自由頭動(dòng)式眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng).pdf

1、眼動(dòng)跟蹤技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)、軍事作戰(zhàn)、車輛駕駛、交互游戲等方面都有廣泛的應(yīng)用?；谕队翱臻g中交比不變性的眼睛凝視點(diǎn)估計(jì)是目前眼動(dòng)跟蹤的熱點(diǎn)。因此,本文針對(duì)傳統(tǒng)眼動(dòng)跟蹤技術(shù)中采用靜態(tài)參數(shù)的交比估計(jì)凝視點(diǎn)存在精度較低的問(wèn)題,提出了一種依靠動(dòng)態(tài)參數(shù)來(lái)建立動(dòng)態(tài)虛擬平面進(jìn)行凝視點(diǎn)估計(jì)的方法,可以有效提高凝視點(diǎn)估計(jì)的精度。本文的主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)如下:
　　設(shè)計(jì)了一套基于近紅外光的自由頭動(dòng)式眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng),系統(tǒng)改進(jìn)了特征提取與標(biāo)定算法,對(duì)于不同用戶,使用

2、前需要進(jìn)行標(biāo)定。系統(tǒng)能夠滿足用戶在使用過(guò)程中的頭部較大范圍內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。紅外燈置于可調(diào)節(jié)框架上,使得系統(tǒng)可以適用不同尺寸屏幕。此外,采用屏幕與紅外燈分離技術(shù)使得系統(tǒng)具有很好的移植性。
　　針對(duì)傳統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)估計(jì)凝視點(diǎn)方法的不足,本文提出了一種依賴凝視點(diǎn)的凝視點(diǎn)估計(jì)算法。通過(guò)引入動(dòng)態(tài)虛擬平面模型,在離線參數(shù)學(xué)習(xí)中建立起凝視點(diǎn)位置與參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該方法分成兩個(gè)基本的步驟:預(yù)估計(jì)步驟和優(yōu)化步驟。根據(jù)傳統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)的交比可以計(jì)算粗略的凝視

3、點(diǎn)位置;其次,根據(jù)該位置可以計(jì)算動(dòng)態(tài)的參數(shù),估計(jì)出對(duì)應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)并用于最終的凝視點(diǎn)估計(jì)計(jì)算。該方法克服了采用靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行凝視點(diǎn)估計(jì)時(shí)精度較低的問(wèn)題。
　　此外,本文提出了視點(diǎn)依賴交比的動(dòng)態(tài)參數(shù)建模和標(biāo)定方法。改進(jìn)了傳統(tǒng)自由頭動(dòng)式眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的標(biāo)定算法,增加了凝視屏幕中央位置的標(biāo)定實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的標(biāo)定。通過(guò)遍歷查找法找出屏幕中央位置對(duì)應(yīng)的最優(yōu)標(biāo)定參數(shù),再將該最優(yōu)標(biāo)定參數(shù)與采用傳統(tǒng)方法獲得的標(biāo)定參數(shù)結(jié)合起來(lái)用于凝視點(diǎn)估計(jì)計(jì)算。該標(biāo)定算