曝光时间控制制造技术

公开一种控制曝光时间的方法，包括从图像传感器接收眼睛的图像，所述图像由图像传感器在第一曝光时间期间检测光所得到。将瞳孔强度确定为图像中的眼睛的瞳孔的表示的强度，并且将虹膜强度确定为图像中的眼睛的虹膜的表示的强度。此外，将瞳孔‑虹膜对比度确定为图像中的瞳孔的表示与图像中的虹膜的表示之间的对比度。在确定瞳孔强度满足强度条件的情况下，确定不同于第一曝光时间的经强度补偿的曝光时间，并且在确定瞳孔‑虹膜对比度满足对比度条件的情况下，确定不同于第一曝光时间的经对比度补偿的曝光时间。此外，基于任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间来设定第二曝光时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】曝光时间控制
本公开总的来说涉及眼睛追踪领域。具体来说，本公开涉及用于在捕捉眼睛的图像时控制曝光时间的系统和方法。
技术介绍
在眼睛追踪应用中，检索用户的眼睛的数字图像，并分析数字图像以便估计用户的注视方向。实现这种估计有不同方法。在一些方法中，当检索用户的眼睛的图像时，使用环境光，并且在一些方法中，使用额外光源(发光器)来照射眼睛以用于检索用户的眼睛的图像。通常，注视的估计是基于用户的眼睛的瞳孔的识别以及用户的眼睛中的闪光(角膜反射)的识别。为了在眼睛的图像中识别眼睛的瞳孔，图像中的眼睛的瞳孔的表示与虹膜的表示之间的对比度必须足够。一种已知的眼睛追踪方法包含使用红外光和图像传感器。红外光被引导向用户的瞳孔，并且光的反射被图像传感器捕捉。通过对反射点的分析，可计算用户注视的方向。一种这样的系统描述在US7,572,008(其全部内容以引用方式并入本文中)中。在US2015/0199559中所公开的另一种已知方法中，在眼睛的所捕捉的图像中识别的包含瞳孔和虹膜的眼睛特征以及来自光源的角膜反射(闪光)用于眼睛追踪。在所述方法中，眼睛追踪软件可检测一个或更多个瞳孔和虹膜，并且可基于瞳孔与虹膜之间的对比度来调整相机曝光时间，以便优化后续图像中的检测。虽然如此，但基于用户的眼睛的瞳孔的识别和闪光的识别的已知方法和系统中仍存在潜在导致难以确定注视方向的一些因素。例如，在一些情形下，闪光的识别可变得困难或不可能。需要提供解决已知系统和方法的问题中的一个或更多个问题的进一步的系统和方法。
技术实现思路
本公开的目标是解决已知系统和方法的问题中的至少一个。根据第一方面，提供一种控制曝光时间的方法，包括从图像传感器接收眼睛的图像，所述图像由图像传感器在第一曝光时间期间检测光所得到。将瞳孔强度确定为图像中的眼睛的瞳孔的表示的强度，并且将虹膜强度确定为图像中的眼睛的虹膜的表示。接着，将瞳孔-虹膜对比度确定为图像中的瞳孔的表示与图像中的虹膜的表示之间的对比度。在确定瞳孔强度满足强度条件的条件下，确定不同于第一曝光时间的经强度补偿的曝光时间，并且在确定瞳孔-虹膜对比度满足对比度条件的条件下，确定不同于第一曝光时间的经对比度补偿的曝光时间。此外，基于任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间来设定第二曝光时间。如上文所指出的，基于用户的眼睛的瞳孔的识别以及闪光的识别的已知方法和系统中仍存在可能潜在导致难以确定注视方向的一些因素。例如，在注视方向基于用户的至少一只眼睛的瞳孔和闪光(角膜反射)的识别的应用场合下，过高强度可能导致这样的情形：即在图像中的瞳孔的表示中出现的任何闪光将难以识别或不可能识，因为图像中的瞳孔自身的表示的强度将与图像中的瞳孔的表示上的闪光的表示的强度相同或接近。在瞳孔强度满足强度条件的情况下确定经强度补偿的曝光时间，以及在瞳孔-虹膜对比度满足对比度条件的情况下确定经对比度补偿的曝光时间，以及接着基于任何经强度补偿的曝光时间和任何经对比度补偿的曝光时间来设定第二曝光时间，这将允许基于强度条件与对比度条件两者的控制。