CN103440038B - 一种基于眼部识别的信息采集系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于眼部识别的信息采集系统及其应用，其特征在于：基于眼部识别的信息采集系统包括用户信息采集模块、人脸与人眼识别模块、确定用户眼部注视屏幕区域模块和确定用户屏幕区域关注内容模块；用户信息采集模块将采集到的用户脸部视频信息传输至人脸与人眼识别模块，人脸与人眼识别模块对每一帧用户视频信息进行人脸与人眼识别处理后传输至确定用户眼部注视屏幕区域模块，确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入信息进行处理后得到用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标，并将位置坐标传输至确定用户屏幕区域关注内容模块，确定用户屏幕区域关注内容模块对用户关注内容进行确定。本发明可以广泛应用于对屏幕内容的页面布局中。
Description
技术领域
本发明涉及一种信息采集系统及其应用，特别是关于一种基于眼部识别的信息采集系统及其应用。
背景技术
随着电脑和移动终端设备的日益普及，越来越多的用户会在开启视频的情况下浏览网络上所关注的内容，而目前网络上的页面布局是面向所有用户的，对每个用户而言未进行个性化页面布局设置，从而导致用户在网络信息中寻找自己关注内容时非常耗时。
对用户关注电脑或移动终端设备屏幕信息的采集方法通常有两种：鼠标点击法和个人输入法。由于用户在对屏幕上的页面信息进行浏览时，不会对所有内容都用鼠标点击，并且用鼠标点击的内容中也会存在一些误点击的内容，因此用鼠标点击法采集用户关注电脑或移动终端设备屏幕信息时存在不全面和不准确的缺陷。与此同时，用户在浏览页面时，为了方便,可能会直接在网站输入框中输入自己感兴趣的内容,进而对这些内容进行搜索,通过对用户输入的内容进行分析也可以采集用户的信息。但是，用户显然不会对其所有关注和感兴趣的所有内容都进行输入，因此,传统的两种采集方法都存在着不够准确、不全面的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能全面、准确地确定用户屏幕区域关注的内容，以实现对电脑或移动终端页面进行重新布局的基于眼部识别的信息采集系统及其应用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于眼部识别的信息采集系统，其特征在于：它包括用户信息采集模块、人脸与人眼识别模块、确定用户眼部注视屏幕区域模块和确定用户屏幕区域关注内容模块；所述用户信息采集模块将采集到的用户脸部视频信息传输至所述人脸与人眼识别模块，所述人脸与人眼识别模块对每一帧用户视频信息进行人脸与人眼识别处理后传输至所述确定用户眼部注视屏幕区域模块，所述确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入信息进行处理后得到用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标，并将位置坐标传输至所述确定用户屏幕区域关注内容模块，所述确定用户屏幕区域关注内容模块对用户关注内容进行确定。
所述用户采集模块对在电脑或者移动终端前上网用户的正面脸部视频信息采集时，采用外接摄像头或内置摄像头。
所述人脸与人眼识别模块包括灰度处理模块、人脸识别模块、人眼识别模块和眼部区域信息判断模块；所述灰度处理模块对接收到的每一帧用户脸部视频信息进行灰度化处理后，得到每一帧用户脸部视频信息的灰度图像并传输至所述人脸识别模块和人眼识别模块；所述人脸识别模块利用开源图像视频处理库中的人脸分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人脸识别后，得到每一帧灰度图像中人脸的区域位置，所述人眼识别模块利用开源图像视频处理库中的人眼分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人眼识别后，得到每一帧灰度图像中人眼的区域位置，得到的每一帧灰度图像中的人脸和人眼的区域位置信息传输至所述眼部区域信息判断模块；所述眼部区域信息判断模块根据每一帧灰度图像中人脸的区域位置，判断得到的每一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理，如果合理，则将用户的眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心在每一帧灰度图像中的坐标信息传输至所述确定用户眼部注视屏幕区域模块；否则，继续判断下一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理。
所述确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入的用户眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心在每一帧灰度图像中的坐标信息进行分类判断时所用的分类器包含的信息为：用户眼白的左右两端位置在灰度图像中的坐标、用户眼球左右两端位置在灰度图像中的坐标和用户瞳孔的中心位置在灰度图像中的坐标。
所述确定用户屏幕区域关注内容模块包括关注时间判断模块和点击判断模块；所述关注时间判断模块通过比较用户注视屏幕区域的时间t与设定的时间阈值t0之间的关系，判断用户对所注视屏幕区域的内容是否关注；如果t>t0，则判断用户对所注视屏幕区域的内容关注，并且t越大，表明用户对所注视屏幕区域的内容越关注；如果t<t0，则所述点击判断模块对用户所注视屏幕区域的内容做进一步判断，如果用户点击其注视的屏幕区域，则判断用户注视的屏幕区域内容即为用户关注的内容；如果用户未点击其注视的屏幕区域，则判断用户点击的屏幕区域内容不是用户关注的内容。
