一种场景自动抓取眼镜的制作方法

本发明涉及一种基于视觉方法的场景自动抓取眼镜，可自动抓取人眼感兴趣事物，属于视觉应用技术领域。

背景技术：

传统刑事侦查过程中，侦查人员在现场取证时，利用相机获取图像，在案件审理过程中再对图像进行处理，其通过手动操作相机辅助人眼记录现场的刑侦模式，往往造成因操作不当引起的图像模糊、重点不突出等问题，降低了案件图片的有效性。

在日常生活中，我们常常因某些事物的引导，而产生新颖奇特的思维，但由于没有及时记录，大多创新性想法快速消亡，TRIZ理论以及相关研究表明，若再次置身于思维产生场景或给予相同引导条件，彼时想法可以重现，而我们难以在产生新颖奇异思维的不确定时间点快速记录下场景信息，造成了大量创新财富流失。

在外出旅行中，我们常常希望在欣赏旅途美景的同时，能将眼前秀丽河山收存起来，常见的方法是，用单反相机或手机进行拍照，但其存在效率低，不能随心所欲畅享美景等问题，令旅程愉悦感大打折扣。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种场景自动抓取眼镜，包括镜架本身1，安装于左侧镜框下方中部位置的左眼双目相机4，安装于右侧镜框下方中部的右眼双目相机3，安装于镜架中心处的取景相机2，该眼镜通过左、右眼双目相机获取眼部图像，并分别对图像进行处理，获得瞳孔在眼球的具体位置，再通过两对双目相机分别测量两只眼睛瞳孔的直径大小，并求两只眼睛瞳孔直径的平均值，在瞳孔平均直径达到阈值条件下，计算相对于人两眼球中心所成平面的视觉方向，并调节取景相机的拍摄方向，进行场景多次取景存储。

本发明的技术方案如下：一种场景自动抓取眼镜，主要工作流程包含以下步骤：

（1）人眼视觉方向获取：在人体头部保持不动的条件下，人眼视觉方向主要是靠瞳孔在眼球中的不同位置决定的，故令人双眼中心切平面为基准面，则瞳孔的切平面的法向量相对于基准面的位置关系便反映出人眼的视觉方向；

（2）兴趣点捕捉：相关研究表明，正常人群在兴趣事物的刺激下，人眼内瞳孔直径会迅速增加约1.6mm，故通过对人眼直径的测量与监控，可以提取人眼感兴趣的时间点，并在增加的直径大小满足阈值的情况下，触发取景相机进行场景获取；

（3）角度校正：由于个人习惯等诸多原因，眼镜佩戴不能保证其左眼双目相机4相机中心到左眼中心的距离与右眼双目相机3相机中心到右眼中心的距离相等，而常常如图3所示，两相机中心所成平面与两眼球中心切平面成一定夹角 ，在视觉方向变化到如图左侧A点时，视觉方向与基准面所成角度为，则此时取景相机的拍摄方向应该为；

（4）取景：由于不同场景离取景相机2的距离不同，故取景相机2采用60fps自动调焦相机，并通过三帧融合的方式，将存储图像帧率降低为30fps，降低数据存储量的同时保证足够的场景信息。

本发明的技术方案如下：一种场景自动抓取眼镜，该眼镜包括：

（1）人眼视觉方向获取装置：包括安装于左侧镜框下方中部位置的左眼双目相机4，安装于右侧镜框下方中部的右眼双目相机3，通过双目相机对瞳孔在眼球中的位置，可获得瞳孔切平面的法平面束方程，即人眼的视觉方向；

（2）瞳孔直径监测装置：包括安装于左侧镜框下方中部位置的左眼双目相机4，安装于右侧镜框下方中部的右眼双目相机3，多次通过左眼双目相机4测量左眼瞳孔直径，右眼双目相机3测量右眼瞳孔直径，并求取其平均值，获得当前时间点瞳孔直径的客观值，在该客观值大于设定阈值的情况下，产生取景相机触发信号；

