CN113992907B - 眼球参数校验方法、***、计算机及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种眼球参数校验方法、***、计算机及可读存储介质，该方法包括：获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；将待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，预设眼球数据包括不同注视点场景下，用户眼球对应瞳孔投影的图像参数；根据目标眼球参数对待校准眼球参数进行一致性检测；若待校准眼球参数的一致性检测合格，则将待校准眼球参数与预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据眼球校准参数对待校准眼球参数进行校准。本申请能够有效的完成对椭圆参数的检测结果的检验与修正，避免出现误差，提升了用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种眼球参数校验方法、***、计算机及可读存储介质。
背景技术
虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。
其中，为了更好的提升用户的使用体验，需要对用户的眼球进行良好的追踪，因此，需要在现有的VR设备内预装有眼球追踪算法。
现有的眼球追踪算法大部分假设瞳孔的轮廓为圆形，并且当瞳孔轮廓圆的法向与相机的光轴不平行时，瞳孔轮廓的图像一般是斜椭圆；当瞳孔圆半径和眼球转动中心一定时，所有可能的斜椭圆的中心位置的范围是确定的，并且形状参数与其中心位置的关系也是确定的。因此，每当检测到一个瞳孔轮廓的椭圆时，都需要验证其形状参数与中心位置是否符合上述关系，然而，现有技术缺乏对上述椭圆参数的检测结果的检验与修正，从而容易出现误差，不利于提升用户的使用体验。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种眼球参数校验方法、***、计算机及可读存储介质，以解决现有技术缺乏对椭圆参数的检测结果的检验与修正，导致容易出现误差的问题。
第一方面，本申请的一些实施例提出了一种眼球参数校验方法，所述方法包括：获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
将所述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，所述预设眼球数据包括不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数；
根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准。
本发明的有益效果是：通过获取用户眼球对应通孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数，从而能够初步获取到用户眼球瞳孔对应的椭圆的检测结果，进一步的，通过将上述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到当前注视点场景下对应的目标眼球参数，然后将上述待校准眼球参数与该目标眼球参数进行一致性检测，以检测待校准眼球参数与目标眼球参数之间的参数误差，基于参数误差能有效地检测待校准眼球参数是否为有效参数，若上述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将该待校准眼球参数与预设眼球数据进行图形匹配，以确定待校准眼球参数在预设眼球数据中的眼球校准参数，并根据眼球校准参数对待校准眼球参数进行校准，从而能够有效的对待校准眼球参数进行修正，避免出现误差，提升用户的使用体验。
在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：
根据预设眼球模型获取不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，得到至少一个参考眼球参数，所述参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数；
根据标定注视点的注视点坐标和各眼球位置参数，确定所述标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系；
根据各参考眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数，确定形状映射关系。
在本申请的一些实施例中，所述根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测的步骤包括：
根据所述形状映射关系，确定所述待校准眼球参数的眼球形状参数；
分别确定所述目标眼球参数与所述待校准眼球参数之间眼球形状参数、眼球位置参数的相似度，得到第一相似度和第二相似度；
若所述第一相似度和所述第二相似度均大于对应相似度阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
在本申请的一些实施例中，所述根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测的步骤还包括：
根据所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数，确定所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数对应椭圆图像之间的豪斯多夫距离；
