桌面式眼動跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、人眼是人獲取外界信息的主要渠道，研究如何利用人眼獲取視覺信息進行研究具有重要意義。當前，人們主要使用眼動跟蹤技術對其進行研究，眼動跟蹤技術應用廣泛，其在醫(yī)學、心理學、人機交互等方面都有很好的應用前景。
　　當前的眼動跟蹤系統(tǒng)根據硬件上的不同，可以分為頭戴式眼動跟蹤系統(tǒng)和桌面式眼動跟蹤系統(tǒng)，本文主要對基于桌面式的眼動跟蹤技術的原理及方法進行分析，對其中的人臉和人眼的檢測及定位、虹膜中心定位以及人眼注視點的標定等問題進行了深入研究，主

2、要的研究內容以及成果如下:
　　1.人臉檢測和定位
　　本文中，我們使用的人臉檢測的方法是基于膚色模型和Adaboost算法:首先將采集到的圖片轉換到YCbCr顏色空間;然后利用每個像素的Cb、Cr值對圖像進行分割處理，得到人臉的候選區(qū)域;最后在得到的人臉候選區(qū)域中使用Adaboost算法進行人臉檢測。
　　2.人眼檢測和定位
　　首先總結了常用的人眼檢測和定位方法的優(yōu)缺點。改進已有的算法，利用人眼區(qū)域相對于人臉

3、其他區(qū)域灰度值偏低的特點，計算獲取人眼候選區(qū)域，然后利用候選區(qū)域大小以及位置等信息，排除干擾區(qū)域，對人眼位置進行定位。
　　3.虹膜中心定位
　　首先對眼圖進行處理得到虹膜的邊界，然后使用最小二乘法對虹膜邊界進行橢圓擬合，擬合成功之后，得到的橢圓曲線的中心坐標即為虹膜中心。
　　4.人眼注視點標定
　　人眼注視點標定是眼動跟蹤系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，它給出了人注視計算機屏幕時具體的坐標位置。本文實現了基于映射關

4、系的注視點標定方法:我們認為眼圖中虹膜中心的坐標位置和注視點的坐標位置之間存在某種映射關系。在使用眼動跟蹤系統(tǒng)之前，先讓用戶注視屏幕上的幾個特定點，獲取對應時刻眼圖中的虹膜中心坐標，計算得到注視點和虹膜中心坐標的映射關系，之后，注視點的坐標就可以利用這個映射函數計算得到。校準過程中可能會有噪聲點的存在，如果直接拿這些帶有噪聲點的數據進行映射函數參數的估計，可能會導致后面注視點標定誤差變大，本文我們引入了隨機樣本一致性(RANSC)的方法