（3）角度偏移测量装置：包括安装于左侧镜框下方中部位置的左眼双目相机4，安装于右侧镜框下方中部的右眼双目相机3，由于眼镜相对于眼球基准面所成角度为横向角度（因眼镜左边框离左眼球中心距离不等于眼镜右边框离右眼球中心距离，产生的眼镜与眼球基准面夹角）与纵向角度（因眼镜上边框离眼球基准面距离不等于眼镜上边框离眼球基准面距离，产生的眼镜与眼球基准面夹角）合成角，故选取横向角度参照说明，通过左眼双目相机4测量左眼双目相机4离左眼球中心的距离l₂ ，通过右眼双目相机3测量右眼双目相机3离右眼球中心的距离l₁，通过l₁、l₂ 计算眼镜相对于眼球基准面的偏移角度，同理，可获取到眼镜相对于眼球基准面的纵向角度，两角度矢量合成便得到眼镜相对于眼球平面的偏移角度；

（4）场景抓取装置：包括安装于镜架中心处的取景相机2，在获取到视觉方向及偏移角度后，调节取景相机相对基准面于进行场景抓取。

本发明的有益效果：本发明用于场景自动抓取，使用方便，效率高，可在多种使用环境下自动完成场景抓取，不需要额外增加人员负担，应用范围广泛。

附图说明

图1为本发明场景自动抓取眼镜的侧位示意图；

图2为本发明场景自动抓取眼镜的正方示意图；

图3为本发明场景自动抓取眼镜的角度修正示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

参照图1、图2及图3所示，一种场景自动抓取眼镜，包括人眼视觉方向获取装置、瞳孔直径监测装置、角度偏移测量装置以及场景抓取装置。

对于场景自动抓取眼镜，最为重要的便是在合适的时间点对场景进行抓取，过于频繁的抓取，只会得到大量的冗余信息，浪费存储空间而又不方便处理，抓取的时间点错漏，又会丢失大量有用信息，根据相关研究，在收到感兴趣的外部条件刺激下，人眼瞳孔直径会迅速扩大，故对人眼瞳孔直径的检测可以选取合适的时间点对感兴趣场景进行抓取，采用左眼双目相机4对左眼瞳孔直径予以监控，右眼双目相机3对右眼瞳孔予以监控，在任何一个瞳孔直径具有显著性扩大的时间点，多次测量两个瞳孔直径大小，并求取平均值作为当前时间点瞳孔直径客观值，若该客观值大于设定阈值（通常为1.2mm）时，产生取景相机触发信号。

在产生取景相机触发信号后，重点是获取到人眼的视觉方向，并使取景相机与该方向保持一致，如上所述，在人体头部保持不动的条件下，人眼视觉方向主要是靠瞳孔在眼球中的不同位置决定的，故人眼视觉方向获取便演变成瞳孔相对于眼球的定位问题，人眼的视觉方向与过瞳孔中心的眼球切平面的法向量一致， 通过左、右眼双目相机对瞳孔相对于基准面的定位，便可获得人眼视觉方向。

在获得人眼视觉方向之后，接着便是获取取景相机2的拍摄方向了，眼镜佩戴不可能保持标准位置，因此，需要对人眼视觉的方向予以校正以获得取景相机的拍摄方向，取景相机的拍摄方向应由人眼视觉方向及眼镜与眼球基准面所成夹角共同决定，如上所述，眼镜相对于眼球基准面所成角度为横向角度（因眼镜左边框离左眼球中心距离不等于眼镜右边框离右眼球中心距离，产生的眼镜与眼球基准面夹角）与纵向角度（因眼镜上边框离眼球基准面距离不等于眼镜上边框离眼球基准面距离，产生的眼镜与眼球基准面夹角）合成角，横向角度示意图如图3，其横向角度可由如下式求得： ，其中，d为两眼球中心点之间欧氏距离，同理，可以获取到其纵向角度，通过横向角度及纵向角度矢量合成可得到偏移角度，通过人眼视觉方向及偏移角度可得到取景相机拍摄方向。

在调节取景相机到拍摄角度后，通过取景相机快速抓取当前场景，为避免抖动、光照等客观影响，对采取图像进行三帧融合，降低数据存储量的同时，保证抓取到的图像的精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的应用适用范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的应用适用范围内。