若所述豪斯多夫距离小于距离阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
在本申请的一些实施例中，所述将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数的步骤包括：
以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索；
若检测到参考眼球参数的中心能量小于所述待校准眼球参数的中心能量，根据所述参考眼球参数的中心坐标对所述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新，所述中心能量为所述参考眼球参数的亮度能量、梯度幅度能量和梯度方向能量的和；
根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤；
若坐标更新后的所述待校准眼球参数与坐标更新后的所述待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的所述待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
在本申请的一些实施例中，所述将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数的步骤还包括：
设定所述待校准眼球参数的初始值，并根据所述初始值得到对应的能量函数；
根据所述能量函数计算出与所述待校准眼球参数的中心坐标对应的梯度，并计算出搜索方向；
根据所述能量函数得到最优步长并更新所述待校准眼球参数的中心坐标，以得到所述眼球校准参数。
在本申请的一些实施例中，所述根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述位置映射关系和所述眼球校准参数，确定当前注视点场景中注视点的注视校准坐标，并根据所述注视校准坐标对所述注视点进行校准。
第二方面，本申请实施例提出了一种眼球参数校验***，所述***包括：
获取模块，用于获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
匹配模块，用于将所述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，所述预设眼球数据包括不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数；
检测模块，用于根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
第一校准模块，用于若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准。
第三方面，本申请实施例提出了一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上面所述的眼球参数校验方法。
第四方面，本申请实施例提出了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上面所述的眼球参数校验方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的眼球参数校验方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提供的眼球参数校验方法的流程图；
图3为本发明第二实施例提供的眼球参数校验方法中的预设眼球数据的示意图；
图4为本发明第三实施例提供的眼球参数校验方法的流程图；
图5为本发明第四实施例提供的眼球参数校验***的结构框图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
现有的眼球追踪算法大部分假设瞳孔的轮廓为圆形，并且当眼球的视线方向与相机的光轴不平行时，瞳孔轮廓的图像一般是斜椭圆；当瞳孔圆半径和眼球转动中心一定时，所有可能的斜椭圆的中心位置的范围是确定的，并且形状参数与其中心位置的关系也是确定的。因此，每当检测到一个瞳孔轮廓的椭圆时，都需要验证其形状参数与中心位置是否符合上述关系，然而，现有技术缺乏对上述椭圆参数的检测结果的检验与修正，从而容易出现误差，不利于提升用户的使用体验。
本发明中的眼球参数校验方法可以应用于通过相机拍摄的眼睛图像获取眼球参数的装置或***，例如，VR设备、头戴式显示器(HMD)设备等，对于具有注视点渲染功能的VR设备，通过对眼球参数进行校验和修正，可以降低渲染位置错误的概率，提高显示画面的平滑性。
请参阅图1，所示为本发明第一实施例提供的眼球参数校验方法，具体的，该眼球参数校验方法主要用于对用户眼球瞳孔投影出的椭圆对应的椭圆参数进行检测与校验，该方法具体包括以下步骤：
步骤S10，获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
其中，待校准眼球参数是指用户在使用VR设备过程中从捕捉到的图像中提取的信息，即瞳孔投影轮廓的椭圆参数，该画面信息可以采用视频帧的方式进行存储，在使用过程中，用户是可随意观看虚拟场景的，当用户戴上VR设备时，用户视线落在VR设备显示画面上的位置，为当前注视点场景下注视点的注视点坐标，该VR设备能够采集用户在不同位置的注视点的坐标。
