CN109284002A

CN109284002A - 一种用户距离估算方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN109284002A
Application number: CN201810998616.0A
Authority: CN
Inventors: 付阳; 王云飞; 黄通兵
Original assignee: Beijing Qixin Yiwei Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing 7Invensun Technology Co Ltd; Beijing Qixin Yiwei Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2019-01-29
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: CN109284002B; WO2020042589A1

Abstract

本发明实施例公开了一种用户距离估算方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取用户的眼部图像；通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。本发明实施例通过获取用户的眼部图像，确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，以实现准确的估算出用户到视线追踪装置的距离。

Description

一种用户距离估算方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及视线追踪技术领域，尤其涉及一种用户距离估算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

部分新型台式机显示器、笔记本显示器和平板显示器等各种带有显示平台的操作电子设备具有视线追踪装置。图1为现有技术提供的视线追踪装置的结构示意图，通常来说视线追踪装置是由图像采集装置10、红外光源20、视线追踪装置的主体30侧的数据线联结而成，因人眼对红外光无光感，因此红外光源可以代替一般光源对眼睛进行近距照射，而并不会影响人的正常视觉效果。

部分应用场景需要知道用户到视线追踪装置之间的距离，如果不借助额外测距设备，仅依靠图像采集装置获取的图像，难以测量或计算出该距离。本专利提出一种估算用户到视线追踪装置距离的方法。

发明内容

本发明实施例提供一种用户距离估算方法、装置、设备及存储介质，以实现准确的估算出用户到视线追踪装置的距离。

第一方面，本发明实施例提供了一种用户距离估算方法，该用户距离估算方法包括：

获取用户的眼部图像；

通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

进一步地，所述获取用户的眼部图像，包括：

通过有线和/或无线通信模块接收用户端获取的用户的眼部图像。

进一步地，所述通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，包括：

通过所述眼部图像确定所述眼部图像中眼睛的光斑间距或双眼间距；

根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

进一步地，所述根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，包括：

通过所述光斑间距和/或双眼间距与所述距离的函数关系或是映射表确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用户距离估算装置，包括目标屏幕、视线追踪装置主体、图像采集装置和红外光源，还包括：

无线通信模块，用于接收当前用户端采集的用户的眼部图像；

图像处理模块，与所述无线通信模块相连，用于通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

进一步地，所述无线通信模块具体用于：

进一步地，所述图像处理模块，包括：

光斑间距或双眼间距确定单元，用于通过所述眼部图像确定所述眼部图像中眼睛的光斑间距或双眼间距；

距离确定单元，用于根据所述光斑间距或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

进一步地，所述距离确定单元具体用于：

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，该设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例任一所述的用户距离估算方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例任一所述的用户距离估算方法。

本发明实施例通过获取用户的眼部图像，确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，根据所述距离对所述视线追踪装置主体的位置进行调节，以实现准确的估算出用户到视线追踪装置的距离。

附图说明

图1为现有技术提供的视线追踪装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种用户距离估算方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种用户距离估算方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的一种用户距离估算装置的结构图；

图5是本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的一种用户距离估算方法的流程图，本实施例可适用于对用户到视线追踪装置之间的距离进行估算的情况，该方法可以由用户距离估算装置来执行。其中，用户距离可以是抽象/概括性的描述，即可以为用户特征点到视线追踪装置的距离，或者是多个用户特征点到视线追踪装置的平均距离，用户特征点可以为用户的眉心、左眼、右眼、鼻尖或是额头等位置，视线追踪装置对应的位置可以为视线追踪装置处图像采集装置的光心、传感器或是视线追踪装置处显示器的平面等位置。本发明实施例提供的用户距离估算方法具体包括如下步骤：

S110、获取用户的眼部图像。

具体的，眼部图像可以是通过光源照向眼睛，由眼部图像采集装置对眼部进行拍摄，眼部图像采集装置可以包括至少一个图像采集设备，图像采集设备可以是红外照相机或是红外摄像机等。相应拍摄光源在角膜上的反射点即光斑(也称为普尔钦斑)，由此获取的用户的眼部图像即为用户的带有光斑的眼部图像。

S120、通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

随着眼球转动时，瞳孔中心与光斑的相对位置关系随之发生变化，相应采集到的用户的带有光斑的眼部图像将会反映出相应的位置变化关系，由此根据所述位置变化关系进行视线/注视点估计以进行视线追踪。也就是说，当用户与视线追踪装置的距离过近时，光源照向眼睛而在角膜上形成的光斑与瞳孔中心的相对位置发生变化，相应的带有光斑的眼部图像也不能被眼部图像采集装置捕获到，此时就需要通过获得的用户的带有光斑的眼部图像，实现对用户与视线追踪装置之间的距离的估算。

本发明实施例通过获取用户的眼部图像，确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，以实现准确的估算出用户到视线追踪装置的距离。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种用户距离估算方法的流程图。本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，将步骤获取用户的眼部图像进一步优化为：通过有线和/或无线通信模块接收用户端获取的用户的眼部图像。在此基础上，将步骤所述通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离进一步优化为：通过所述眼部图像确定所述眼部图像中眼睛的光斑间距或双眼间距；根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

相应的，本实施例的方法具体包括：

S210、通过有线和/或无线通信模块接收用户端获取的用户的眼部图像。

用户端可以为各种带有显示平台的操作电子设备的用户，用户端可以设置用于采集电子设备显示平台的屏幕图像的图像采集装置。根据一个实例，用户可以佩戴有智能头戴式设备、例如智能眼镜，该智能头戴式设备具有可以采集电子设备显示平台的屏幕图像的图像采集装置，图像采集装置可以为照相机或摄像头等可以采集目标屏幕图像的装置，本发明实施例仅对此进行解释，而不对此进行限制。

