眼球侦测装置、瞳孔侦测方法与虹膜辨识方法_3

文档序号:8339949阅读:来源:国知局
球侦测装置300与眼球侦测装置200之间的差异来进行详细说明,而相同特征则不再赘述。
[0086]第三实施例的眼球侦测装置300包括光学组件210、影像传感器120、运算单元230以及控制单元340。光学组件210提供多个入射光LI以在瞳孔Pl的附近形成多个亮点Gl。控制单元340能控制入射光入射至眼球El的时间点,即控制单元340能控制光学组件110于不同的时间点分别提供入射光LI至眼球E1。影像传感器120用于撷取不同时间点的眼球影像,而眼球影像分别包括这些亮点Gla或Glb,即分别于不同时间点所撷取的眼球影像之中皆显示出亮点Gla或Gib。运算单元230分析于不同时间点的眼球影像的灰度值,并且依此获得这些亮点Gl的分布位置,并且由亮点Gla以及Glb的分布位置据以判断瞳孔Il位置。
[0087]具体而言,控制单元340用于控制光学组件210提供入射光LI入射至眼球El的时间点,也就是说,控制单元340控制光学组件210于不同的时间点分别提供入射光LI。影像传感器120用于撷取于不同时间点的眼球影像,而这些于不同时间点所撷取的眼球影像皆显示出亮点Gla或Gib。运算单元230除了判断以及分析这些于不同的时间点下眼球影像的灰度值之外,运算单元230更可以传递指令至控制单元340,从而使控制单元340控制光学组件210提供入射光LI的时间点。
[0088]图3B是本发明第二实施例提供的瞳孔侦测方法的流程示意图。请参阅图3A和图3B。
[0089]执行步骤S301,控制单元340控制光学组件210于第一时间点提供多道入射光LI。这些入射光L入射至瞳孔Pl附近的虹膜Il区域反射以形成多个第一亮点Gla,而且第一亮点Gla的位置对应于入射光LI发射处的位置。值得说明的是,本实施例可采用包括多个光源112而不包括任何分光组件114的光学组件210。
[0090]接着,执行步骤S302,透过影像传感器120撷取于第一时间点的第一眼球影像。影像传感器120所拍摄的第一眼球影像是在第一时间点时所拍摄的,并且显示出使用者的眼部的影像以及第一亮点Gla的影像。而影像传感器120将所拍摄的第一眼球影像的数据传输至运算单元230。
[0091]接着,执行步骤S303,控制单元340控制光学组件210于第二时间点提供多道入射光LI入射至瞳孔Pl附近的虹膜Il区域。入射光LI反射以再度形成多个第二亮点Glb,而且第二亮点Glb的位置对应于入射光LI发射处的位置。值得注意的是,所述第二时间点不同于第一时间点,而于第二时间点所形成的第二亮点Glb的位置与于第一时间点所形成的第一亮点Gla的位置不同。详细来说,在第一时间点时,仅部分的光源112发出入射光LI,而在第二时间点时,仅另一部分的光源112发出入射光LI。
[0092]举例而言,光源212的数量可为四个,而且此四个光源212的位置可呈现矩形排列,其中矩形的长宽比为2比I。控制单元340可以控制四个光源212在第一时间点时先仅提供其中位于对角的两个光源212,而控制单元340在第二时间点时在控制位于另外对角的两个光源212。不过,值得说明的是,本发明并不对于不同时间点下所提供入射光LI的光源212的位置以及数量加以限制,也不限制这些光源212随不同时间点的发光顺序。
[0093]接着,执行步骤S304,透过影像传感器120撷取于第二时间点的第二眼球影像。影像传感器120所拍摄的第二眼球影像中显示出使用者的眼部的影像以及第二亮点Glb的影像。而影像传感器120将所拍摄的第二眼球影像的数据传输至运算单元230。
[0094]值得说明的是,所述第一时间点即为使用者开始使用眼球侦测装置300的某一时间点,而第二时间点即有别于第一时间点的另一时间点。第一眼球影像则为影像传感器120在第一时间点时所拍摄的眼球影像,而第二眼球影像则为影像传感器120在第二时间点时所拍摄的眼球影像。
[0095]接着,执行步骤S305,分析第一眼球影像以及第二眼球影像的灰度值以获得第一亮点Gla以及第二亮点Glb的分布位置。详细而言,运算单元230分别分析第一眼球影像以及第二眼球影像的灰度值分布,可以得知在第一眼球影像以及第二眼球影像之中所有灰度值接近最大值的像素所分布的位置、形状以及范围。依此,透过分析比对所有灰度值接近最大值的像素所分布的位置、形状以及范围,而进一步推测出第一眼球影像以及第二眼球影像中的所有第一亮点Gla以及第二亮点Glb位置。
[0096]接着,执行步骤S306,对第一眼球影像以及第二眼球影像执行影像相减(ImageSubtract1n)。值得注意的是,在本实施例中,光源212的数量为四个,在第一眼球影像中,第一亮点Gla仅由其中位于对角的两个光源212所提供。而在第二眼球影像中,第二亮点Glb由另外对角的两个光源212所提供。将第一眼球影像以及第二眼球影像相对应像素的灰度值相减,将会得到的此两幅影像的差值影像,例如差值影像的差异灰度值将介于-255至255之间。