图像传感器可以是任何类型的成像传感器，诸如，由含有像素传感器的阵列的集成电路组成的图像传感器，每个像素含有光电检测器和有源放大器。图像传感器能够将光转换为数字信号。实际上，作为实例，图像传感器可以是：·红外图像传感器或IR图像传感器·RGB传感器·RGBW传感器·具有IR滤光片的RGB或RGBW传感器图像传感器的快门机构可以是滚动快门或全局快门。快门机构可以是机械机构，或者可以是电子快门或其组合。在替代方案中，不使用快门，并且通过控制一个或更多个发光器照射眼睛的时间或任何其它合适方式来控制照明时间，从而控制曝光时间。眼睛可例如由一个或更多个发光器照射，所述发光器可例如是诸如发光二极管等光源，并且所发射的光可以是可见光或红外光。在本文中，曝光时间是图像传感器检测为了捕捉图像的光的持续时间。可例如通过以下方式来实现所设定的曝光时间：控制图像传感器处(或图像传感器与将在图像中捕捉的眼睛之间的任何位置处)的快门打开，并且接着持续所设定的曝光时间地使快门保持打开，并且接着关闭快门。在作为使用图像传感器处的快门的替代方案中，可通过以下方式来实现所设定的曝光时间：控制用于照射眼睛的一个或更多个发光器，以使得来自眼睛的反射将可被图像传感器检测到。接着，通过持续所设定的曝光时间地控制发光器使之保持接通并且接着关断来控制曝光时间。可使用任何方式来通过控制快门、发光器等来控制曝光时间以获得图像，所述图像由图像传感器在确定的曝光时间期间检测的光所得到。在实施例中，将第二曝光时间设定为任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间中的较短的一个时间。通过选择两个可能的经补偿的曝光时间中的较短的一个时间，基于期望对比度而进行的补偿将导致将使瞳孔强度变得过高的曝光时间的风险将降低。例如，在注视方向基于瞳孔和闪光(角膜反射)的识别的应用中，过高强度可导致出现在图像中的瞳孔的表示中的任何闪光将难以识别或不可能识别，这是因为图像中的瞳孔自身的表示的强度将与图像中的瞳孔的表示上的闪光的表示的强度相同或接近。根据一些实施例，通过对与图像中的瞳孔的表示的周边区域的像素相关的图像的瞳孔像素强度值进行采样来确定瞳孔强度，所述瞳孔的表示的周边区域与图像中的虹膜的表示接壤。接着，将瞳孔强度确定为经采样的瞳孔像素强度值的至少一个子集的平均值。通过对图像中的瞳孔的表示的周边区域的像素进行采样，就图像中的瞳孔和虹膜的表示之间的对比度而言瞳孔的最相关部分用于对比度确定。周边区域可例如被定义为半径等于瞳孔的半径的第一圆以及与第一圆同心的半径较小的第二圆之间的区域。用于确定瞳孔强度的子集优选是代表周边区域中与虹膜强度形成对比度的瞳孔强度的子集。根据一些实施例，通过对与图像中的虹膜的表示的周边区域的像素相关的图像的虹膜像素强度值进行采样来确定虹膜强度，所述虹膜的表示的周边区域与图像中的瞳孔的表示接壤。接着，将虹膜强度确定为经采样的虹膜像素强度值的至少一个子集的平均值。通过对图像中的虹膜的表示的周边区域的像素进行采样，就图像中的虹膜和瞳孔的表示之间的对比度而言虹膜的最相关部分用于对比度确定。周边区域可例如被定义为半径等于瞳孔的半径的第一圆以及与第一圆同心的半径较大的第二圆之间的区域。用于确定虹膜强度的子集优选是周边区域中与瞳孔强度形成对比度的虹膜强度的子集。根据一些实施例，经采样的瞳孔像素强度值的至少一个子集是具有最低强度值的预定百分比的经采样的瞳孔像素强度值。可例如根据递增的强度值将经采样的瞳孔像素强度值在直方图中排序。接着，筛除顶部百分比，并对剩余的经采样的瞳孔像素强度值计算平均值。根据一些实施例，经采样的虹膜像素强度值的至少一个子集是具有最低强度值的预定百分比的经采样的虹膜像素强度值。可例如根据递增的强度值将经采样的虹膜像素强度值排序。