具体的，在获取到用户的眼部图像后，将采集到的眼部图像通过用户端的无线通信模块发送给视线追踪装置端的无线通信模块，即用户端和显示平台的电子设备端可以通过各自内置的无线通讯模块进行无线数据的传输，以使显示平台的电子设备端获取用户端的图像采集设备采集的用户的眼部图像。

S220、通过所述眼部图像确定所述眼部图像中眼睛的光斑间距或双眼间距。

S230、根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法，绝大多数的地图都是遵照一种已知的地理坐标系来显示坐标数据。例如,全国1∶25万地形图就是采用在克拉索夫斯基椭球体上的高斯－克吕格投影。最常用的地理坐标系是经纬度坐标系，这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置，需要说明的是经纬度坐标系不是一种平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其量测面积长度。

在本申请的技术方案中，以真实世界坐标系为基准，假定用户至视线追踪装置的距离为d，同一眼睛中的光斑在像平面上的光斑间距定义为igd(inter glint distance)，双眼间距在像平面上定义为ipd(inter pupil distance)。

可选的，所述根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，包括：

具体的，可以建立d与igd，d与ipd，或d与ipd和ipd之间的映射关系估算d。这种映射关系可以为函数(例如以下函数)或映射表。

d＝f(igd)

d＝f(ipd)

d＝f(igd,ipd)

其中，对于大部分场景和用户至视线追踪装置的距离d，可以有多种函数，根据下述公式进行参考，具体可以为：

具体的，C是个常数。当用户的双眼间距越小(即用户的眼部图像中的双眼距离越远)时，则用户至视线追踪装置的距离越大，用户可根据实际情况的需要决定是否需要减少或是增大用户至视线追踪装置的距离。

或

d＝k_nipdⁿ+...+k₁ipd¹+C

其中，n为估计方程的次数，可以为2，3，4等。

类似的，也可以通过下述公式进行参考，具体为：

具体的，C是个常数。当用户的同一眼睛中的光斑的光斑间距越小时，则用户至视线追踪装置的距离越大，用户可根据实际情况的需要决定是否需要减少或是增大用户至视线追踪装置的距离。

或

d＝k_nigdⁿ+...+k₁igd¹+C

对于以上k和c，可以通过对大量实验对象的经验统计确定，也可以通过视线追踪装置和用户眼球的空间模型的位置关系推导得出。

需要说明的是，可以对ipd或igd的区间，即函数的定义域进行分区，对多个区间采用不同的函数，以得到更精确的结果。

需要说明的是在确定用户与视线追踪装置之间的距离时，具体是采用确定光斑距离还是双眼间距的方式，可以由用户根据实际情况进行选择，本发明实施例仅对此进行解释说明，不对此做任何限制。

本发明实施例通过获取用户的眼部图像，确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，根据所述距离对所述视线追踪装置主体的位置进行调节，其中所述视线追踪装置主体包括图像采集装置和光源。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种用户距离估算装置的结构图，本实施例可适用于对用户到视线追踪装置之间的距离进行估算的情况。

如图4所示，所述用户距离估算装置包括：无线通信模块410和图像处理模块420，其中：

无线通信模块410，用于接收当前用户端采集的用户的眼部图像；

图像处理模块420，与所述无线通信模块相连，用于通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

本实施例的一种用户距离估算装置，通过获取用户的眼部图像，确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，以实现准确的估算出用户到视线追踪装置的距离。

在上述各实施例的基础上，所述无线通信模块410具体用于：

在上述各实施例的基础上，所述图像处理模块420，包括：

距离确定单元，用于根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离。

在上述各实施例的基础上，所述距离确定单元具体用于：

上述各实施例所提供的用户距离估算装置可执行本发明任意实施例所提供的用户距离估算方法，具备执行用户距离估算方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图5是本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备512的框图。图5显示的设备512仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，设备512以通用计算设备的形式表现。设备512的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器516，系统存储器528，连接不同系统组件(包括系统存储器528和处理器516)的总线518。

总线518表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器516或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

设备512典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备512访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器528可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)530和/或高速缓存存储器532。设备512可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储装置534可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线518相连。存储器528可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块542的程序/实用工具540，可以存储在例如存储器528中，这样的程序模块542包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块542通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备512也可以与一个或多个外部设备514(例如键盘、指向设备、显示器524等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备512交互的设备通信，和/或与使得该设备512能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口522进行。并且，设备512还可以通过网络适配器520与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器520通过总线518与设备512的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备512使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器516通过运行存储在系统存储器528中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的用户距离估算方法，该方法包括：

获取用户的眼部图像；

当然，本领域技术人员可以理解，处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的用户距离估算方法的技术方案。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的用户距离估算方法，该方法包括：

获取用户的眼部图像；

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的用户距离估算方法中的相关操作。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种用户距离估算方法，其特征在于，包括：

获取用户的眼部图像；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户的眼部图像，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述用户的眼部图像确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述光斑间距和/或所述双眼间距确定所述用户与视线追踪装置之间的距离，包括：

5.一种用户距离估算装置，包括目标屏幕、视线追踪装置主体、图像采集装置和红外光源，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块具体用于：

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述图像处理模块，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述距离确定单元具体用于：

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的用户距离估算方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的用户距离估算方法。