基于瞳孔-角膜反射技术的视线跟踪方法-论文.pdf

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1、文章编号：1007—1423(2014)14—0067—06DOI：10．3969／j．issn．1007—1423．2014．14．015基于瞳孑L一角膜反射技术的视线跟踪方法吴广发，宋鸿陟，黄生辉(华南农业大学信息学院，广州510642)摘要：视线跟踪是基于多通道的人机交互技术的重要研究内容．而基于瞳孔一角膜反射技术的视线方向是目前应用最广泛的视线跟踪技术之一。瞳孔一角膜反射技术的主要目的是提取人眼图像中瞳孔一角膜反射向量作为视线方向计算模型所需的视觉信息，通过搭建红外光源设备提取瞳孔一角膜反射向量构建基于瞳孔一角膜反射技术的视

2、线跟踪系统．为面向人机交互的视线跟踪研究提供可行的低成本解决方案关键词：人机交互；视线跟踪；瞳孔一角膜反射技术；视觉信息提取基金项目：国家自然科学基金项目fNo．60875045)O引言于视频或摄像机的非侵入式视线跟踪逐渐取代了基于电磁线圈、电极贴片等外部装置的侵入式视线跟踪，人机交互(Human—ComputerInteraction．HCI)是研成为了主流的研究方向基于摄像机的视线跟踪已经究人与计算机之间相互作用的技术．通过理解人与计得到了广泛的应用．并在工业界也已经有了相关的产算机之间信息的传递．实现更多的信息通道以提高交品1

3、63Andrew等[71整理了视线跟踪在神经科学、心理互的自然性和高效性在很长的一段时间里．人机交互学、工业工程和人因工程、市场营销／广告传媒以及计的主要媒介是一种基于窗口、图标、鼠标、指针(WIMP)算机科学等各种领域中的应用。Oiang等【l3】使用视线跟的用户界面。但窗口、鼠标点击等概念提高了用户的学踪技术实时监测驾驶员眼睑状况、关注方向和人脸朝习成本，也无法实现人与计算机之间更自然、更本质的向等面部信息，完成了一个疲劳驾驶实时预警系统。基互动。随着移动互联网的兴起和移动设备的普及．基于于视线跟踪的热点图反映了用户感兴趣内容的

4、分布．人的多种信息通道。例如语音、手势、视线、表情等输可用于广告设计、网页布局等应用的可用性测试．入．以并行、非精确的方式实现人机交互，可以极大地Michael等[51和Harish等㈣均对此进行了深入分析提高人机交互的自然性和高效性【1,9／。通过与其他学科的研究成果相结合．例如神经网在人与计算机的交互中．视觉通常作为人接收信络[17】、三维建模【^固等，各类视线跟踪技术在精度、健壮息的感觉通道[21人眼视觉是大脑信息获取和表达的重性等方面取得了一定的提高Hartsen等[81和张钧等[51均要渠道．人眼的视线定位和轨迹表达了人的

5、关注、渴望对主要的几种视线跟踪技术包括二维和三维的技术．和视觉信息的处理过程．而一个健壮的、非侵入式的视进行了原理剖析并揭示其内在联系基于瞳孔一角膜反线跟踪对人机交互、虚拟现实及情感理解都起着非常射技术．赵新灿等网构建了头部静止和头部自由运动两套重要的作用『8J视线跟踪系统，实时获取用户注视点的信息。张闯等圈1视线跟踪技术则在瞳孔一角膜反射技术的基础上提出了一种基于伪彩色图的粒子滤波瞳孔跟踪算法．从而改善了视线跟随着计算机视觉和人工智能领域技术的成熟．基现代计算机2014ns巾囝【5】张昀，赵荣椿，赵歆波等．视线跟踪技术的2D和3D

6、方法综述．第十三届全国信号处理学术年会(CCSP一2007)论文集，2007[6]Anon，AppliedScienceLaboratories．http：／／w~m．asleyetracking．corn．【7]Duchowski，AndrewT．ABreadth—FirstSurveyofEye-TrackingApplications．BehaviorResearchMethods，Instrument&Computers．2002，34(4)：455~470[8]Hansen，DanWitzner,QiangJi．Inthe

7、EyeoftheBeholder：ASurveyofModelsforEyesandGaze．PatternAnalysisandMachineIn—telligence，IEEETransactionson，2010，32(3)：478～500【9]Jacob，RobertJK，KeithS．Karn．EyeTrackinginHuman—ComputerInteractionandUsabilityResearch：ReadytoDeliverthePromis—es．Mind2．3(2003)：4【10]Katti，Haris

8、h，MohanKankanhalli．Eye—TrackingMethodologyandApplicationstoImagesandVideo．Proceedingsofthe19thACMInternationalConfere