偏振的视线跟踪制造技术

技术编号:13927070 阅读:52 留言:0更新日期:2016-10-28 09:43
本文公开了涉及确定凝视位置的实施例。在一个实施例中,一种方法包括:沿着去往佩戴着眼镜的用户的眼睛的外向光路径来照射光。在检测到眼镜时,以在随机偏振阶段和单偏振阶段之间切换的偏振模式,对该光进行动态地偏振,其中随机偏振阶段包括沿着外向光路径的第一偏振和沿着反射光路径与第一偏振正交的第二偏振。单偏振阶段具有单偏振。在随机偏振阶段期间,将从眼镜反射的眩光过滤掉,并捕捉瞳孔图像。在单偏振阶段期间,捕捉闪烁图像。基于瞳孔特性和闪烁特性,反复地检测凝视位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
眼睛或视线跟踪系统可以用于确定人的目光的方向和/或位置。在一些例子中,光源可以照亮用户的眼睛或两只眼睛,相应的照相机可以捕捉眼睛的图像。这些图像可以包括来自眼睛角膜的反射或者“闪烁(glint)”。可以利用所捕捉图像中的瞳孔和闪烁的位置,来确定周围环境中的用户目光的方向和/或位置。但是,在用户佩戴着眼镜的情形下,来自光源的光可能从眼镜的镜片造成镜面反射。这种镜面反射可能造成眩光(glare),其可能遮蔽角膜反射闪烁和瞳孔和/或角膜缘的图像。这种眩光可能使视线跟踪系统准确地确定瞳孔和/或闪烁的位置的能力下降。因此,估计的人的目光的方向和/或位置的准确性可能会受影响。
技术实现思路
本文公开了涉及确定用户的眼睛的凝视位置的系统和方法的各个实施例。例如,一个公开的实施例提供了一种用于确定用户的眼睛的凝视位置的方法,其中,沿着从光源到佩戴着眼镜的用户的眼睛的外向(outbound)光路径来照射光。该方法包括:使用图像捕捉设备捕捉的图像,检测用户佩戴着眼镜。在检测到用户佩戴着眼镜时,以按照至少60Hz的速率在随机偏振阶段和单偏振阶段之间反复切换的偏振模式,对光进行动态地偏振,其中,该随机偏振阶段包括沿着位于光源和用户的眼镜之间的外向光路径的光的第一偏振,以及沿着位于眼镜和图像捕捉设备之间的反射光路径与第一偏振正交的第二偏振。单偏振阶段具有沿着外向光路径和反射光路径中的一个或多个的单偏振。在随机偏振阶段期间,将从眼镜反射的眩光(glare)过滤掉,否则该眩光将遮蔽眼睛的瞳孔。在随机偏振阶段期间,当眩光被过滤掉时,按照30Hz或者更高的速率来捕捉瞳孔图像。在单偏振阶段期间,按照30Hz或者更高的速率来捕捉闪烁(glint)图像。基于在瞳孔图像中识别的瞳孔特性,以及在与瞳孔图像的时间相近时捕捉的闪烁图像中识别的闪烁特性,按照至少30Hz的速率来反复地检测凝视位置。提供该概括部分以便以简化形式来选择介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的概念。该概括部分并不是旨在标识本专利技术的关键特征或者本质特征,也不是旨在用于限制本专利技术的保护范围。此外,本专利技术并不限于解决本公开的任何部分中所陈述的任何或者所有缺点。附图说明图1是根据本公开的实施例,用于确定用户的眼睛的凝视位置的视线跟踪系统的示意性视图。图2是根据本公开的实施例,一个房间的示意性透视图,该房间包括佩戴着眼镜的两个用户、包括视线跟踪系统的壁挂式显示器和包括视线跟踪系统的平板计算机。图3是根据本公开的实施例的视线跟踪系统的示意性视图。图4是根据本公开的另一个实施例的视线跟踪系统的示意性视图。图5是根据本公开的另一个实施例的视线跟踪系统的示意性视图。图6是根据本公开的另一个实施例的视线跟踪系统的示意性视图。图7A和图7B是根据本公开的实施例,用于确定用户的凝视位置的方法的流程图。图8是计算设备的一个实施例的简化示意性视图。具体实施方式图1示出了用于确定用户14的眼睛的一个或多个凝视位置的视线跟踪系统10的一个实施例的示意性视图。视线跟踪系统10包括视线跟踪模块16和动态偏振模块20,它们可以存储在计算设备22的大容量存储设备18中。