一种可克服头动影响的视线跟踪系统 被引量：8

1

作者 秦华标 严伟洪 +1 位作者 王信亮 余翔宇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2403-2408,共6页

本文提出一种基于单目摄像头和四红外光源的视线跟踪系统.通过四个红外光源在眼睛角膜上产生的四个光斑的中心与瞳孔中心建立新型的瞳孔角膜反射向量,该向量对头部运动具有较好的鲁棒性;此外通过设定感兴趣区域提高人眼定位速度,利用模... 本文提出一种基于单目摄像头和四红外光源的视线跟踪系统.通过四个红外光源在眼睛角膜上产生的四个光斑的中心与瞳孔中心建立新型的瞳孔角膜反射向量,该向量对头部运动具有较好的鲁棒性;此外通过设定感兴趣区域提高人眼定位速度,利用模板匹配与凸包方法精确定位瞳孔中心,并采用点匹配法正确识别光斑中心,确保了视线跟踪的实时性和精度.实验结果证明该系统较好地解决了视线跟踪精度不高和头部运动受限的问题,并且满足实时性要求. 展开更多

关键词 视线跟踪 头部运动 瞳孔 瞳孔角膜反射向量

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基于瞳孔角膜反射法的视线估计系统设计与实现 被引量：1

2

作者 曹奕铖 蒋路茸 童基均 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2019年第2期201-207,共7页

设计并实现了一种低成本硬件条件下的视线估计系统,该系统的视线估计模型采用瞳孔角膜反射法,对用户干扰小,允许用户头部移动。系统由视频采集、瞳孔中心和反射光斑中心提取、视线估计三部分组成。针对系统中低成本硬件导致的图像质量... 设计并实现了一种低成本硬件条件下的视线估计系统,该系统的视线估计模型采用瞳孔角膜反射法,对用户干扰小,允许用户头部移动。系统由视频采集、瞳孔中心和反射光斑中心提取、视线估计三部分组成。针对系统中低成本硬件导致的图像质量不高、瞳孔图像分辨率低以及光照变化等情况,设计了实时、精确的瞳孔中心、反射光斑中心提取方法。该方法首先将粗定位与精确定位相结合,得到人眼瞳孔图像;再利用灰度膨胀、卷积操作增强反射光斑,提取出反射光斑中心;然后通过一定的预处理,融合边缘提取、边缘过滤以及椭圆拟合,得到瞳孔中心;最后经过后处理滤去异常值。对视线估计系统进行测试,结果发现:视线估计平均均方根误差为12 mm,满足某些应用的基本需求。该系统降低了对硬件的要求,有利于实际应用。 展开更多

关键词 视线估计 瞳孔角膜反射 瞳孔中心提取 反射光斑中心提取 瞳孔定位

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基于眼动跟踪的智能家居控制器 被引量：4

3

作者 王鹏 陈园园 +2 位作者 邵明磊 刘博 张伟超 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期151-160,共10页

针对现有智能家居控制器存在抗干扰及适应性均较差的问题,设计了一种基于眼动跟踪技术的智能家居控制器。该控制器使用现场可编程门阵列(FPGA)作为处理核心,根据人眼在红外光照射下的反射光斑特征,快速定位人眼,通过阈值分割、边缘检测... 针对现有智能家居控制器存在抗干扰及适应性均较差的问题,设计了一种基于眼动跟踪技术的智能家居控制器。该控制器使用现场可编程门阵列(FPGA)作为处理核心,根据人眼在红外光照射下的反射光斑特征,快速定位人眼,通过阈值分割、边缘检测及椭圆拟合定位光斑中心和瞳孔中心,使用映射函数构建视线与用户界面的位置关系,实现用户通过视线选择界面家电图标,然后搭配其它功能电路,通过眨眼控制家电的开启、关闭实现眼动控制家居电器。实验结果表明,该控制器有效控制准确率达92%,控制响应时间为0.47s,满足实时性的要求,同时采用视频图像处理技术能有效避免环境语音噪声的干扰,尤其适用于肢体残障人士。 展开更多