例如，该步骤中，针对用户眼球获取到的视频帧为Q1，视频帧Q1中用户眼球对应瞳孔投影的图像为图像A1，图像A1对应的形状为椭圆B1，椭圆B1对应的图像参数为待校准眼球参数。
因此，在本实施例中，首先会获取用户当前注视点场景下的眼球瞳孔投影出的图像参数，其中，上述注视点场景为用户观看的注视点处于不同坐标下的状态；上述图像参数包括用户眼球瞳孔投影出的椭圆的形状参数与位置参数，从而能够得到需要检测与校验的待校准眼球参数。
步骤S20，将所述待校准眼球参数与预设眼球参数进行坐标匹配，以得到目标眼球参数；
在本实施例中，为了便于快速的完成对待校准眼球参数的坐标匹配，会预先建立好预设眼球参数，即用户眼球瞳孔在上述不同注视点场景下，可能投影出的多个图像参数，并且从该多个图像数据中提取出预设眼球数据。可选的，在预设眼球模型中可以设置若干个瞳孔直径，生成多组参考眼球参数；进一步地，还可以根据预设眼球模型中历史观测的眼球参数，设置一定范围的瞳孔直径，生成相应的参考眼球参数。
进一步的，当通过步骤S10获取到待校准眼球参数时，能够立即将该待校准眼球参数的中心坐标与上述预设眼球数据内的中心坐标进行匹配，当匹配到相似或者一致的中心坐标时，该中心坐标对应的椭圆参数即为所需要的目标眼球参数。
其中，预设眼球数据包括不同注视点场景下，用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，即，预设眼球数据包括注视点在不同坐标下时，用户眼球对应瞳孔投影出的椭圆的形状参数与位置参数，需要说明的是，在预设眼球数据中，注视点的坐标与对应瞳孔投影出的椭圆的形状参数、位置参数之间采用对应关系的方式进行存储；
可选的，在本实施例中，针对预设眼球数据，还包括：
根据预设相机-眼球模型获取不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，得到至少一个参考眼球参数，所述参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数；在本步骤中，该眼球参数校验方法应用于HMD设备，该HMD设备首先获取标准的预设眼球模型，并设置该预设眼球模型在坐标系中的中心坐标C、眼球半径R以及瞳孔半径r。
例如，以相机坐标系为参考，相机的旋转矩阵为Rcam＝I，平移向量为tcam＝[0；0；0]，相机的投影矩阵为K＝[f,0,cx；0,f,cy；0,0,1]。眼球的位置为teye，瞳孔圆心与眼球球心的距离为ρ。眼球光轴方向为do，眼球视轴方向为dv。眼球光轴方向起点为瞳孔圆心c，与瞳孔圆法向一致。眼球视轴方向起点为瞳孔圆心，与眼球光轴方向有角度差κ。注视点是屏幕平面与视轴直线的交点。
根据眼球光轴方向，计算瞳孔圆心坐标c＝tcam+do*ρ。
根据瞳孔圆心坐标和眼球光轴方向，计算圆周上的点的坐标p。
p＝c+r*cos(θp)*u+r*sin(θp)*v
其中θp是圆周上的点的角度参数，u和v是既垂直于眼球光轴方向，又互相垂直的单位向量。
根据相机的旋转矩阵和平移矩阵，计算p的投影点q＝K*[Rcam,tcam]*p。将多个q拟合为椭圆，作为瞳孔圆在相机上的投影。
进一步的，根据该预设眼球模型获取到在上述不同注视点场景下，用户眼球瞳孔可能对应投影出的多个图像参数，从而能够得到至少一个标准的参考眼球参数，该参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数，其中，眼球形状参数为(a，b，θ)，眼球位置参数为(x0，y0)，具体的，a为眼球瞳孔投影对应椭圆的半长轴、b为眼球瞳孔投影对应椭圆的半短轴以及θ为与x轴夹角绝对值小于等于90°的半长轴所对应的倾斜角度，上述眼球位置参数(x0，y0)表示眼球瞳孔投影对应椭圆中心点的坐标。
根据标定注视点的注视点坐标和各眼球位置参数，确定所述标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系；
在本步骤中，进一步根据上述步骤S10获取到的标定注视点的注视点坐标(xg，yg)与各个眼球位置参数(x0，y0)以确定出两者之间的一一对应关系：
其中，fx和fy是根据多个(x0，y0)和与之一一对应的(xg，yg)拟合而成的二元二次多项式。
根据各参考眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数，确定形状映射关系。
在本步骤中，进一步根据各个参考眼球参数中的眼球形状参数(a，b，θ)和眼球位置参数(x0，y0)来确定出眼球参数中的形状映射关系，即：
另外，还能够根据眼睛模型参数，计算多个位置的瞳孔投影对应椭圆(x0，y0，a，b，θ)，fa、fb和fθ是根据多个(x0，y0)和相应的(a，b，θ)拟合的二元二次多项式，即将参考眼球参数表示为e＝(x0，y0，a，b，θ)＝fe(c)。
步骤S30，根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
其中，通过目标眼球参数对待校准眼球参数进行一致性检测，以检测待校准眼球参数与目标眼球参数之间的参数误差，基于参数误差能有效地检测待校准眼球参数是否为有效参数。
更进一步的，使用基于一般椭圆规律的哈夫变换(Hough变换)或机器学习等方法检测待校准眼球参数时，检测到的待校准眼球参数可能存在的偏差，特别是在待校准眼球参数对应椭圆图像不完整时。待校准眼球参数的偏差将影响根据待校准眼球参数计算注视点坐标或根据待校准眼球参数计算视线方向的误差，因此，本实施例中，需要对待校准眼球参数进行一致性检测，以检测该待校准眼球参数是否是有效数据。