一种所述信息采集系统的应用，其特征在于：在用于屏幕内容页面布局时，基于眼部识别的信息采集系统所得结果的应用过程为：1）根据确定的用户屏幕区域关注内容，设定用户对屏幕中各个区域内容的关注度，用户未注视的屏幕区域内容的关注度设定为零；2）根据用户对屏幕区域内容的关注度对屏幕区域内容进行排序；3）将用户关注度最高的屏幕区域内容放置于屏幕的中心区域，将用户关注度较高的屏幕区域内容放置于屏幕的用户关注度最高的中心区域的左右两侧；根据用户对屏幕区域内容的关注度，依次放置用户关注的屏幕区域内容，将屏幕区域中央的水平位置放置完毕后，将屏幕区域内容逐渐向屏幕的上方与下方放置，直至所有内容重新放置完毕。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在基于眼部识别的信息采集系统中设置了用户信息采集模块、人脸与人眼识别模块、确定用户眼部注视屏幕区域模块和确定用户屏幕区域关注内容模块，用户采集模块采用外接或内置于电脑或者移动终端的摄像头对上网用户的正面脸部视频信息进行采集，并通过人脸与人眼识别模块和确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入的用户脸部视频信息进行处理，最后通过用户屏幕区域关注内容模块确定用户关注的内容，因此本发明的基于眼部识别的信息采集系统能够全面、准确地确定用户屏幕区域关注的内容。2、本发明由于采用基于眼部识别的信息采集系统确定用户屏幕区域关注的内容，因此本发明能够根据确定的用户屏幕区域关注的内容实现对电脑或移动终端的页面进行重新布局。基于以上优点，本发明可以广泛应用于对电脑、移动终端或电视等屏幕内容的页面布局中。
附图说明
图1是本发明的信息采集系统结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的基于眼部识别的信息采集系统包括用户信息采集模块1、人脸与人眼识别模块2、确定用户眼部注视屏幕区域模块3和确定用户屏幕区域关注内容模块4。用户信息采集模块1将采集到的用户脸部视频信息传输至人脸与人眼识别模块2，人脸与人眼识别模块2对每一帧用户视频信息进行人脸与人眼识别处理后传输至确定用户眼部注视屏幕区域模块3，确定用户眼部注视屏幕区域模块3对输入信息进行处理后得到用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标，并将位置坐标传输至确定用户屏幕区域关注内容模块4，确定用户屏幕区域关注内容模块4根据用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标对用户关注内容进行确定。
上述实施例中，用户采集模块1对在电脑或者移动终端前上网用户的正面脸部视频信息进行采集时可以采用外接或者内置于电脑或者移动终端的摄像头，并将采集到的每一帧用户视频信息输入至人脸与人眼识别模块2。
上述实施例中，人脸与人眼识别模块2包括灰度处理模块21、人脸识别模块22、人眼识别模块23和眼部区域信息判断模块24。灰度处理模块21对接收到的每一帧用户脸部视频信息进行灰度化处理后，得到每一帧用户脸部视频信息的灰度图像并传输至人脸识别模块22和人眼识别模块23；人脸识别模块22利用开源图像视频处理库如OpenCv自带的人脸分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人脸识别后，得到每一帧灰度图像中人脸的区域位置，人眼识别模块23利用开源图像视频处理库如OpenCv自带的人眼分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人眼识别后，得到每一帧灰度图像中人眼的区域位置，得到的每一帧灰度图像中的人脸和人眼的区域位置信息传输至眼部区域信息判断模块24；眼部区域信息判断模块24根据每一帧灰度图像中人脸的区域位置，判断得到的每一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理，如果合理，则将用户的眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心等在每一帧灰度图像中的坐标信息传输至确定用户眼部注视屏幕区域模块3；否则，继续判断下一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理。
上述实施例中，确定用户眼部注视屏幕区域模块3将输入的用户眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心在每一帧灰度图像中的坐标信息输入到提前训练好的BP神经网络或支持向量机等分类器中进行分类判断，得到用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标并输出给确定用户屏幕区域关注内容模块4。其中，提前训练好的分类器包含的信息如表1所示。
表1眼部区域及眼球区域的位置信息
| 需要的用户眼部信息 | 单位（mm） |
| 用户眼白的左右两端位置在灰度图像中的坐标 | (x1,y1),(x2,y2) |
| 用户眼球左右两端位置在灰度图像中的坐标 | (x3,y3),(x4,y4) |
| 用户瞳孔的中心位置在灰度图像中的坐标 | (x5,y5) |