关键词 眼动跟踪 瞳孔角膜反射法 智能家居 现场可编程门阵列 控制器

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用于移动设备人机交互的眼动跟踪方法 被引量：17

4

作者 程时伟 孙志强 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1354-1361,共8页

传统眼动跟踪设备构造复杂、体积和重量大,通常只能以桌面固定方式使用,无法支持普适计算环境下的移动式交互.为此,提出一种面向移动式交互的眼动跟踪方法,包括眼动图像处理、眼动特征检测、眼动数据计算和眼动交互应用4个层次.首先对... 传统眼动跟踪设备构造复杂、体积和重量大,通常只能以桌面固定方式使用,无法支持普适计算环境下的移动式交互.为此,提出一种面向移动式交互的眼动跟踪方法,包括眼动图像处理、眼动特征检测、眼动数据计算和眼动交互应用4个层次.首先对眼球红外图像进行滤波、二值化处理,进而基于瞳孔-角膜反射法,结合二次定位和改进的椭圆拟合方法检测瞳孔,设计缩放因子驱动的模板匹配法检测普洱钦斑;在此基础上,计算注视点坐标等眼动数据;最后设计与开发了一个基于单个红外摄像头的头戴式眼动跟踪原型系统.实际用户测试结果表明,该系统舒适度适中,并具有较高精度和鲁棒性,从而验证了文中方法在移动式交互中的可行性和有效性. 展开更多

关键词 眼动跟踪 瞳孔-角膜反射法 普洱钦斑 移动设备 人机交互

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眼动交互的实时线性算法构造和实现 被引量：4

5

作者 程成 杜菁菁 蓝飞翔 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B04期12-15,共4页

眼动跟踪技术作为一种新兴的交互手段,具有自然、高效和易于意图理解等优点.我们设计实现了一个桌面眼动跟踪系统作为虚拟装配系统的一个通道,通过摄像机实时采集视频并经过实时的图像处理判断用户对虚拟环境中对象的注视焦点.系统利用... 眼动跟踪技术作为一种新兴的交互手段,具有自然、高效和易于意图理解等优点.我们设计实现了一个桌面眼动跟踪系统作为虚拟装配系统的一个通道,通过摄像机实时采集视频并经过实时的图像处理判断用户对虚拟环境中对象的注视焦点.系统利用了瞳孔-角膜反射向量法理论,设计和实现了一个高效的实时眼动跟踪算法,即线性逼近预测算法.实验证明这一方法很好的解决了眼动通道的实时性问题. 展开更多

关键词 眼动跟踪 人机交互 线性逼近预测算法 瞳孔-角膜反射向量法

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视线追踪系统中注视点估计方法研究 被引量：3

6

作者 金纯 李娅萍 《自动化仪表》 CAS 2016年第5期32-35,共4页

在回顾视线追踪技术发展历程的基础上,对该技术的研究方向和几种主要的视线跟踪方法进行了简单阐述。重点介绍了基于瞳孔-角膜反射法的视线追踪技术的原理及其硬件组成,尤其对现有视线跟踪系统中比较成熟的注视点估计算法进行了归纳总... 在回顾视线追踪技术发展历程的基础上,对该技术的研究方向和几种主要的视线跟踪方法进行了简单阐述。重点介绍了基于瞳孔-角膜反射法的视线追踪技术的原理及其硬件组成,尤其对现有视线跟踪系统中比较成熟的注视点估计算法进行了归纳总结和原理剖析。对二维和三维的注视点估计算法的精度和用户自由度进行了进一步的横向比较。最后指出了视线追踪技术存在的缺陷,并对其在人机交互、智能机器、虚拟现实等领域的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 视线跟踪 瞳孔-角膜反射 注视点估计 人机交互 虚拟现实 误差补偿 校准 神经网络

