頭戴式視線跟蹤系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、摘要摘要注視信息反應(yīng)了人的感興趣點(diǎn)，在人機(jī)交互中可以通過注視輸入信息；同時(shí)，眼睛也是接收信息的主要通道，因此利用視線作為人機(jī)交互接口，會(huì)使人機(jī)交互更加自然和方便。視線跟蹤技術(shù)是未來智能人機(jī)交互接口的關(guān)鍵技術(shù)之一，在游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)和智能計(jì)算，軍事領(lǐng)域等都有著廣泛的發(fā)展前景。本文研究頭戴式視線跟蹤系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，主要工作和研究成果如下：1、分析了頭戴式視線跟蹤系統(tǒng)標(biāo)定過程的干擾樣本問題，采用隨機(jī)采樣一致性算法剔除樣本集中的噪聲點(diǎn)，保證了標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。標(biāo)定過程是視線跟蹤一個(gè)關(guān)鍵步驟，用于建立眼睛圖像與場(chǎng)景圖像的映射

2、關(guān)系。由于人的眨眼動(dòng)作、跟蹤目標(biāo)突然改變位置時(shí)眼睛反應(yīng)的滯后性、視線不集中等因素，導(dǎo)致標(biāo)定過程采集的樣本集中存在干擾樣本，這些干擾樣本會(huì)嚴(yán)重影響所訓(xùn)練的映射矩陣的精度。本文采用隨機(jī)采樣一致性算法估計(jì)映射矩陣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以有效地消除樣本集中干擾樣本的影響。2、實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)和平面幾何映射的注視點(diǎn)計(jì)算方法。在估計(jì)出場(chǎng)景圖像中注視點(diǎn)后，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)場(chǎng)景圖像中標(biāo)記點(diǎn)的位簧，構(gòu)建場(chǎng)景圖像和計(jì)算機(jī)屏幕的平面映射關(guān)系，將場(chǎng)景圖像中的注視點(diǎn)映射到屏幕上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)單易行，可以較好的估計(jì)出用戶在真實(shí)場(chǎng)景中的注

3、視點(diǎn)坐標(biāo)。關(guān)鍵詞：視線跟蹤標(biāo)定算法隨機(jī)采樣一致性算法注視點(diǎn)估計(jì)瞳孔定位AbstractTheperson’Sgazeinformationreflectswhoseinterestingareaandcanbeusedasinterfkeforhumancomputerinterction．Simultaneously,eyesarethemainchanneltoreceivetheoutsideinformation，SOthegazeusedastheinterfacemakeshumancomputerin

4、terctioneasyandnatural．Eyetrackingisoneofthemostimportanttechniquesforfutureartificialintelligence．Thekeytechniquesofhead—mountedeyetrackingsystemwerestudiedinthisthesis．a(chǎn)ndthemainworksandresearchresultsaresummarizedasfollows：Jj確e西曰H翎ceofoutliersmixedindatasam

5、plescollectedduringcalibrationisstudiedsystematically，andRandomSampleConsensusisemployedtoprunetheoutliers．Calibrationisakeyprocedureforeyetrackingsystem·Thepurposeofcalibrationistoconstrutedtheeyegazemappingfunctionfromeyeimagecoordianatetosceneimagecoordiana

6、te．However,inpracticethedatasamplecollectedduringcalibrationmaybecorruptedbysomeoutliersbecauseofblinkactionorsomeotherreasons．Theseoutlierswillbadlyinfluencetheaccuracyofmappingfunction·AndRalldomSampleConsensusisemployedtoestimatethemappingfunctionwithdatas鋤

7、pleswhichmayincludesomeoutliers．Experimentalresultsshowthatthemethodcanimprovetheaccuracyofmappingfunctiondramatically．2．AgeometrybasedmethodiSproposedtoestimatethegazeofpointinscreenforhead．mountedeyetrackingsystem．Somemarkersaresetaroundthescreen，andtlleposi

8、tonsofthesemarkersinsceneimagearedetectedinrealtime·Therelationshipbetweensceneimageandcomputerscreenisconstructedwiththesepointcorrespondencesintwoviews．Thepointofgazeinthesceneim