一种基于眼睛视频分析的3D视线估算系统的制作方法

本发明涉及视线估算，尤其涉及一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统。

背景技术：

1、现有技术中，已知一种使用通过拍摄人的头部的图像而获得的拍摄图像来估算人的视线方向的技术。例如，提出了一种使用通过拍摄人的头部的图像而获得的拍摄图像来估算虹膜位置和眼球位置，并且使用该估算出的虹膜位置和眼球位置来估算视线方向的技术，在该技术中，根据在用户注视相机的同时改变用户的面部姿态的状态下拍摄的多个图像来估算眼球中心，并且使用估算出的眼球中心和当前虹膜中心来导出从眼球中心朝向虹膜中心的方向作为视线方向，但是，现有技术一般不对人脸进行校正，或者校正不够彻底。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，对人脸进行校正，提高视线估算精度。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，包括：

3、拍摄单元，用于拍摄包括人眼球的人体头部部分的图像，所述拍摄单元包括拍摄相机，所述拍摄相机设置在屏幕中心的正上方；

4、头部左右偏移校正单元，用于校正由于人体头部左右方向旋转偏移后的眼部位置；

5、头部上下偏移校正单元，用于校正由于人体头部上下方向旋转偏移后的眼部位置；

6、视线方向估算单元，用于根据人体头部位置，进行位置校正后估算视线方向估计。

7、进一步的，所述左右偏移校正单元的校正方法包括：

8、判断人脸的位置，包括相对于屏幕中心的高度，以及与屏幕平面的距离；

9、若人脸位于屏幕中心正前方的位置，则不需要进行校正，若人脸发生左右方向的偏转，通过拍摄相机获取两个眼睛内眼角的坐标，以及下巴最低点的坐标，下巴最低点与两个眼睛的内眼角构成脸部平面，若两个眼睛内眼角距离拍摄相机的距离不一致，则判断人脸左右偏转，需要进行校正；

10、下巴最低点的位置确定两个眼睛内眼角的对称点的位置，下巴最低点与两个眼睛内眼角的对称点之间的距离确定，根据下巴最低点的位置变化能够计算出人脸左右转动的转角，进而计算出校正后的双眼位置。

11、进一步的，所述人脸左右转动的转角通过以下方法计算，拍摄相机拍摄偏转后的下巴最低点的位置，对比没有偏转时候的位置，确定两者的水平距离，人脸偏移转动的偏移半径可以估出，通过以上三个数据可以算出人脸偏移的转角。

12、进一步的，所述左右偏移校正单元校正后的双眼位置计算如下：在已知人脸的转角后，两个眼角的内眼角之间的距离为已知，则校正后的两个眼睛内眼角之间的水平距离可以人脸转角和两个内眼角距离值计算出。

13、进一步的，所述头部上下偏移校正单元的校正方法包括：

14、通过拍摄相机获取两个眼睛内眼角的坐标，以及下巴最低点的坐标，判断下巴最低点距离两个眼睛内眼角的水平距离，若下巴最低点分别与两个眼睛内眼角的水平距离不同，则判断头部左侧或者右侧发生了上下偏转，需要进行校正；

15、人脸部左侧或者右侧上下偏转时，偏转的中心为两个眼睛的内眼角的中心，根据偏转后下巴最低点的位置变化计算出人脸头部的偏转角度，进而计算出校正后的双眼的位置。

16、进一步的，所述头部上下偏移校正单元中的人脸偏转角度的计算方法如下：偏转的中心为两个眼睛的内眼角的中心，偏转后，可以通过拍摄相机得出下巴最低点的位置，两个眼睛的内眼角的中心与下巴最低点的距离为已知，偏转后下巴最低点与未偏转时下巴最低点的水平距离和垂向距离可以通过拍摄相机拍摄偏转后下巴最低点计算出，三者构成一个三角形，可以计算出偏转的角度。

17、进一步的，所述头部上下偏移校正单元中的人脸上下偏转后，双眼校正后的位置计算如下：上下偏转角度计算出后，双眼内眼角的中心与内眼角之间的距离为已知，通过偏转角和内眼角与中心的距离可以计算出结果。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、通过设置头部左右偏移校正单元，能够对人脸左右偏转进行校正，通过设置，通过设置头部上下偏移校正单元，在人脸进行左侧上下偏转或者右侧上下偏转后，对其进行校正，能够提升视线估算的精度。

技术特征：

1.一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述左右偏移校正单元的校正方法包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述人脸左右转动的转角通过以下方法计算，拍摄相机拍摄偏转后的下巴最低点的位置，对比没有偏转时候的位置，确定两者的水平距离，人脸偏移转动的偏移半径可以估出，通过以上三个数据可以算出人脸偏移的转角。

4.根据权利要求3所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述左右偏移校正单元校正后的双眼位置计算如下：在已知人脸的转角后，两个眼角的内眼角之间的距离为已知，则校正后的两个眼睛内眼角之间的水平距离可以人脸转角和两个内眼角距离值计算出。

5.根据权利要求1所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述头部上下偏移校正单元的校正方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述头部上下偏移校正单元中的人脸偏转角度的计算方法如下：偏转的中心为两个眼睛的内眼角的中心，偏转后，可以通过拍摄相机得出下巴最低点的位置，两个眼睛的内眼角的中心与下巴最低点的距离为已知，偏转后下巴最低点与未偏转时下巴最低点的水平距离和垂向距离可以通过拍摄相机拍摄偏转后下巴最低点计算出，三者构成一个三角形，可以计算出偏转的角度。

7.根据权利要求6所述的一种基于眼睛视频分析的3d视线估算系统，其特征在于，所述头部上下偏移校正单元中的人脸上下偏转后，双眼校正后的位置计算如下：上下偏转角度计算出后，双眼内眼角的中心与内眼角之间的距离为已知，通过偏转角和内眼角与中心的距离可以计算出结果。

技术总结本发明涉及一种基于眼睛视频分析的3D视线估算系统，属于视线估算技术领域，包括：拍摄单元，用于拍摄包括人眼球的人体头部部分的图像，所述拍摄单元包括拍摄相机，所述拍摄相机设置在屏幕中心的正上方；头部左右偏移校正单元，用于校正由于人体头部左右方向旋转偏移后的眼部位置；头部上下偏移校正单元，用于校正由于人体头部上下方向旋转偏移后的眼部位置；视线方向估算单元，用于根据人体头部位置，进行位置校正后估算视线方向估计。通过设置头部左右偏移校正单元，能够对人脸左右偏转进行校正，通过设置，通过设置头部上下偏移校正单元，在人脸进行左侧上下偏转或者右侧上下偏转后，对其进行校正，能够提升视线估算的精度。技术研发人员：刘晨受保护的技术使用者：浙江生一光学感知科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9