接着，筛除顶部百分比，并对剩余的经采样的虹膜像素强度值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制曝光时间的方法，包括：/n从图像传感器(113)接收眼睛的图像，所述图像由所述图像传感器(113)在第一曝光时间期间检测光所得到；/n将瞳孔强度确定为所述图像中的所述眼睛的瞳孔的表示的强度；/n将虹膜强度确定为所述图像中的所述眼睛的虹膜的表示的强度；/n将瞳孔-虹膜对比度确定为所述图像中的所述瞳孔的所述表示与所述图像中的所述虹膜的所述表示之间的对比度；/n在确定所述瞳孔强度满足强度条件的情况下，确定不同于所述第一曝光时间的经强度补偿的曝光时间；/n在确定所述瞳孔-虹膜对比度满足对比度条件的情况下，确定不同于所述第一曝光时间的经对比度补偿的曝光时间；以及/n基于任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间来设定第二曝光时间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制曝光时间的方法，包括：
从图像传感器(113)接收眼睛的图像，所述图像由所述图像传感器(113)在第一曝光时间期间检测光所得到；
将瞳孔强度确定为所述图像中的所述眼睛的瞳孔的表示的强度；
将虹膜强度确定为所述图像中的所述眼睛的虹膜的表示的强度；
将瞳孔-虹膜对比度确定为所述图像中的所述瞳孔的所述表示与所述图像中的所述虹膜的所述表示之间的对比度；
在确定所述瞳孔强度满足强度条件的情况下，确定不同于所述第一曝光时间的经强度补偿的曝光时间；
在确定所述瞳孔-虹膜对比度满足对比度条件的情况下，确定不同于所述第一曝光时间的经对比度补偿的曝光时间；以及
基于任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间来设定第二曝光时间。


2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第二曝光时间设定为任何所确定的经强度补偿的曝光时间和任何所确定的经对比度补偿的曝光时间中的较短一个。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中将瞳孔强度确定为所述图像中的所述眼睛的瞳孔的表示的强度包括：
对与所述图像中的所述瞳孔的表示的周边区域的像素相关的所述图像的瞳孔像素强度值进行采样，所述周边区域与所述图像中的所述虹膜的所述表示接壤；以及
将瞳孔强度确定为所述经采样的瞳孔像素强度值的至少一个子集的平均值，
并且其中将虹膜强度确定为所述图像中的虹膜的表示的强度包括：
对与所述图像中的所述虹膜的表示的周边区域的像素相关的所述图像的虹膜像素强度值进行采样，所述周边区域与所述图像中的所述瞳孔的所述表示接壤；以及
将虹膜强度确定为所述经采样的虹膜像素强度值的至少一个子集的平均值。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述经采样的瞳孔像素强度值的所述至少一个子集是具有最低强度值的预定百分比的所述经采样的瞳孔像素强度值。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述经采样的虹膜像素强度值的所述至少一个子集是具有最低强度值的预定百分比的所述经采样的虹膜像素强度值。


6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中在确定所述瞳孔强度满足强度条件的情况下，确定不同于所述第一曝光时间的经强度补偿的曝光时间包括：在确定所述瞳孔强度高于第一强度阈值的情况下，确定比所述第一曝光时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·林登，
申请(专利权)人：托比股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE