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申请/专利权人：河北工业大学

摘要：本发明公开了一种三维人眼视线标注方法，首先获取屏幕的分辨率和尺寸、相机到屏幕任意角点Q的距离以及相机和角点Q的连线与屏幕长度方向之间的夹角；对相机参数进行标定；然后，令人眼注视屏幕上的目标观测点，采集人脸图像；获取目标观测点在像素坐标下的位置坐标，并将目标观测点在像素坐标系下的位置坐标转换到屏幕坐标系下，同时得到目标观测点在相机坐标系下的位置坐标；最后，提取左、右嘴角以及双眼的左、右眼角作为人脸特征点，将各人脸特征点与标准三维人脸模型进行关键点匹配，根据N点透视位姿求解，得到相机坐标系与世界坐标系之间的绝对位姿关系，根据绝对位姿关系得到人脸特征点在相机坐标系下的三维坐标；将左、右眼角在相机坐标系下的三维坐标进行加权平均，得到人眼视线出发点的三维坐标；将人眼注视点与人眼视线出发点的三维坐标相减，得到人眼视线方向。该方法标注流程简单，对环境无约束。

主权项：1.一种三维人眼视线标注方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：第一步，将带有相机的上位机部署在能够完整采集人脸图像的位置，获取上位机屏幕的分辨率和尺寸、相机到上位机屏幕任意角点Q的距离以及相机和上位机屏幕角点Q的连线与上位机屏幕长度方向之间的夹角；步骤二，对相机进行参数标定，得到相机的内参矩阵和畸变系数；步骤三，令人眼注视上位机屏幕上的目标观测点，利用相机采集人脸图像；获取目标观测点在像素坐标下的位置坐标，通过式5将目标观测点在像素坐标系下的位置坐标转换到屏幕坐标系下； 式中，x0,y0,z0、xmm,ymm,zmm分别为目标观测点在像素坐标系和屏幕坐标系下的位置坐标，a、b为上位机屏幕的横向和纵向分辨率，w、h为上位机屏幕的宽度和高度；根据相机到上位机屏幕角点Q的距离以及相机和上位机屏幕角点Q的连线与上位机屏幕长度方向之间的夹角，得到相机到屏幕坐标系各轴之间的距离Δx、Δy以及Δz；根据式6，得到目标观测点在相机坐标系下的三维位置坐标xw,yw,zw； 步骤四，对人脸图像进行特征点检测，提取左、右嘴角以及双眼的左、右眼角作为人脸特征点，获取各人脸特征点在图像坐标系下的二维坐标；步骤五，将各人脸特征点与标准三维人脸模型的关键点进行匹配，根据N点透视位姿求解，得到相机坐标系与世界坐标系之间的绝对旋转矩阵和绝对平移向量；根据绝对旋转矩阵和绝对平移向量，将各人脸特征点在标准三维人脸模型中的三维坐标转换到相机坐标系下，得到各人脸特征点在相机坐标系下的三维坐标；将左、右眼角在相机坐标系下的三维坐标进行加权平均，得到人眼视线出发点的三维坐标；将人眼注视点的三维坐标与人眼视线出发点的三维坐标相减，即可得到人眼视线方向。

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