上述实施例中，确定用户屏幕区域关注内容模块4包括关注时间判断模块41和点击判断模块42。关注时间判断模块41通过比较用户注视屏幕区域的时间t与设定的时间阈值t0之间的关系，判断用户对所注视屏幕区域的内容是否关注；如果t>t0，则判断用户对所注视屏幕区域的内容关注，并且t越大，表明用户对所注视屏幕区域的内容越关注。如果t<t0，则点击判断模块42对用户所注视屏幕区域的内容做进一步判断，如果用户点击其注视的屏幕区域，则判断用户注视的屏幕区域内容即为用户关注的内容；如果用户未点击其注视的屏幕区域，则判断用户点击的屏幕区域内容不是用户关注的内容。
由于本发明的基于眼部识别的信息采集系统可以根据采集到的用户脸部和眼部信息判断出用户注视屏幕区域的坐标，进而得到用户屏幕区域关注的内容，因此本发明可以应用在电脑、移动终端和电视等屏幕内容的页面布局上，其具体应用过程包括：
1）根据确定的用户屏幕区域关注内容，设定用户对屏幕中各个区域内容的关注度，其中，用户未注视的屏幕区域内容的关注度设定为零。
2）根据用户对屏幕区域内容的关注度对屏幕区域内容进行排序。
3）将用户关注度最高的屏幕区域内容放置于屏幕的中心区域，将用户关注度较高的屏幕区域内容放置于屏幕的用户关注度最高的中心区域的左右两侧；根据用户对屏幕区域内容的关注度，依次放置用户关注的屏幕区域内容，将屏幕区域中央的水平位置放置完毕后，将屏幕区域内容逐渐向屏幕的上方与下方放置，直至所有内容重新放置完毕，从而根据用户对屏幕区域内容的关注度，完成对电脑或移动终端的屏幕页面的重新布局。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各模块的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (1)
1.一种基于眼部识别的信息采集系统的应用，其特征在于：所述基于眼部识别的信息采集系统包括用户信息采集模块、人脸与人眼识别模块、确定用户眼部注视屏幕区域模块和确定用户屏幕区域关注内容模块；所述用户信息采集模块将采集到的用户脸部视频信息传输至所述人脸与人眼识别模块，所述人脸与人眼识别模块对每一帧用户视频信息进行人脸与人眼识别处理后传输至所述确定用户眼部注视屏幕区域模块，所述确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入信息进行处理后得到用户眼部注视的屏幕区域的位置坐标，并将位置坐标传输至所述确定用户屏幕区域关注内容模块，所述确定用户屏幕区域关注内容模块对用户关注内容进行确定；所述用户信息采集模块对在电脑或者移动终端前上网用户的正面脸部视频信息采集时，采用外接摄像头或内置摄像头；
所述人脸与人眼识别模块包括灰度处理模块、人脸识别模块、人眼识别模块和眼部区域信息判断模块；所述灰度处理模块对接收到的每一帧用户脸部视频信息进行灰度化处理后，得到每一帧用户脸部视频信息的灰度图像并传输至所述人脸识别模块和人眼识别模块；所述人脸识别模块利用开源图像视频处理库中的人脸分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人脸识别后，得到每一帧灰度图像中人脸的区域位置，所述人眼识别模块利用开源图像视频处理库中的人眼分类器对接收到的每一帧用户脸部视频信息的灰度图像进行人眼识别后，得到每一帧灰度图像中人眼的区域位置，得到的每一帧灰度图像中的人脸和人眼的区域位置信息传输至所述眼部区域信息判断模块；所述眼部区域信息判断模块根据每一帧灰度图像中人脸的区域位置，判断得到的每一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理，如果合理，则将用户的眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心在每一帧灰度图像中的坐标信息传输至所述确定用户眼部注视屏幕区域模块；否则，继续判断下一帧灰度图像中的眼部区域及眼球区域的位置信息是否合理；
所述确定用户眼部注视屏幕区域模块对输入的用户眼白左右两端位置、眼球左右两端位置和瞳孔中心在每一帧灰度图像中的坐标信息进行分类判断时所用的分类器包含的信息为：用户眼白的左右两端位置在灰度图像中的坐标、用户眼球左右两端位置在灰度图像中的坐标和用户瞳孔的中心位置在灰度图像中的坐标；
所述确定用户屏幕区域关注内容模块包括关注时间判断模块和点击判断模块；所述关注时间判断模块通过比较用户注视屏幕区域的时间t与设定的时间阈值t0之间的关系，判断用户对所注视屏幕区域的内容是否关注；如果t>t0，则判断用户对所注视屏幕区域的内容关注，并且t越大，表明用户对所注视屏幕区域的内容越关注；如果t<t0，则所述点击判断模块对用户所注视屏幕区域的内容做进一步判断，如果用户点击其注视的屏幕区域，则判断用户注视的屏幕区域内容即为用户关注的内容；如果用户未点击其注视的屏幕区域，则判断用户点击的屏幕区域内容不是用户关注的内容；
在用于屏幕内容页面布局时，基于眼部识别的信息采集系统所得结果的应用过程为：
1)根据确定的用户屏幕区域关注内容，设定用户对屏幕中各个区域内容的关注度，用户未注视的屏幕区域内容的关注度设定为零；
2)根据用户对屏幕区域内容的关注度对屏幕区域内容进行排序；
3)将用户关注度最高的屏幕区域内容放置于屏幕的中心区域，将用户关注度较高的屏幕区域内容放置于屏幕的用户关注度最高的中心区域的左右两侧；根据用户对屏幕区域内容的关注度，依次放置用户关注的屏幕区域内容，将屏幕区域中央的水平位置放置完毕后，将屏幕区域内容逐渐向屏幕的上方与下方放置，直至所有内容重新放置完毕。
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