基于支持向量机回归模型的视线定位算法研究-论文.pdf

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1、第35卷第l0期仪器仪表学报Vol_35No．102014年1O月ChineseJournalofScientificInstrument0ct．2014基于支持向量机回归模型的视线定位算法研究术闰蓓，王晓晶，蒋兆国(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191)摘要：针对传统的基于单瞳孔一普尔钦光斑向量和多项式拟合的视线定位方法头动受限的问题，提出一种新的采用单摄像机多辅助光源的基于二维映射模型的视线定位方法。利用4个瞳孔．普尔钦光斑向量构造系统输入特征向量，基于支持向量机回归模型建立注视点映射模型定位视线，解决了视线定位系统的头部运动和系统非线性映射

2、误差问题。实验结果表明：该方法与传统方法相比，可以有效解决传统方法头动受限问题，适应性更强且精度更高，平均定位精度为1．2。关键词：视线定位；支持向量回归；瞳孔一角膜反射光斑向量中图分类号：TH89TP391．41文献标识码：A国家标准学科分类代码：520．2040StudyonthegazeestimationalgorithmbasedonsupportvectorregressionmodelYanBei，WangXiaojing，JiangZhaoguo(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，Be

3、ihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Thispaperputsforwardanoveltwo—dimensionalmappingmodelbasedgazeestimationalgorithm，whichadoptssinglecameraandmultipleauxiliarylightsourcestosolvetheconstrainedheadprobleminthetraditionalgazeestimationalgorithmbasedonsinglepu—pilcentercorneare

4、flectionvectorandpolynomialfittingmethod．Themethodusesfourpupilcentercorneareflection(PCCR)vectorstoconstructtheinputcharacteristicvectors，andbasedonthesupportvectorregression(SVR)modelthegazeestimationmappingmodelisbuilttocalculatetheuser’Slineofsight．Thismethodsolvestheheadmovementpr

5、oblemandreducesnonlinearmappingerror．Experi—mentresultsshowthatcomparedwithtraditionalalgorithm，thismethodhashigherpositioningprecisionandstrongeradaptability，andtheaveragepositioningaccuracyis1．2。．Keywords：gazeestimation；SVR；PCCRvector及输人特征向量构造方法等都直接影响视线跟踪系统的注视点定位精度。1引言研究者对于视线跟踪的研究已经持

6、续了较长一段时间，然而由于人眼结构以及视觉形成机理复杂，且许多物视线跟踪是一种新型的人机交互方法，它能够自动理量无法直接测量，因此已有视线跟踪方法或多或少存地获得用户的视觉信息，在经济学、医学、心理学、人机工在一定的缺陷，并没有一种完善的方案能够非常好地解效学等诸多领域有着广泛的应用前景⋯。决视线跟踪的所有问题。目前主流的注视点定位算法可随着计算机技术的革新，视线跟踪方法从早期接触以根据其模型特征量的维度划分为2类：二维映射方法式的机械法、眼电法等，转为非接触式的基于摄像机视频和三维映射方法。技术的跟踪方法。它的基本思想是利用摄像机拍摄用1)二维映射模型定位方法户眼

7、部或者脸部图像，通过准确地检测相应的特征量，构最常用的二维模型定位方法是Morimoto提出的以造合适的注视点映射模型，从而获取使用者视觉注视信单瞳孔一普尔钦光斑向量作为输入向量，基于多项式拟合息。其中，特征量的选择与提取、模型的选择与构建，以的注视点定位方法。这种方法实现简单且在头部静止时收稿Et期：2014-04ReceivedDate：2014-04基金项目：航空基金(2010ZC51033)资助项目2300仪器仪表学报第35卷可以获得较好的效果。但Zhu和Ji这种方法无法满足头不同的PCCR向量，因而单个光源的PCCR向量是无法部运动情况下的视线跟踪。Y