自由頭動式眼動跟蹤系統(tǒng).pdf

1、眼動跟蹤技術(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估計是目前眼動跟蹤的熱點。因此,本文針對傳統(tǒng)眼動跟蹤技術(shù)中采用靜態(tài)參數(shù)的交比估計凝視點存在精度較低的問題,提出了一種依靠動態(tài)參數(shù)來建立動態(tài)虛擬平面進行凝視點估計的方法,可以有效提高凝視點估計的精度。本文的主要學術(shù)貢獻如下:
　　設(shè)計了一套基于近紅外光的自由頭動式眼動跟蹤系統(tǒng),系統(tǒng)改進了特征提取與標定算法,對于不同用戶,使用

2、前需要進行標定。系統(tǒng)能夠滿足用戶在使用過程中的頭部較大范圍內(nèi)自由運動。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。
　　針對傳統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)估計凝視點方法的不足,本文提出了一種依賴凝視點的凝視點估計算法。通過引入動態(tài)虛擬平面模型,在離線參數(shù)學習中建立起凝視點位置與參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。該方法分成兩個基本的步驟:預(yù)估計步驟和優(yōu)化步驟。根據(jù)傳統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)的交比可以計算粗略的凝視

3、點位置;其次,根據(jù)該位置可以計算動態(tài)的參數(shù),估計出對應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)并用于最終的凝視點估計計算。該方法克服了采用靜態(tài)參數(shù)進行凝視點估計時精度較低的問題。
　　此外,本文提出了視點依賴交比的動態(tài)參數(shù)建模和標定方法。改進了傳統(tǒng)自由頭動式眼動跟蹤系統(tǒng)的標定算法,增加了凝視屏幕中央位置的標定實現(xiàn)對動態(tài)參數(shù)的標定。通過遍歷查找法找出屏幕中央位置對應(yīng)的最優(yōu)標定參數(shù),再將該最優(yōu)標定參數(shù)與采用傳統(tǒng)方法獲得的標定參數(shù)結(jié)合起來用于凝視點估計計算。該標定算