具体的，分别获取到上述目标眼球参数以及待校准眼球参数对应瞳孔投影图像的中心坐标、半长轴、半短轴以及倾斜角度，通过分别比对上述目标眼球参数与待校准眼球参数两者之间的中心坐标、半长轴、半短轴以及倾斜角度的一致性，来判断目标眼球参数与待校准眼球参数的一致性。优选的，该步骤中，通过分别对目标眼球参数和待校准眼球参数进行向量化，得到目标眼球向量和待校准眼球向量，并基于欧氏距离公式计算目标眼球向量与待校准眼球向量之间的相似度，并基于目标眼球向量与待校准眼球向量之间的相似度，判定待校准眼球参数的一致性检测是否合格。
可选的，该步骤中，若待校准眼球参数的一致性检测不合格，即，待校准眼球参数与目标眼球参数之间的参数误差大于误差阈值，判定上述目标眼球参数出现了较大偏差，并对该当前视频帧中的待校准眼球参数进行无效标记，该无效标记可以采用文字、数字或字母的方式进行标记，该无效标记用于提示用户该当前视频帧中的待校准眼球参数的误差较大，因此，当前视频帧中的待校准眼球参数是无效参数。
步骤S40，若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准；
其中，通过将待校准眼球参数与预设眼球数据进行图形匹配，以获取预设眼球数据中与待校准眼球参数相同形状的眼球参数，得到该眼球校准参数；
进一步的，当获取到上述眼球校准参数时，通过将眼球校准参数中的眼球形状参数和眼球位置参数替换掉上述待校准眼球参数中对应的眼球形状参数和眼球位置参数，从而能够完成对上述待校准眼球参数的校准。
需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的眼球参数校验方法只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的眼球参数校验方法实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。
综上，本发明上述实施例当中的眼球参数校验方法通过获取用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数，从而能够初步获取到用户眼球瞳孔对应的椭圆的检测结果，进一步的，通过将上述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到当前注视点场景下对应的目标眼球参数，然后将上述待校准眼球参数与该目标眼球参数进行一致性检测，以检测待校准眼球参数与目标眼球参数之间的参数误差，基于参数误差能有效地检测待校准眼球参数是否为有效参数，若上述待校准眼球参数的一致性检测合格，则判定，将该待校准眼球参数与预设眼球数据进行图形匹配，以确定待校准眼球参数在预设眼球数据中的眼球校准参数，并根据眼球校准参数对待校准眼球参数进行校准，从而能够有效的对待校准眼球参数进行修正，避免出现误差，提升用户的使用体验。
请参阅图2至图3，所示为本发明第二实施例提供的眼球参数校验方法，本实施例用于对图1实施例中的步骤S30作进一步细化，包括：
步骤S31，根据所述形状映射关系，确定所述待校准眼球参数的眼球形状参数；
在本步骤中，具体的，根据上述步骤S20获取到的椭圆形状映射关系，来确定出该待校准眼球参数的眼球形状参数。
例如，当待校准眼球参数的眼球位置参数为(x1，y1)，则确定到的眼球形状参数为：
(a1，b1,θ1)，a1＝fa(x1，y1)，b1＝fb(x1，y1)，θ1＝fθ(x1，y1)。
步骤S32，分别确定所述目标眼球参数与所述待校准眼球参数之间眼球形状参数、眼球位置参数的相似度，得到第一相似度和第二相似度；
进一步的，在本步骤中，确定出目标眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数对应的第一相似度，以及确定出待校准眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数对应的第二相似度。
步骤S33，若所述第一相似度和所述第二相似度均大于对应相似度阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
更进一步的，当上述第一相似度和上述第二相似度均大于对应的相似度阈值时，即目标眼球参数与待校准眼球参数两者之间的偏差较小，从而可以判定上述待校准眼球参数的一致性检测合格。
在本实施例中，需要说明的是，当完成对待校准眼球参数的校验时，为了进一步完成对当前注视点场景中注视点的校准，会根据上述得到的位置映射关系和眼球校准参数，来确定出注视点的注视校准坐标，并能够根据注视校准坐标对注视点进行校准。
具体地，在本实施例中，针对图1提供的实施例中的步骤S30，所述根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测还包括：
根据所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数，确定所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数对应椭圆图像之间的豪斯多夫距离；
若所述豪斯多夫距离小于距离阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
具体的，豪斯多夫距离是用于度量空间中两个子集之间的距离，并且它能够将度量空间的非空子集本身转化为度量空间。因此，在本实施例中，首先根据上述目标眼球参数和上述待校准眼球参数确定出目标眼球参数和待校准眼球参数对应椭圆图像之间的豪斯多夫距离。
