[发明专利]用于数码相机的瞳孔控制自动对焦方法及系统

摘要

本发明揭示了一种用于数码相机的瞳孔控制自动对焦方法及系统，所述方法包括：步骤S1、根据瞳孔位置确定人的注意力集中区域；步骤S2、获取眼睛图像；步骤S3、确定瞳孔位置；步骤S4、瞳孔跟踪确定注意力区域。本发明提出的用于数码相机的瞳孔控制自动对焦方法及系统，可实现对焦窗口选择的自动化和智能化。

主权项

一种用于数码相机的瞳孔控制自动对焦方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、根据瞳孔位置确定人的注意力集中区域；将瞳孔跟踪与多区域选择对焦窗口的方法相结合，将景物划分成3×3＝9个大区域；对于瞳孔位置，只要进行横向左、中和右三个方位的判断以及纵向上、中和下方位的判断就能确定相应的注意力集中区域；最后选择的对焦窗口为相应的注意力区域中M×N个像素的中区域；16≤M，N≤256且M，N＝2^k，K为整数；步骤S2、获取眼睛图像；利用相机自身的图像传感器和光学元件来跟踪瞳孔的方法；该方法利用取景器的光路对拍摄者眼睛成像；单反相机增加一个红外光源、一片红外反光镜M1、一片对可见光高透过对红外光高反射的特殊玻璃M2和相应的简单控制和装配机构，即可利用数码相机中的图像传感器对拍摄者的眼睛成像；单反相机要求所用图像传感器能够对所用红外光源相应波段的红外光敏感；使用红外光源进行照明的目的是使获取眼睛图像对拍摄者取景没有影响，同时所获得的眼睛图像清晰度较高，以便提取瞳孔；步骤S3、确定瞳孔位置；选定两个阈值G_ep和G_p，用式(1)和式(2)分别得到眼睛的二值化图像I_ep和瞳孔的二值化图像I_p；$I_{ep}(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}1& I(i,j)\>G_{ep}\\ 0& I(i,j)\≤G_{ep}\end{array}\right.---\left(1\right)$$I_P(i,j)=\left\{\begin{array}{cc}1& I(i,j)\>G_p\\ 0& I(i,j)\≤G_p\end{array}\right.---\left(2\right)$为了去除所得图像中噪声和其他无用的眼睛信息，利用形态学操作中的腐蚀和膨胀，先腐蚀N1次，再膨胀N2次，然后再腐蚀(N2‑N1)次；腐蚀指给图像中的对象边界添加像素，膨胀指删除对象边界部分像素；$I_{\mathrm{ep}}^{\′}={\mathrm{erote}}^{N_2-N_1}\left\{{\mathrm{dilate}}^{N_2}\right[{\mathrm{erote}}^{N_1}\left(I_{\mathrm{ep}}\right)\left]\right\}---\left(3\right)$得到瞳孔的图像后可用式(4)求得其重心(x，y)；$(x,y)=\[\frac{\mathrm{\Σ}i*I(i,j)}{\mathrm{\Σ}I(i,j)},\frac{\mathrm{\Σ}j*I(i,j)}{\mathrm{\Σ}I(i,j)}\]---\left(4\right)$当拍摄者使用瞳孔跟踪模式时，首先获取拍摄者正视前方时的眼睛图像并求得此时的瞳孔重心(x₀,y₀)，然后获取他拍摄时的眼睛图像并求得此时的瞳孔重心(x₁,y₁)；如果两次所得重心间的距离满足式(5)，式中r₀为一门限值，则认为瞳孔在眼睛中央；否则，用式(6)求得瞳孔偏转角θ即可判断拍摄者的注意力区域；$r=\sqrt{{(x_1-x_0)}^2+{(y_1-y_0)}^2}\<r_0---\left(5\right)$$\mathrm{\θ}=arctan\left(\frac{y_1-y_0}{x_1-x_0}\right)---\left(6\right)$步骤S4、瞳孔跟踪确定注意力区域；首先获取拍摄者正视前方时的眼睛图像并求得此时的瞳孔重心(x₀,y₀)，然后获取他拍摄时的眼睛图像并求得此时的瞳孔重心(x₁,y₁)；如果两次所得重心间的距离满足式(5)，式中r₀为一门限值，则认为瞳孔在眼睛中央；否则，用式(6)求得瞳孔偏转角θ即可判断拍摄者的注意力区域；由于(x₀,y₀)是处于瞳孔在眼睛中央(这个中央是图1的A22区域)式中r₀为一门限值，则认为瞳孔在眼睛中央，从而根据(x₀,y₀)，(x₁,y₁)，r和θ,确认注意力区域。