[发明专利]一种免定标的视线追踪装置及方法

说明书

本发明公开了一种免定标的视线追踪装置，用于实现对装置使用者的注视位置进行追踪，该视线追踪装置包含若干视线追踪模块，每个视线追踪模块在目标区域内具有不同的空间坐标，视线追踪模块包含至少一个光源，用于在使用者的眼角膜上形成角膜反光点(第一普尔钦斑)，还包含至少一个图像获取单元，用于捕获使用者的角膜反光点图像及瞳孔图像。免定标的视线追踪装置还包含数据处理模块，用于根据角膜反光点图像及瞳孔图像确定使用者眼睛注视的位置或位置区域，并存储使用者注视该空间坐标的数据。本发明还公开了一种应用上述视线追踪装置的方法。本发明无需定标或校准，能够方便的追踪装置使用者的视线，确定使用者的注视位置和注视区域。

技术领域

本发明属于眼动控制领域，尤其涉及一种免定标的视线追踪装置及方法。

背景技术

视线追踪技术的应用范围非常广泛，例如计算机领域、心理学与生理检测领域、市场营销与广告等多个领域。视线追踪技术还可以用来收集用户对展示在货架上的物品的兴趣程度。

现有技术中的视线追踪技术主要采用如下的技术方案：使用眼动仪(一般包含一个或两个摄像机和若干个红外光源)中的摄像机拍摄用户眼睛图像，根据眼睛图像中红外光源的角膜反光点和瞳孔中心的相对位置关系确定用户眼睛所看的位置。

现有技术存在的主要问题在于，使用一个眼动仪对装置使用者进行视线追踪，每次使用前需要定标或校准(一般采取眼睛依次注视若干特定位置的标定点的方法)，否则眼动仪无法准确判定用户眼睛注视位置，使用不方便且浪费时间。

发明内容

为解决上述技术问题，发明人提出了以下技术方案：

一种免定标的视线追踪装置，包含若干视线追踪模块，每个视线追踪模块在目标区域内具有不同的空间坐标；每个视线追踪模块包含至少一个光源，用于在使用者的眼角膜上形成角膜反光点(第一普尔钦斑)；每个视线追踪模块包含至少一个图像获取单元，用于捕获使用者的角膜反光点图像及瞳孔图像；免定标的视线追踪装置还包含数据处理模块，用于进行数字图像处理，获取瞳孔中心与角膜反光点，根据角膜反光点及瞳孔中心确定使用者眼睛注视的位置或位置区域，并存储使用者注视该位置或位置区域的数据。采用此视线追踪装置，无需定标或校准，就能够方便的追踪装置使用者的视线，确定使用者的注视位置和注视区域。

优选的，视线追踪模块中还包含一带通滤光片，带通滤光片的波长与其所在的视线追踪模块中的光源发出的光的波长匹配，角膜反光点的反射光路经过带通滤光片入射至图像获取单元，从而使所述的图像获取单元捕获到所述的角膜反光点图像。加入带通滤光片后，视线追踪模块中的图像获取单元只能接收特定波长的光线，过滤非特定波长的光线可以有效降低杂光对图像获取单元的干扰，提高视线追踪模块的识别效率。

优选的，视线追踪模块中还包含一带通滤光片，带通滤光片的波长与其所在的视线追踪模块中的光源发出的光的波长匹配，角膜反光点的反射光路经过带通滤光片入射至图像获取单元，从而使所述的图像获取单元捕获到所述的角膜反光点图像。由于相邻两个视线追踪模块中的光源发出的光的波长不同，所以视线追踪模块的带通滤光片的波长和相邻视线追踪模块的光源波长不能相互匹配。此时，视线追踪模块中的图像获取单元不能获取相邻视线追踪模块中光源所发出的光线，消除了相邻视线追踪模块光源对图像获取单元的干扰。

优选的，视线追踪模块中还包含一带通滤光片，带通滤光片的波长与其所在的视线追踪模块中的光源发出的光的波长匹配，角膜反光点的反射光路经过带通滤光片入射至图像获取单元，从而使所述的图像获取单元捕获到所述的角膜反光点图像。由于所有视线追踪模块中的光源发出的光的波长各不相同，所以每个视线追踪模块的带通滤光片只能通过其所在的视线追踪模块中的光源发出的光，消除了除其所在的视线追踪模块自身光源外其他视线追踪模块光源对图像获取单元的干扰，提高了视线追踪装置的效率。

优选的，若干视线追踪模块按照设定的时间周期依次开启或关闭。在设定时间周期内，所有视线追踪模块顺序开启或关闭，可以实现在此时间周期内，每个图像获取单元只获得一个角膜反光点图像，大大提高视线追踪装置的效率。