其中，若两者之间的豪斯多夫距离小于距离阈值，即表明当前待校准眼球参数与目标眼球参数两者之间的偏差极小，则能够准确的判定当前的待校准眼球参数的一致性检测合格，可选的，该距离阈值可以根据需求进行设置，例如，该距离阈值可以设置为1.5、1.8、2或2.2等。
可选的，本实施例中，针对步骤S40，所述根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准之后，还包括：
根据所述位置映射关系和所述眼球校准参数，确定当前注视点场景中注视点的注视校准坐标，并根据所述注视校准坐标对所述注视点进行校准；
其中，标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系为：
该步骤中，基于位置映射关系和眼球校准参数，以确定当前注视点场景下注视点的坐标，得到注视校准坐标，例如，当得到的眼球校准参数的中心坐标为(x2，y2)，则当前注视点场景下标定注视点的注视校准坐标为(xg1，yg1)，xg1＝fx(x2,y2)，yg1＝fy(x2,y2)。该步骤中，根据注视校准坐标(xg1，yg1)对注视点进行校准，有效地提高了当前注视点场景下注视点坐标的准确性。
需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的眼球参数校验方法只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的眼球参数校验方法实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。
综上，本发明上述实施例当中的眼球参数校验方法通过根据所述位置映射关系，来确定出该待校准眼球参数的眼球形状参数，进一步的，确定出目标眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数对应的第一相似度，以及确定出待校准眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数对应的第二相似度，最后通过判定上述第一相似度和上述第二相似度是否均大于对应相似度阈值，即可判断出待校准眼球参数与目标眼球参数的一致性是否合格，检测流程简单，并且检测效率高。
请参阅图4，所示为本发明第三实施例提供的眼球参数校验方法，本实施例用于对图1实施例中的步骤S40作进一步细化，包括：
步骤S41，以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索；
具体的，在本步骤中，需要说明的是，当上述待校准眼球参数与目标眼球参数的一致性较好或者豪斯多夫距离(Hausdorff距离)较小时，进一步的，使用上述形状映射关系计算出的邻近眼球对应的椭圆，搜索出与图像最匹配的椭圆作为检测结果。
更具体的，以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在预设眼球数据内进行搜索，即在附近搜索/>(搜索是指利用某种优化算法求解。可以是暴力的，遍历一个区间；也可以是迭代的，根据梯度指导搜索方向和步长)，根据形状映射关系得到/>使得椭圆能量/>最小(在求解过程中，评估每次可能的解对应的能量。如果是遍历的，就选取能量最小的。如果是迭代的，就选取达到停止条件时的)。
例如
E(e)≡EI(e)+EGM(e)+EGD(e)
其中EI(e)是亮度能量，EGM(e)是梯度幅度能量，EGD(e)是梯度方向能量。
亮度能量可定义为眼球参数对应椭圆上一点处的图像亮度值。
梯度幅度能量可定义为眼球参数对应椭圆上一点处的图像梯度幅度的相反数。
梯度方向能量可定义为眼球参数对应椭圆上一点的法线方向与该点图像梯度方向的夹角。
以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，即以为中心，指定搜索半径Δ，在由左上角/>右下角/>确定的矩形区域内，以采样间隔δ指定一批坐标，评估每个坐标处的中心能量。其中，中心能量为参考眼球参数的亮度能量、梯度幅度能量和梯度方向能量的和。
步骤S42，若检测到参考眼球参数的中心能量小于所述待校准眼球参数的中心能量，根据所述参考眼球参数的中心坐标对所述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新；
在本步骤中，若检测到的参考眼球参数的中心能量小于上述待校准眼球参数的中心能量，即会用能量最小参考眼球参数的中心坐标更新上述并减小搜索半径和采样间隔，继续下一次搜索，从而能够根据搜索出的参考眼球参数的中心坐标对上述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新。
步骤S43，根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤；
进一步的，在本步骤中，当完成一次对上述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新后，会立即根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回并执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤，以进行下一次搜索。
步骤S44，若坐标更新后的所述待校准眼球参数与坐标更新前的所述待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的所述待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
