǎn)a、右側(cè)頂點(diǎn)b坐標(biāo)為固定坐標(biāo)，分別計(jì)算這4幀圖片中，瞳孔中心點(diǎn)e坐標(biāo)至這四點(diǎn)的距離，四個(gè)距離值分別記為e-c、e-d、e-a、e-b，通過(guò)列表，可以發(fā)現(xiàn)e-c、e-d、e-b三個(gè)距離值均依次變大，e-a則變小，可以判斷出瞳孔向眼眶左側(cè)頂點(diǎn)方向移動(dòng)。

在另一實(shí)施例中，瞳孔向圖2a中上頂點(diǎn)c和左側(cè)頂點(diǎn)a的方向移動(dòng)，即向左上方移動(dòng)，此時(shí)可以通過(guò)上述方法計(jì)算出上述距離值e-d、e-b是逐漸變大，而距離值e-a、e-c則逐漸變小。

在具體的實(shí)施例中，可以將e-c、e-d、e-a、e-b四個(gè)值分別的變大、變小兩個(gè)狀態(tài)以排列組合形式列出對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)方向狀態(tài)結(jié)果，在計(jì)算得到上述e-c、e-d、e-a、e-b四個(gè)值之后，直接查表得到對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)方向判斷結(jié)果，可進(jìn)一步提高判斷速度。

在本發(fā)明另一實(shí)施例中，還提供了一種眼動(dòng)識(shí)別裝置，如圖3所示，具體包括：攝像模塊10，用于通過(guò)攝像頭以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔持續(xù)獲取用戶眼部圖片；距離計(jì)算模塊20，用于連續(xù)對(duì)每一幀圖片進(jìn)行分析，計(jì)算并存儲(chǔ)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離；判斷模塊30，用于根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算并存儲(chǔ)所獲取的每幀圖片瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離，并根據(jù)瞳孔中心點(diǎn)到眼眶上、下、左、右四個(gè)方向的距離變化判斷眼動(dòng)方向，可以快速實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)方向的判斷，與現(xiàn)有眼動(dòng)方向判斷方法相比，本方法能節(jié)省大量運(yùn)算，提高計(jì)算速度并降低硬件實(shí)現(xiàn)成本。

上述實(shí)施例中，攝像模塊可以是單個(gè)攝像頭，或者是攝像模組。距離計(jì)算模塊、判斷模塊可以是固化于fpga板上的硬件電路模塊，通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。

上述眼動(dòng)識(shí)別裝置中，距離計(jì)算模塊包括：坐標(biāo)計(jì)算單元，用于提取眼眶邊緣曲線，分別獲取眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，提取瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)；距離計(jì)算單元，用于計(jì)算瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)分別至眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)距離。

上述眼動(dòng)識(shí)別裝置中，判斷模塊包括第一判斷單元，用于以眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為固定坐標(biāo)，計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至這四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

上述眼動(dòng)識(shí)別裝置中，判斷模塊包括第二判斷單元，用于將獲取的每一幀圖片置于同一坐標(biāo)中，眼眶邊緣曲線上頂點(diǎn)、下頂點(diǎn)、左側(cè)頂點(diǎn)、右側(cè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，以及瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)均為活動(dòng)點(diǎn)，計(jì)算連續(xù)獲得的每一幀圖片中瞳孔中心點(diǎn)坐標(biāo)至其他四點(diǎn)的距離，并根據(jù)每幀圖片中這四點(diǎn)的距離變化判斷眼動(dòng)方向。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。