视线跟踪模块16和动态偏振模块20可以装载到存储器26中,并由计算设备22的处理器30执行以实现下面进一步详细描述的方法和过程中的一个或多个。视线跟踪系统10包括一个或多个光源28(例如,LED光源)。在一些例子中,光源28可以包括发出红外光(例如,红外LED)的红外线光源。在其它例子中,光源28可以包括发出可见光的可见光源(例如,用于照相机闪光灯目的的可见LED或者膝上型计算机上的键盘照明)。在一些例子中,光源28可以包括计算设备(例如,移动电话)上的显示器。如下面所进一步详细描述的,光源28可以沿着去往用户的眼睛的外向光路径来照射光。一个或多个偏振滤波器32被配置为对光源28发出的光进行动态地偏振。此外,视线跟踪系统10还包括一个或多个图像捕捉设备34,这些图像捕捉设备34被配置为捕捉从用户的眼镜和眼睛反射和散射的光的图像。在一些例子中,可以将计算设备22、光源28、偏振滤波器32和图像捕捉设备34集成到一个共同的外壳(enclosure)中,以形成单一设备。这些设备可以包括但不限于:台式计算机、PC、手持智能手机、电子阅读器、膝上型计算机、笔记本和平板计算机、显示器、交互式电视、机顶盒、游戏控制台等等。举例而言并参见图2,佩戴着眼镜206的平板电脑用户202可以使用包括视线跟踪系统10的平板电脑210。平板电脑210可以包括LED光源214,伴有偏振滤波器和视线检测照相机218。在其它例子中,光源28、偏振滤波器32和图像捕捉设备34中的一个或多个可以与计算设备22物理地分离,并通信地耦合到计算设备22。举一个例子,光源28、偏振滤波器32和图像捕捉设备34可以位于安装在与壁挂式显示器226相邻的输入设备222中,可以经由有线或者无线连接,利用显示器或者单独的部件(例如,游戏控制台)来通信地耦合到计算设备22。佩戴着眼镜238的游戏用户234可以经由计算设备22上的输入设备222和视线跟踪模块16,利用他的眼睛与显示器226所显示的内容进行交互。应当理解的是,也可以使用多种其它类型和配置的具有各种形状因子的视线跟踪系统10(无论其与计算设备22相分离,还是与计算设备22集成在一起),并落入本公开的保护范围之内。计算设备22可以采用台式计算设备、移动计算设备(比如,智能手机、膝上型计算机、笔记本或者平板计算机)、网络计算机、家庭娱乐计算机、交互式电视、游戏系统或者其它适当类型的计算设备的形式。下面参照图8来更详细地描述关于计算设备22的部件和计算方面的另外细节。再次参见图1,如上所述,在一些例子中,视线跟踪系统10可以包括或者通信耦合到显示设备38。在一个例子中,显示设备38可以包括经由有线或者无线连接来操作性连接到计算设备22的单独显示器(例如,独立的监视器)。显示器38可以包括用于向用户呈现一个或多个视觉元素的显示系统40。视线跟踪模块16可以被配置为以任何适当的方式来确定用户的一只或两只眼睛的视线方向。例如,视线跟踪模块16可以使用瞳孔和角膜反射的图像(其生成图像捕捉设备34所捕捉的角膜闪烁(glint)),来确定瞳孔的中心和这些闪烁的位置。可以使用这些闪烁和瞳孔中心之间的矢量来确定眼睛的凝视位置。举一个例子,可以使用亮瞳(bright pupil)技术,其中在该技术中,来自光源28的照射光与眼睛的光路径同轴,其造成从视网膜反射出光。在其它例子中,可以使用暗瞳(dark pupil)技术,其中在该技术中,照射光偏离所述光路径。为了说明本公开起见,提供使用暗瞳技术的视线跟踪系统10的例子。如根据图像捕捉设备34采集的图像数据所确定的角膜闪烁和瞳孔的图像,可以用于确定每一只眼睛的光轴。利用该信息,视线跟踪模块16确定用户正在注视的方向和/或用户正在注视的是什么物理对象或者视觉对象。此外,视线跟踪模块16还可以确定用户正在注视物理或视觉对象上的什么点。随后,可以将该视线跟踪数据提供给计算设备22,一个或多个应用或者其它程序可以根据需要来使用该视线跟踪数据。