更进一步的，若坐标更新后的待校准眼球参数与坐标更新前的待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的待校准眼球参数确定为眼球校准参数，其中，该能量阈值可以根据需求进行设置，该能量阈值用于判断针对该待校准眼球参数的搜索是否收敛，即，直到上述或最小中心能量的变化量小于指定阈值∈|时，判定该待校准眼球参数的搜索收敛，将当前坐标更新后的待校准眼球参数确定为眼球校准参数。
另外，可选的，在本实施例中，针对图1提供的实施例中的步骤S40，所述将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数还包括：
设定所述待校准眼球参数的初始值，并根据所述初始值得到对应的能量函数，其中，该初始值为当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的眼球形状参数和眼球位置参数；
根据所述能量函数计算出与所述待校准眼球参数的中心坐标对应的梯度，并计算出搜索方向；
根据所述能量函数得到最优步长并更新所述待校准眼球参数的中心坐标，以得到所述眼球校准参数。
具体的，在本步骤中，需要说明的是，首先设置上述待校准眼球参数c(0)的初始值为允许误差∈|，并设置H0 -1,t＝0,其中，t是迭代次数，Ht -1是多元函数二阶导数矩阵的逆的近似；
再根据得到能量函数e(t)＝fe(c(t))；
计算能量函数E(e(t))；
计算能量函数E(e(t))关于(x0，y0)的梯度gt；
计算搜索方向
从c(t)出发，沿着d(t)搜索，得到最优步长并更新参数；
c(t+1)＝c(t)+λt·d(t)
若|gt+1|＜ε,停止迭代；
若|gt+1|≥∈，则计算Δgt＝gt+1-gt，Δct＝c(t+1)-c(t)，并更新H-1；
t＝t+1，从而能够得到眼球校准参数。
综上，本发明上述实施例当中的眼球参数校验方法通过以上述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在预设眼球数据内进行搜索，进一步的，若检测到参考眼球参数的中心能量小于待校准眼球参数的中心能量，则根据所述参考眼球参数的中心坐标对待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新，从而能够初步完成对上述待校准眼球参数中心坐标的更新，更进一步的，根据坐标更新后的待校准眼球参数的中心坐标，返回执行以待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在预设眼球数据内进行搜索的步骤，进而能够大幅缩小检测的范围，以提高待校准眼球参数中心坐标的更新精度，直至坐标更新后的待校准眼球参数与坐标更新前的待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，就能够将当前坐标更新后的待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
请参阅图5，所示为本发明第四实施例提供的眼球参数校验***，该***包括：
获取模块13，用于获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
匹配模块23，用于将所述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，所述预设眼球数据包括不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数；
检测模块33，用于根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
第一校准模块43，用于若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准。
其中，上述眼球参数校验***中，所述***还包括计算模块53，所述计算模块具体53用于：
根据预设眼球模型获取不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，得到至少一个参考眼球参数，所述参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数；
根据标定注视点的注视点坐标和各眼球位置参数，确定所述标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系；
根据各参考眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数，确定形状映射关系。
其中，上述眼球参数校验***中，所述检测模块33包括第一检测单元，所述第一检测单元具体用于：
根据所述位置映射关系，确定所述待校准眼球参数的眼球形状参数；
分别确定所述目标眼球参数与所述待校准眼球参数之间眼球形状参数、眼球位置参数的相似度，得到第一相似度和第二相似度；
若所述第一相似度和所述第二相似度均大于对应相似度阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
其中，上述眼球参数校验***中，所述检测模块33还包括第二检测单元，所述第二检测单元具体用于：