[0097]值得说明的是,由于第一眼球影像中的第一亮点Gla影像位置以及第二眼球影像中的第二亮点Glb影像位置并不重迭,依此,在第一眼球影像与第二眼球影像执行影像相减之后所产生的差值影像之中,对应第一亮点Gla影像位置以及第二亮点Glb影像位置的灰度值为极值。举例而言,依此,在所述差值影像之中,对应第一眼球影像中的第一亮点Gla位置的灰度值最高,而对应第二眼球影像中的第二亮点Glb位置的灰度值(例如是负灰度值)最低。
[0098]依此,在所述差值影像之中,对应于两个第一亮点Gla以及两个第二亮点Glb位置的灰度值呈现出一特殊图案。而此特殊图案由两个最亮点以及两个最暗点所定义。不过,在其它实施例中,可以是以第二眼球影像减去第一眼球影像,从而在其差值影像之中,对应第二眼球影像中的亮点Gl位置的灰度值最高,而对应第一眼球影像中的亮点Gl位置的灰度值最低。本发明并不对此加以限制。
[0099]进一步来说,当运算单元230在判断第一亮点Gla以及第二亮点Glb的位置时,根据差值影像分析所有灰度值接近最大值(255)与最小值(-255)的像素所分布的位置、形状以及范围而推测出差值影像中第一亮点Gla与第二亮点Glb的位置。而后,运算单元230判断所推测出的第一亮点Gla或者第二亮点Glb的位置排列是否对应于上述特殊图案,进而更进一步确认差值影像中的第一亮点Gla以及第二亮点Glb的位置。
[0100]据此,藉由控制单元340于不同的时间点控制不同的入射光LI入射的位置,从而能改变不同时间点的眼球影像中的第一亮点Gla以及第二亮点Glb位置,并经由影像相减步骤后能透过灰度值以及所述特殊图案而更加确认第一亮点Gla以及第二亮点Glb位置,帮助降低寻找错误亮点Gl位置的机率。
[0101]接着,执行步骤S207,运算单元230透过第一亮点Gla以及第二亮点Glb的分布位置据以判断瞳孔Pl的位置。详细而言,运算单元230先选取适当临界灰度值,而原始第一影像中的瞳孔Pl的灰度值小于所述临界灰度值,而差值影像中的多个第一亮点Gla或者第二亮点Glb的灰度值的绝对值大于所述临界灰度值。利用临界灰度值,运算单元230能确认这些第一亮点Gla或者第二亮点Glb的分布位置。在确认第一亮点Gla或者第二亮点Glb的分布位置之后,运算单元230扫描第一亮点Gla或者第二亮点Glbl的分布位置的附近检视区域Ml内的灰度值分布,并且判断在检视区域Ml内原始第一影像的灰度值所小于临界灰度值的部份。
[0102]举例而言,在所述差值影像之中,对应第一亮点Gla影像位置以及第二亮点Glb影像位置的灰度值为极值,对应第一眼球影像中的第一亮点Gla位置的灰度值最高,而对应第二眼球影像中的第二亮点Glb位置的灰度值最低。依此,运算单元230透过所述临界灰度值确认第一亮点Gla的位置,从而运算单元230扫描第一亮点Gla的附近检视区域Ml内的灰度值分布据以判断瞳孔Pl的位置。
[0103]值得说明的是,检视区域Ml可由这些第一亮点Gla和/或第二亮点Glb来定义。检视区域Ml可以是稍微大于并且涵盖第一亮点Gla或者第二亮点Glb的分布位置所围绕的区域。或者是,检视区域Ml也可以是由第一亮点Gla或者第二亮点Glb所围绕而成。使用者可以依照所要搜寻瞳孔Pl位置范围大小而透过运算单元230设定检视区域Ml的范围。本发明并不对检视区域Ml的范围大小加以限定。
[0104]当运算单元230判断出在检视区域Ml有一特定区域的灰度值小于临界灰度值之后,即判断所述特定区域的形状以及比例大小是否接近于差异影像中的瞳孔Pl影像以降低误判瞳孔Pl位置的机率。
[0105]基于上述,透过本发明的瞳孔侦测方法,运算单元230可以仅判断差值影像中的第一亮点Gla或者第二亮点Glb的分布位置附近的检视区域Ml的灰度值分布,从而能得以加速获得瞳孔Pl的位置。相较公知技术而言,运算单元230不需透过判断整张第一眼球影像或者第二眼球影像的灰度值分布以获得瞳孔Pl的位置。
[0106]图4是本发明实施例提供的虹膜辨识的方法的流程示意图,而本实施例的虹膜辨识的方法可以采用图2A的眼球侦测装置。请参阅图4以及配合参阅图2A。
[0107]进行步骤S401,当眼球El位于一参考位置时,发出多道入射光LI至眼球El上,以在眼球El的瞳孔Pl的附近形成多个亮点G1,其中这些亮点Gl的分布位置分别作为第一参考点、第二参考点与第三参考点。
[0108]具体而言,多道入射光LI可以藉由光源212以及分光组件214来提供,从而多道入射光LI发射处即为分光组件214的多个出光处。或者是,多道入射光LI亦可以藉由至少三个光源212而不包括任何分光组件214来提供,从而多道入射光LI发射处为这些光源212的放置处。光源212的摆设位置或是光源212以及分光组件214的配置可以调整入射光LI入射于瞳孔Pl附近的虹膜Il区域。
[0109]第一参考点、第二参考点以及第三参考点用以作为眼球El位于参考位置的标记,而此参考位置用以提供后续虹膜辨识步骤中的一组参考基准的位置。在本实施例中,在眼球El正视前方的状态下,使用者预设对应于这些入射光LI发射处的多个亮点Gl位置作为第一参考点、第二参考点以及第三参考点的位置。详细而言,第一参考点与第二参考点之间形成第一参考轴,第二参考点与第三参考点之间形成第二参考轴,而第一参考轴与第二参考轴之间具有参考夹
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