现在还参见图3-6,现在提供视线跟踪系统10的示例性实施例的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定用户的眼睛的凝视位置的方法,所述方法包括:沿着从光源到佩戴着眼镜的所述用户的所述眼睛的外向光路径来照射光;使用由图像捕捉设备捕捉的图像,检测所述用户佩戴着眼镜;在检测到所述用户佩戴着眼镜时,以按照至少60Hz的速率在随机偏振阶段和单偏振阶段之间反复切换的偏振模式,对所述光进行动态地偏振,其中,所述随机偏振阶段包括沿着位于所述光源和所述用户的所述眼镜之间的所述外向光路径的所述光的第一偏振,以及沿着位于所述眼镜和所述图像捕捉设备之间的反射光路径与所述第一偏振正交的第二偏振,所述单偏振阶段具有沿着所述外向光路径和所述反射光路径中的一个或多个的单偏振;在所述随机偏振阶段期间,将从所述眼镜反射的眩光过滤掉,否则所述眩光将遮蔽所述眼睛的瞳孔;在所述随机偏振阶段期间,当所述眩光被过滤掉时,按照30Hz或者更高的速率来捕捉瞳孔图像;在所述单偏振阶段期间,按照30Hz或者更高的速率来捕捉闪烁图像;以及基于在所述瞳孔图像中识别的瞳孔特性,以及在与所述瞳孔图像的时间相近时捕捉的所述闪烁图像中识别的闪烁特性,按照至少30Hz的速率来反复地检测所述凝视位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.26 US 14/191,3051.一种用于确定用户的眼睛的凝视位置的方法,所述方法包括:沿着从光源到佩戴着眼镜的所述用户的所述眼睛的外向光路径来照射光;使用由图像捕捉设备捕捉的图像,检测所述用户佩戴着眼镜;在检测到所述用户佩戴着眼镜时,以按照至少60Hz的速率在随机偏振阶段和单偏振阶段之间反复切换的偏振模式,对所述光进行动态地偏振,其中,所述随机偏振阶段包括沿着位于所述光源和所述用户的所述眼镜之间的所述外向光路径的所述光的第一偏振,以及沿着位于所述眼镜和所述图像捕捉设备之间的反射光路径与所述第一偏振正交的第二偏振,所述单偏振阶段具有沿着所述外向光路径和所述反射光路径中的一个或多个的单偏振;在所述随机偏振阶段期间,将从所述眼镜反射的眩光过滤掉,否则所述眩光将遮蔽所述眼睛的瞳孔;在所述随机偏振阶段期间,当所述眩光被过滤掉时,按照30Hz或者更高的速率来捕捉瞳孔图像;在所述单偏振阶段期间,按照30Hz或者更高的速率来捕捉闪烁图像;以及基于在所述瞳孔图像中识别的瞳孔特性,以及在与所述瞳孔图像的时间相近时捕捉的所述闪烁图像中识别的闪烁特性,按照至少30Hz的速率来反复地检测所述凝视位置。2.根据权利要求1所述的方法,其中,检测所述用户佩戴着眼镜还包括:确定所述眩光中的一个或多个在所捕捉的图像中位于所述用户的所述眼睛附近。3.根据权利要求1所述的方法,其中,以偏振模式对所述光进行动态地偏振还包括:按照120Hz的速率,在所述随机偏振阶段和所述单偏振阶段之间反复地切换。4.根据权利要求1所述的方法,其中,按照60Hz的速率来捕捉所述瞳孔图像和所述闪烁图像,按照60Hz的速率来反复地检测所述凝视位置。5.根据权利要求1所述的方法,还包括:检测所述用户没有佩戴着眼镜;在检测到所述用户没有佩戴着眼镜时,避免以在所述随机偏振阶段和所述单偏振阶段之间反复地切换的所述偏振模式对所述光进行动态地偏振;以及按照30Hz或者更高的速率,在所述单偏振阶段期间,捕捉所述瞳孔图像和所述闪烁图像。6.一种用于确定用户的眼睛的凝视位置的视线跟踪系统,所述视线跟踪系统包括:光源,用于沿着去往佩戴着眼镜的所述用户的所述眼睛的外向...

【专利技术属性】
技术研发人员:V·图克拉尔S·辛哈V·普拉迪普T·A·拉奇N·S·克亚姆D·尼斯特
申请(专利权)人:微软技术许可有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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