根据所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数，确定所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数对应椭圆图像之间的豪斯多夫距离；
若所述豪斯多夫距离小于距离阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
其中，上述眼球参数校验***中，所述匹配模块23包括第一匹配单元，所述第一匹配单元具体用于：
以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索；
若检测到参考眼球参数的中心能量小于所述待校准眼球参数的中心能量，根据所述参考眼球参数的中心坐标对所述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新，所述中心能量为所述参考眼球参数的亮度能量、梯度幅度能量和梯度方向能量的和；
根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤；
若坐标更新后的所述待校准眼球参数与坐标更新后的所述待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的所述待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
其中，上述眼球参数校验***中，所述匹配模块23包括第二匹配单元，所述第二匹配单元具体用于：
设定所述待校准眼球参数的初始值，并根据所述初始值得到对应的能量函数；
根据所述能量函数计算出与所述待校准眼球参数的中心坐标对应的梯度，并计算出搜索方向；
根据所述能量函数得到最优步长并更新所述待校准眼球参数的中心坐标，以得到所述眼球校准参数。
其中，上述眼球参数校验***中，所述***还包括第二校准模块63，所述第二校准模块63具体用于：
根据所述位置映射关系和所述眼球校准参数，确定当前注视点场景中注视点的注视校准坐标，并根据所述注视校准坐标对所述注视点进行校准。
本发明第五实施例提供了一种计算机，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一实施例、第二实施例或者第三实施例提供的眼球参数校验方法。
本发明第六实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一实施例、第二实施例或者第三实施例提供的眼球参数校验方法。
综上所述，本发明上述实施例当中的眼球参数校验方法、***、计算机及可读存储介质通过获取用户眼球对应通孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数，从而能够初步获取到用户眼球瞳孔对应的椭圆的检测结果，进一步的，通过将上述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到当前注视点场景下对应的目标眼球参数，然后将上述待校准眼球参数与该目标眼球参数进行一致性检测，以检测待校准眼球参数与目标眼球参数之间的参数误差，基于参数误差能有效地检测待校准眼球参数是否为有效参数，若上述待校准眼球参数的一致性检测合格，则判定，将该待校准眼球参数与预设眼球数据进行图形匹配，以确定待校准眼球参数在预设眼球数据中的眼球校准参数，并根据眼球校准参数对待校准眼球参数进行校准，从而能够有效的对待校准眼球参数进行修正，避免出现误差，提升用户的使用体验。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种眼球参数校验方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
将所述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，所述预设眼球数据包括不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，其中，所述预设眼球数据包括根据预设眼球模型中历史观测的眼球参数，设置一定范围的瞳孔直径，生成相应的参考眼球参数；
根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准；
所述方法还包括：
根据预设眼球模型获取不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，得到至少一个参考眼球参数，所述参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数；
根据标定注视点的注视点坐标和各眼球位置参数，确定所述标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系；
根据各参考眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数，确定形状映射关系；
所述根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测的步骤包括：
根据所述形状映射关系，确定所述待校准眼球参数的眼球形状参数；
基于欧氏距离公式分别确定所述目标眼球参数与所述待校准眼球参数之间眼球形状参数、眼球位置参数的相似度，得到第一相似度和第二相似度；
若所述第一相似度和所述第二相似度均大于对应相似度阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格；
