头部姿势和分心估计制造技术

一种用于估计用户的头部姿势角度的计算机实现方法，包括：确定与所述用户的多个图像的第一图像相关联的第一头部姿势轴和与拍摄所述图像的相机相关联的相机轴之间的第一旋转。在与所述用户的第二图像相关联的第二头部姿势轴和所述相机轴之间确定第二旋转。根据所述多个图像中的光反射，确定所述第一和第二头部姿势轴。可以根据所述第一旋转和所述第二旋转估计所述用户的头部姿势角度。可以根据估计的头部姿势角度生成警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】头部姿势和分心估计相关申请案交叉申请本申请要求于2018年1月9日递交的专利技术名称为“头部姿势和分心估计”的第15/865,732号美国申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。
本专利技术涉及估计人类关注焦点，在特定实施例中，还涉及头部姿势和分心估计。
技术介绍
随着手持智能设备的普及，分心驾驶是道路上增长最快的安全问题之一。例如，根据国家安全委员会的数据，至少27％的车祸涉及到手机相关的驾驶员分心，包括拨号、短信、接听等。在美国，汽车事故是第四大死因。这些分心驾驶事故造成了大量的生命损失和经济损失。人类头部姿势被广泛认为是估计人类注意力焦点的重要视觉提示。特别地，在汽车环境中，头部姿势估计是注意力监测和驾驶员行为分析的关键要素之一，在分心驾驶系统中具有适用性。
技术实现思路
现描述各种示例从而以简化的形式引入概念的选择，这些概念将在以下具体实施方式中进行进一步的描述。本
技术实现思路
的目的不在于识别权利要求书保护的主题的关键或必要特征，也不在于限制权利要求书保护的主题的范围。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于估计用户的头部姿势角度的计算机实现方法。所述方法可以包括一个或多个处理器确定与所述用户的多个图像的第一图像相关联的第一头部姿势轴和与拍摄所述图像的相机相关联的相机轴之间的第一旋转。所述一个或多个处理器可以确定与所述用户的所述多个图像的第二图像相关联的第二头部姿势轴和所述相机轴之间的第二旋转。根据所述多个图像中的光反射，确定所述第一和第二头部姿势轴。所述一个或多个处理器根据所述第一旋转和所述第二旋转估计所述用户的头部姿势角度。所述一个或多个处理器可以根据所述估计的头部姿势角度生成警报。可选地，在上述任一实施例中，所述光反射包括来自多个光源的角膜反射。所述一个或多个处理器还能根据所述用户的眼睛的至少一个图像检测所述角膜反射。所述一个或多个处理器根据所述角膜反射确定所述用户的眼睛的角膜曲率中心的三维(three-dimensional，简称3D)坐标，所述第一和第二头部姿势轴根据所述确定的3D坐标居中。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于检索所述用户的面部特征参数，其中，所述面部特征参数指示所述用户的多个面部特征相对于初始头部姿势轴的3D坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述面部特征参数可用于检测所述第一图像和所述第二图像中的所述多个面部特征。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述检测到的所述多个面部特征可用于确定所述第一旋转和所述第二旋转。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于确定所述角膜反射的来源，其中，所述来源包括所述用户的左眼或所述用户的右眼。可选的，在上述任一实施例中，所述多个面部特征的3D坐标涉及：到所述左眼的角膜曲率中心、所述右眼的所述角膜曲率中心或两眼的所述角膜曲率中心之间的中点。可选的，在上述任一实施例中，所述多个面部特征包括所述用户的眼睛和所述用户的嘴巴中的一个或两个。可选的，在上述任一实施例中，所述第一图像为所述用户的正面姿势图像，所述第二图像为继所述第一图像后获得的图像。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于根据所述第一图像确定所述用户的所述多个面部特征的第一组二维(two-dimensional，简称2D)坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于根据检索到的面部特征参数中的3D坐标，确定所述用户的所述多个面部特征的第二组2D坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于根据所述第一组2D坐标与所述第二组2D坐标之间对应的面部特征，确定表示所述第一旋转的多个旋转角度。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于进一步根据所述相机的内部矩阵确定所述第二组2D坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述第一图像包括所述相机拍摄的第一组图像，所述一个或多个处理器可用于根据与所述第一组图像关联的旋转角度的平均值确定所述第一旋转。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器至少使用所述多个图像的所述第一图像可用于检测所述用户的面部和叠加在所述用户的脸上的图案。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于确定所述图案中一组角点的初始二维(two-dimensional，简称2D)坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器至少使用所述多个图像中的所述第二图像可用于确定所述一组角点的后续2D坐标。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述一组角点的初始和后续2D坐标可用于确定基本矩阵。所述基本矩阵把所述后续2D坐标与所述一组角点的初始2D坐标相关联。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述基本矩阵和所述相机的内部矩阵可用于确定本质矩阵。可选地，在上述任一实施例中，所述本质矩阵包括旋转元件和表示所述用户在所述第一图像和所述第二图像之间运动的平移元件。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述本质矩阵的旋转元件可用于估计所述用户的头部姿势角度。可选地，在上述任一实施例中，该图案为预定义图案。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器可用于检索所述用户的多个随机头部姿势图像。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器使用所述多个随机头部姿势图像可用于提取所述预定义图案的角点。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据提取的所述预定义图案的角点可用于生成所述内部矩阵。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器在所述用户佩戴的面具上可用于检测所述图案。可选地，在上述任一实施例中，所述图案为随机图案或棋盘图案中的一种。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于估计用户的头部姿势角度的系统。所述系统包括包含指令的存储器以及与所述存储器通信的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器执行所述指令，以确定与所述用户的多个图像的第一图像相关联的第一头部姿势轴和与拍摄所述图像的相机相关联的相机轴之间的第一旋转。所述一个或多个处理器执行所述指令，以确定与所述用户的所述多个图像的第二图像相关联的第二头部姿势轴和所述相机轴之间的第二旋转。根据所述多个图像中的光反射，确定所述第一和第二头部姿势轴。所述一个或多个处理器根据所述第一旋转和所述第二旋转执行所述指令，以估计所述用户的头部姿势角度。所述一个或多个处理器执行所述指令，以根据所述估计的头部姿势角度生成警报。可选地，在上述任一实施例中，所述光反射包括来自多个光源的角膜反射。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器执行所述指令，以进一步根据所述用户的眼睛的至少一个图像进行角膜反射检测。可选地，在上述任一实施例中，所述一个或多个处理器根据所述角膜反射执行所述指令，以确定所述用户的眼睛的角膜曲率中心的三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种估计用户的头部姿势角度的计算机实现方法，其特征在于，所述方法包括：/n一个或多个处理器确定与所述用户的多个图像的第一图像相关联的第一头部姿势轴和与拍摄所述图像的相机相关联的相机轴之间的第一旋转；/n所述一个或多个处理器确定与所述用户的所述多个图像中的第二图像相关联的第二头部姿势轴与所述相机轴之间的第二旋转，其中，所述第一头部姿势轴和所述第二头部姿势轴根据所述多个图像中的光反射确定；/n所述一个或多个处理器根据所述第一旋转和所述第二旋转估计所述用户的头部姿势角度；/n所述一个或多个处理器根据所述估计的头部姿势角度，生成警报。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180109 US 15/865,7321.一种估计用户的头部姿势角度的计算机实现方法，其特征在于，所述方法包括：
一个或多个处理器确定与所述用户的多个图像的第一图像相关联的第一头部姿势轴和与拍摄所述图像的相机相关联的相机轴之间的第一旋转；
所述一个或多个处理器确定与所述用户的所述多个图像中的第二图像相关联的第二头部姿势轴与所述相机轴之间的第二旋转，其中，所述第一头部姿势轴和所述第二头部姿势轴根据所述多个图像中的光反射确定；
所述一个或多个处理器根据所述第一旋转和所述第二旋转估计所述用户的头部姿势角度；
所述一个或多个处理器根据所述估计的头部姿势角度，生成警报。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光反射包括来自多个光源的角膜反射，所述方法还包括：
所述一个或多个处理器根据所述用户的眼睛的至少一个图像检测所述角膜反射；
所述一个或多个处理器根据所述角膜反射确定所述用户的眼睛的角膜曲率中心的三维(three-dimensional，简称3D)坐标，所述第一和第二头部姿势轴根据所述确定的3D坐标居中。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述一个或多个处理器检索所述用户的面部特征参数，其中，所述面部特征参数指示所述用户的多个面部特征相对于初始头部姿势轴的3D坐标；
所述一个或多个处理器根据所述面部特征参数检测所述第一图像和所述第二图像中的所述多个面部特征；
所述一个或多个处理器根据所述检测到的所述多个面部特征确定所述第一旋转和所述第二旋转。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
所述一个或多个处理器确定所述角膜反射的来源，其中，所述来源包括所述用户的左眼或所述用户的右眼。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个面部特征的所述3D坐标涉及：
所述左眼角膜曲率中心，
所述右眼角膜曲率中心，
根据确定的来源，双眼的角膜曲率中心之间的中点。


6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个面部特征包括所述用户的眼睛和所述用户的嘴巴中的一个或两个。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像为所述用户的正面姿势图像，所述第二图像为继所述第一图像后获得的图像。


8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述第一旋转包括：
根据所述第一图像确定所述用户的所述多个面部特征的第一组二维(two-dimensional，简称2D)坐标；
根据检索到的面部特征参数中的3D坐标，确定所述用户的所述多个面部特征的第二组2D坐标；
根据所述第一组2D坐标与所述第二组2D坐标之间对应的面部特征，确定表示所述第一旋转的多个旋转角度。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步根据所述相机的内部矩阵确定所述第二组2D坐标。


10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像包括所述相机拍摄的第一组图像，所述方法还包括：
所述一个或多个处理器根据与所述第一组图像关联的旋转角度的平均值确定所述第一旋转。


11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述一个或多个处理器至少使用所述多个图像的所述第一图像检测所述用户的面部和叠加在所述用户面部的图案；
所述一个或多个处理器确定所述图案中一组角点的初始二维(two-dimensional，简称2D)坐标；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，法提赫·波里克利，于海，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44