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1、第5期电子学报Vol.38No.52010年5月ACTAELECTRONICASINICAMay2010一种基于立体视觉的视线估计方法张闯,迟健男,张朝晖,王志良(北京科技大学信息工程学院,北京100083)摘要:针对现有视线估计方法存在的主要问题:限制使用者头部运动和个体标定问题,本文提出一种基于立体视觉的视线估计方法.建立了一种双相机双光源条件下计算眼睛光轴的fivespot模型,本模型估计眼球光轴三维方向只需要一次直线求交运算.以此为基础形成一种新的视线估计方法,本方法实现了自
2、然头动视线估计,并且简化用户标定为单点标定.该方法的各个环节都满足实时性要求,为面向人机交互的视线追踪系统提供了有效的解决方案.关键词:视线追踪;视线估计;立体视觉;瞳孔角膜反射(PCCR)技术;个体标定中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:03722112(2010)05100806ANovelGazeEstimationMethodBasedonStereoVisionZHANGChuang,CHIJiannan,ZHANGZhaohui,WANGZhiliang(Sc
3、hoolofInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:Formainproblemsoftheexistinggazeestimationmethodswhicharethattheyrestricttheheadmovementofusersandtheissueofindividualcalibration,thispaperpresentsagazeestimatio
4、nmethodbasedonstereovision.Afivespotmodelfortheeyeopticalaxisontheconditionoftwocamerasandtwolightsourcesissetup.Themodelestimatesthethreedimensionalorientationoftheeyeopticalaxis,whichonlyneedsonestraightlineintersectionoperation.Onthisbasis,weformsanewga
5、zeestimationmethod.Thismethodallowsnaturalheadmovementandminimizesthecalibrationproceduretoonlyonetimeforanewindividual.Allaspectsofthismethodmeettherealtimerequirement,whichprovidesaneffectivesolutionforhumancomputerinteractiongazetrackingsystem.Keywords:g
6、azetracking;gazeestimation;stereovision;pupilcentercorneareflection(PCCR)technique;individualcalibration的三维视线估计方法.1引言基于二维映射模型的视线估计方法,通过一个经过视线追踪是利用机械、电子、光学等各种检测手段校准的视线映射函数来估计视线方向,映射函数的输入获取受试者当前注视方向的技术.按照系统构成和采是从眼睛图像提取的一系列二维眼动特征,输出是视线用的检测方法可以粗略划分为侵入式和非侵入式两种
7、.方向或注视点.二维视线估计方法有以下几个缺点:(1)[1]在人机交互和疾病诊断两个领域有着广泛的应用,如二维视线估计依赖于标定位置,视线估计的精度随着使助残,虚拟现实,认知障碍诊断,车辆辅助驾驶,人因分用者头部远离标定位置而迅速下降,所以使用者需要保析等.随着数字化技术、计算机视觉、人工智能技术的迅持头部静止;(2)需要依靠标定确定眼睛特征参数与视速发展,基于数字视频分析(VideoOculographic,VOG)的线的映射函数,所以标定点数较多.非侵入式视线追踪技术成为当前热点研究方向.VOG对于直接的三维视
8、线估计方法,首先要估计三维的系统普遍使用瞳孔角膜反射方法(ThePupilCenter视线方向,然后通过视线方向和屏幕的交点即可得到盯CorneaReflectionTechnique,PCCR):采用红外光源产生角视点.文献[14]提出一种用以估计三维视线方向的方膜反射,通过计算瞳孔中心与角膜反射之间的向量来估法,使用一个单校准摄像机和至少两个光源.首先