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基于瞳孔-角膜反射技术的视线估计方法 被引量：3

7

作者 刘冬 蔡超 《计算机与数字工程》 2016年第1期158-161,共4页

近年来,以图像处理为基础,结合瞳孔-角膜反射技术的视线估计方法成为视线追踪研究的主要发展方向。现有的视线追踪系统有两个主要问题:1)视线追踪精度不高;2)操作不够方便,很多视线追踪系统严格限制了观测者的头部运动,给使用者带来了... 近年来,以图像处理为基础,结合瞳孔-角膜反射技术的视线估计方法成为视线追踪研究的主要发展方向。现有的视线追踪系统有两个主要问题:1)视线追踪精度不高;2)操作不够方便,很多视线追踪系统严格限制了观测者的头部运动,给使用者带来了不便。通过对眼球模型和光学反射过程的分析,详细介绍了两种允许自由头动的视线估计方法。 展开更多

关键词 眼球模型 瞳孔-角膜反射技术 视线估计

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一种新的基于显著图的视线跟踪方法

8

作者 黄生辉 宋鸿陟 +2 位作者 吴广发 司国东 彭红星 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期411-417,共7页

针对现有视线跟踪系统设备复杂、标定过程繁琐等方面的不足,提出了一种新的基于显著图的视线跟踪方法。通过红外光源设备在人眼角膜上产生的光斑中心与瞳孔中心建立瞳孔-角膜反射向量,然后将该向量作为视觉特征重构了基于显著图的视线... 针对现有视线跟踪系统设备复杂、标定过程繁琐等方面的不足,提出了一种新的基于显著图的视线跟踪方法。通过红外光源设备在人眼角膜上产生的光斑中心与瞳孔中心建立瞳孔-角膜反射向量,然后将该向量作为视觉特征重构了基于显著图的视线跟踪算法。实验结果证明,提出的方法不仅缓解了视线跟踪系统标定过程繁琐的问题,而且对提高系统的精度和健壮性有一定的促进作用,这为面向人机交互的视线跟踪研究提供了可行的低成本解决方案。 展开更多

关键词 视线跟踪 瞳孔-角膜反射向量 显著图 标定过程

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头戴式眼动跟踪系统设计与实现

9

作者 宫德麟 施家栋 +1 位作者 张广月 王建中 《科技创新与应用》 2015年第31期25-28,共4页

为提高未来战争中士兵操控无人武器系统的作战效率,文章构建了头戴式眼动跟踪系统,基于角膜反射光斑和瞳孔中心定位算法相结合的视线估计方法,在Linux系统下使用结合OPENCV的开发语言,采用阈值分割法进行瞳孔粗定位,运用最小二乘椭圆拟... 为提高未来战争中士兵操控无人武器系统的作战效率,文章构建了头戴式眼动跟踪系统,基于角膜反射光斑和瞳孔中心定位算法相结合的视线估计方法,在Linux系统下使用结合OPENCV的开发语言,采用阈值分割法进行瞳孔粗定位,运用最小二乘椭圆拟合算法确定瞳孔中心坐标,以多项式函数的形式建立瞳孔中心与注视点之间的映射关系,实现了人眼注视方向的估计,为无人武器眼动跟踪瞄准奠定了基础,实验表明,该方法具有很高的定位精度。 展开更多

关键词 眼动跟踪 瞳孔-角膜反射法 椭圆拟合 最小二乘法

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一种新的基于瞳孔-角膜反射技术的视线追踪方法 被引量：27

10

作者 张闯 迟健男 +1 位作者 张朝晖 王志良 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1272-1285,共14页

针对现有单相机单光源视线追踪系统存在的几个问题:精度不高、头动受限以及标定复杂,提出了一种新的基于瞳孔-角膜反射(PCCR)技术的视线追踪方法.通过提出的瞳孔边缘滤波算法(RDPEF)和三通道伪彩色图(TCPCM)解决了近红外条件下瞳孔定位... 针对现有单相机单光源视线追踪系统存在的几个问题:精度不高、头动受限以及标定复杂,提出了一种新的基于瞳孔-角膜反射(PCCR)技术的视线追踪方法.通过提出的瞳孔边缘滤波算法(RDPEF)和三通道伪彩色图(TCPCM)解决了近红外条件下瞳孔定位误差较大、瞳孔跟踪鲁棒性较差的问题,进而提高了视线特征提取的精度.通过提出的头部位置补偿方法以及个体差异转化模型,使二维映射模型允许使用者头部运动并且只需要单点标定.该方法提高了单相机视线追踪的精度和应用范围,为面向人机交互的视线追踪系统提供了有效的低成本解决方案. 展开更多

