基于头动信息和眼动信息的视线跟踪技术研究

摘要

视线是指人眼的注视方向，反映了人关注的焦点。视线跟踪广泛应用于心理学、图形学、软件工程、模式识别、人机交互、医学、广告心理学、军事等诸多领域，具有很强的实用价值，因此近年来视线跟踪成为了计算机视觉和模式识别领域的热门课题。本文在分析了国内外视线跟踪的研究现状和相关算法的基础上，提出结合头动信息和眼动信息进行视线实时跟踪的方法。本文所做主要工作如下：
　　(1)综合分析了各种瞳孔中心定位算法，提出基于选择性阈值取反和径向对称的瞳孔中心定位方法，此方法可以应用于各种光照环境下，且可以最大限度的避免把眼角或者镜框错定位成瞳孔中心的情况。选择左右眼角作为特征点，左右眼角的中点作为基准点，利用瞳孔中心与基准点之间的偏差进行眼动估计。
　　(2)建立以相机为原点的三维坐标，获得人脸旋转的四元数并转换为头部的旋转角，进行头动估计；建立了与位置无关的视线跟踪模型，受试者位置可以任意移动而不局限于某一特定位置，使测试环境更加舒适。
　　(3)综合了头动信息和眼动信息并根据眼动与头动的实际情况，确定了感兴趣区域(在一定距离下人所能观察到的最大范围)；把实际注视点转换为屏幕坐标，对跟踪精度进行检测并定量地分析了跟踪误差。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 视线估计内容

1.3国内外研究现状

1.4 论文的研究内容

第2章 视线跟踪系统设计

2.1 视线跟踪的研究方法

2.2 基于眼动和头动的视线跟踪系统

2.3 本章小结

第3章 人脸检测定位与瞳孔中心定位

3.1 人脸检测与定位

3.2 瞳孔中心定位

3.3 基准点的选取

3.4 本章小结

第4章 眼动与头动结合的视线跟踪

4.1 头动模型的确定

4.2 视线跟踪模型

4.3 视场的确定

4.4 坐标转换

4.5 实验及分析

4.6 本章小结

第5章 视线跟踪软件设计

5.1 软件环境及配置

5.2 软件界面设计

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