[发明专利]使用眼睛姿态测量的眼睑形状估计

说明书

公开了用于眼睑形状估计的系统和方法。一方面，在接收(例如，从图像捕获设备)眼睛的眼睛图像之后，确定所述眼睛图像中的眼睛的眼睛姿态。从所述眼睛姿态，能够使用眼睑形状映射模型来估计(上眼睑或下眼睑的)眼睑形状。所述眼睑形状映射模型将所述眼睛姿态与所述眼睑形状相关。另一方面，学习(例如，使用神经网络)所述眼睑形状映射模型。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年8月21日提交的序列号为62/208,159的美国临时申请“EYELID SHAPE ESTIMATION USING EYE POSE MEASUREMENT(使用眼睛姿态测量的眼睑形状估计)”的优先权，此临时申请的全部内容通过引用并入此文。

技术领域

本公开一般地涉及用于处理眼睛图像的系统和方法，更具体地涉及使用眼睛姿态测量估计眼睑形状的系统和方法。

背景技术

人类虹膜能够被用作生物特征信息的来源。生物特征信息能够提供个人的认证或识别。提取生物特征信息的过程(泛称为生物特征模板)一般存在许多挑战。

发明内容

在一方面，公开了一种用于眼睑形状估计的方法。所述方法在硬件处理器的控制下执行，且包括：使用边缘检测器检测眼睛的瞳孔边界；使用所述瞳孔边界确定所述眼睛的眼睛姿态，其中，所述眼睛姿态的眼睛姿态坐标系包括所述眼睛相对于所述眼睛的放松朝向的方位角和天顶角，其中，所述眼睛姿态坐标系和眼睑形状坐标系之间的函数关系包括映射矩阵，并且其中，所述眼睑形状坐标系包括所述眼睛的水平位移、垂直位移和曲率；至少部分地基于所述眼睛姿态和所述函数关系来估计所述眼睛的眼睑形状；以及基于所述眼睑形状拟合所述眼睛的眼睑形状的抛物曲线。备选地，在另一方面，此分析可以以倒序应用，从确定眼睑位置开始，并估计虹膜位置、瞳孔位置或眼睛姿态。在另一方面，用于眼睑形状估计的方法能由头戴式显示系统执行。

在另一方面，公开了一种头戴式显示系统。所述头戴式显示系统包括：图像捕获设备，其被配置为捕获眼睛图像；非暂时性存储器，其被配置为存储眼睑形状映射模型；以及硬件处理器，其与所述非暂时性存储器进行通信，所述硬件处理器被配置为：接收来自所述图像捕获设备的所述眼睛图像；确定所述眼睛图像中的眼睛的眼睛姿态；以及至少部分地基于所述眼睛姿态与眼睑形状映射模型来估计所述眼睛的眼睑形状，其中，所述眼睑形状映射模型将所述眼睑形状与所述眼睛姿态相关。

在又一方面，公开了一种用于从眼睛图像估计眼睑形状的方法。所述方法在硬件处理器的控制下执行，且包括：确定眼睛图像中的眼睛的眼睛姿态；以及基于所述眼睛姿态估计眼睑形状。

在再一方面，公开了一种训练用于眼睑形状估计的眼睑形状映射模型的方法。所述方法在硬件处理器的控制下，且包括：访问将眼睑形状与眼睛姿态相关的训练数据；基于所述训练数据训练眼睑形状映射模型；以及输出所训练的眼睑形状映射模型。

在另一方面，公开了一种用于处理眼睛图像的方法。所述方法在硬件处理器的控制下执行，且包括：使用边缘检测器来检测眼睛的眼睑与所述眼睛的虹膜之间的边界；使用所述眼睛的眼睑与所述眼睛的虹膜之间的边界来确定所述眼睛的眼睑形状，其中，所述眼睑形状的眼睑形状坐标系包括所述眼睛的水平位移、垂直位移以及曲率，其中，所述眼睑形状坐标系与眼睛姿态坐标系之间的函数关系包括映射矩阵，并且其中，所述眼睛姿态坐标系包括所述眼睛相对于所述眼睛的放松朝向的方位偏转角和天顶偏转角；至少部分地基于所述眼睑形状和所述函数关系估计所述眼睛的眼睛姿态。

在又一方面，公开了一种头戴式显示系统。所述头戴式显示系统包括：图像捕获设备，其被配置为捕获眼睛图像；非暂时性存储器，其被配置为存储眼睛姿态映射模型；以及硬件处理器，其与所述非暂时性存储器进行通信，所述硬件处理器被编程为：接收来自所述图像捕获设备的所述眼睛图像；确定所述眼睛图像中的眼睛的眼睑形状；以及至少部分地基于所述眼睑形状与所述眼睛姿态映射模型来估计所述眼睛的眼睛姿态，其中，所述眼睑形状映射模型将所述眼睑形状与所述眼睛姿态相关。