关键词 视线追踪 瞳孔定位 瞳孔跟踪 视线估计 瞳孔-角膜反射(PCCR)技术

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一种基于立体视觉的视线估计方法 被引量：9

11

作者 张闯 迟健男 +1 位作者 张朝晖 王志良 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1008-1013,共6页

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five-spot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... 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five-spot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. 展开更多

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

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视线追踪系统中眼睛跟踪方法研究 被引量：7

12

作者 张闯 迟健男 +1 位作者 张朝晖 王志良 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1051-1061,共11页

为解决视线追踪系统中红外图像瞳孔跟踪鲁棒性差的问题,提出一种基于伪彩色图的粒子滤波瞳孔跟踪算法.利用亮暗瞳现象,提出三通道伪彩色图(Triple-channel pseudo-color map,TCPCM)的概念,并将其引入瞳孔跟踪过程.TCPCM充分利用了各通... 为解决视线追踪系统中红外图像瞳孔跟踪鲁棒性差的问题,提出一种基于伪彩色图的粒子滤波瞳孔跟踪算法.利用亮暗瞳现象,提出三通道伪彩色图(Triple-channel pseudo-color map,TCPCM)的概念,并将其引入瞳孔跟踪过程.TCPCM充分利用了各通道信息,瞳孔区域的色彩明显与人脸其他部位不同,提高了跟踪的稳定性与精确性.采用了直方图相似性度量与几何相似性度量相结合的二次更新的瞳孔感知模型,提高了粒子权重的可信性.针对实时性要求,引入快速特征提取步骤,减少特征提取的时间,提高特征提取的可靠性.实验结果表明,该算法在瞳孔目标检测效果、跟踪稳定性和运行时间方面都有良好的性能. 展开更多

关键词 视线追踪 瞳孔定位 瞳孔跟踪 粒子滤波 瞳孔–角膜反射技术

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视线追踪系统中特征参数提取方法研究 被引量：4

13

作者 张闯 迟健男 +1 位作者 邱亚飞 张朝晖 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2010年第9期1299-1308,共10页

为了提取人眼的高精度亚像素特征参数,利用亮瞳现象,提出了一种基于多通道图像的高精度亚像素特征参数提取方法。该方法首先通过差分图像滤波获得瞳孔区域,进而检测瞳孔区域的边缘,并在眼睛区域附近基于灰度,搜索角膜反射区域;然后求取... 为了提取人眼的高精度亚像素特征参数,利用亮瞳现象,提出了一种基于多通道图像的高精度亚像素特征参数提取方法。该方法首先通过差分图像滤波获得瞳孔区域,进而检测瞳孔区域的边缘,并在眼睛区域附近基于灰度,搜索角膜反射区域;然后求取其质心用于定位角膜反射区域中心,并对瞳孔边缘做滤波,以消除角膜反射对瞳孔边缘轮廓的影响,进而利用椭圆拟合来定位瞳孔中心;最后提取包括人眼特征和人脸位置的多个参数,另外,还建立了一个多特征参数提取的流程,为下一步的视线估计提供了参数依据。实验结果及视线追踪系统最终的视线估计结果证明,该方法是有效的。 展开更多

关键词 视线追踪 特征参数提取 瞳孔定位 视线估计 瞳孔-角膜反射(PCCR)技术

原文传递

基于支持向量机回归模型的视线定位算法研究 被引量：8

14

作者 闫蓓 王晓晶 蒋兆国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2299-2305,共7页

针对传统的基于单瞳孔-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... 针对传统的基于单瞳孔-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. 展开更多

关键词 视线定位 支持向量回归 瞳孔-角膜反射光斑向量

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