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1、第36卷第8期自动化学报Vol.36,No.82010年8月ACTAAUTOMATICASINICAAugust,2010视线追踪系统中眼睛跟踪方法研究张闯1;2迟健男1;2张朝晖1;2王志良1;2摘要为解决视线追踪系统中红外图像瞳孔跟踪鲁棒性差的问题,提出一种基于伪彩色图的粒子滤波瞳孔跟踪算法.利用亮暗瞳现象,提出三通道伪彩色图(Triple-channelpseudo-colormap,TCPCM)的概念,并将其引入瞳孔跟踪过程.TCPCM充分利用了各通道信息,瞳孔区域的色彩明显与人脸其他部位不同,提高了跟踪的稳定性与精确性.采用了直方图相似性度量与几何相似性度
2、量相结合的二次更新的瞳孔感知模型,提高了粒子权重的可信性.针对实时性要求,引入快速特征提取步骤,减少特征提取的时间,提高特征提取的可靠性.实验结果表明,该算法在瞳孔目标检测效果、跟踪稳定性和运行时间方面都有良好的性能.关键词视线追踪,瞳孔定位,瞳孔跟踪,粒子滤波,瞳孔{角膜反射技术DOI10.3724/SP.J.1004.2010.01051TheResearchonEyeTrackingforGazeTrackingSystem1;21;21;21;2ZHANGChuangCHIJian-NanZHANGZhao-HuiWANGZhi-LiangAbstractT
3、oaddresstheproblemofpoorrobustnessofpupiltrackingininfraredimagesforgazetrackingsystems,thispaperpresentsaparticle¯lteralgorithmforpupiltrackingbasedonpseudo-colormap.Thispaperalsopresentsaconceptoftriple-channelpseudo-colormap(TCPCM)byuseofthephenomenaofbrightanddarkpupilandleadsitint
4、opupiltracking.TCPCMmakesfulluseoftheinformationofeachchannel.Thecolorofpupilzoneisdistinctfromthatofotherregionsoffaceobviously,whichwillimprovethestabilityandaccuracyoftracking.Atwo-phase-updatingmethodbasedonsimilaritymeasurementsofhistogramandgeometryisadoptedtoimprovethecredibilit
5、yoftheparticleweights.Fastfeatureextractionisintroducedtoimprovesystemreal-timeperformance,whichnotonlyincreasesthecomputationale±ciency,butalsoenhancestherobustnessofthesystem.Resultsfromanextensiveexperimentshowasigni¯cantimprovementoftheproposedalgorithmoverexistingeyetrackingtechni
6、quesforgazetrackingsystems.KeywordsGazetracking,pupillocation,pupiltracking,particle¯lter,pupilcentercorneare°ection(PCCR)technique视线追踪是利用机械、电子、光学等各种检测迅速发展,基于眼睛视频分析(Videooculographic,手段获取受试者当前注视方向"的技术.按照系统VOG)的非侵入式视线追踪技术成为当前热点研究构成和采用的检测方法可以粗略划分为侵入式和非方向.侵入式两种.在人机交互和疾病诊断[1]两个领域有视线追踪技术利用
7、眼球转动时相对位置不变的着广泛的应用,如助残、虚拟现实、认知障碍诊断、某些眼部结构和特征作为参照,在位置变化特征和车辆辅助驾驶、人因分析等.用于诊断的视线追踪这些不变特征之间提取视线(Lineofsight/pointof系统可以采用侵入式以达到更高的精度.用于交互regard,LOS/POR)变化参数,然后通过几何模型的视线追踪系统除了对精度、鲁棒性、实时性的要或映射模型获取视线方向.因此,基于VOG的视线求以外,需要最大程度地减少或消除对使用者的干追踪技术分为视线特征参数提取和视线估计模型建扰.随着数字化技术、计算机视觉、人工智能技术的立两个组成部分.人眼特