所述将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数的步骤包括：
以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索；
若检测到任一所述参考眼球参数的中心能量小于所述待校准眼球参数的中心能量，根据所述参考眼球参数的中心坐标对所述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新，所述中心能量为对应眼球参数的亮度能量、梯度幅度能量和梯度方向能量的和；
根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤；
若坐标更新后的所述待校准眼球参数与坐标更新前的所述待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的所述待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
2.根据权利要求1所述的眼球参数校验方法，其特征在于：所述根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测的步骤还包括：
根据所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数，确定所述目标眼球参数和所述待校准眼球参数对应椭圆图像之间的豪斯多夫距离；
若所述豪斯多夫距离小于距离阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格。
3.根据权利要求1所述的眼球参数校验方法，其特征在于：所述将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数的步骤还包括：
设定所述待校准眼球参数的初始值，并根据所述初始值得到对应的能量函数；
根据所述能量函数计算出与所述待校准眼球参数的中心坐标对应的梯度，并计算出搜索方向；
根据所述能量函数得到最优步长并更新所述待校准眼球参数的中心坐标，以得到所述眼球校准参数。
4.根据权利要求1所述的眼球参数校验方法，其特征在于：所述根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述位置映射关系和所述眼球校准参数，确定当前注视点场景中注视点的注视校准坐标，并根据所述注视校准坐标对所述注视点进行校准。
5.一种眼球参数校验***，其特征在于，所述***包括：
获取模块，用于获取当前注视点场景下用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，以得到待校准眼球参数；
匹配模块，用于将所述待校准眼球参数与预设眼球数据进行坐标匹配，以得到目标眼球参数，所述预设眼球数据包括不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数其中，所述预设眼球数据包括根据预设眼球模型中历史观测的眼球参数，设置一定范围的瞳孔直径，生成相应的参考眼球参数；
检测模块，用于根据所述目标眼球参数对所述待校准眼球参数进行一致性检测；
第一校准模块，用于若所述待校准眼球参数的一致性检测合格，则将所述待校准眼球参数与所述预设眼球数据进行图形匹配，以得到眼球校准参数，并根据所述眼球校准参数对所述待校准眼球参数进行校准；
计算模块，用于根据预设眼球模型获取不同注视点场景下，所述用户眼球对应瞳孔投影的图像参数，得到至少一个参考眼球参数，所述参考眼球参数包括眼球形状参数和眼球位置参数；
根据标定注视点的注视点坐标和各眼球位置参数，确定所述标定注视点与各眼球位置参数之间的位置映射关系；
根据各参考眼球参数中的眼球形状参数和眼球位置参数，确定形状映射关系；
检测模块包括第一检测单元，所述第一检测单元具体用于：
根据所述形状映射关系，确定所述待校准眼球参数的眼球形状参数；
基于欧氏距离公式分别确定所述目标眼球参数与所述待校准眼球参数之间眼球形状参数、眼球位置参数的相似度，得到第一相似度和第二相似度；
若所述第一相似度和所述第二相似度均大于对应相似度阈值，则判定所述待校准眼球参数的一致性检测合格；
所述匹配模块包括第一匹配单元，所述第一匹配单元具体用于：
以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索；
若检测到任一所述参考眼球参数的中心能量小于所述待校准眼球参数的中心能量，根据所述参考眼球参数的中心坐标对所述待校准眼球参数的中心坐标进行坐标更新，所述中心能量为对应眼球参数的亮度能量、梯度幅度能量和梯度方向能量的和；
根据坐标更新后的所述待校准眼球参数的中心坐标，返回执行所述以所述待校准眼球参数的中心坐标为圆心，并指定搜索半径和搜索间隔在所述预设眼球数据内进行搜索的步骤；
若坐标更新后的所述待校准眼球参数与坐标更新前的所述待校准眼球参数之间的能量变化量小于能量阈值，则将当前坐标更新后的所述待校准眼球参数确定为所述眼球校准参数。
6.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任意一项所述的眼球参数校验方法。
7.一种可读存储介质，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至4任意一项所述的眼球参数校验方法。
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