基于2D模型的視線估計(jì)方法的研究.pdf

1、隨著視頻與圖像處理技術(shù)的發(fā)展,基于攝像頭的視線估計(jì)技術(shù)作為人機(jī)交互領(lǐng)域的一個(gè)重要分支受到了廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的視線估計(jì)技術(shù)大多采用瞳孔角膜反射向量法,因?yàn)樗哂辛己玫挠脩趔w驗(yàn)和較高的估計(jì)精度,但由于需要額外輔助光源,同時(shí)用戶在使用過程中必須保持頭部靜止,而且隨著頭部的運(yùn)動(dòng),該方法的估計(jì)精度會(huì)急劇下降,因此沒有得到廣泛普及。
　　 為了減少額外輔助設(shè)備和提高系統(tǒng)對頭部運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性,本文介紹的瞳孔眼角向量法以傳統(tǒng)的瞳孔角膜反射向量法的實(shí)

2、現(xiàn)原理為基礎(chǔ),選擇內(nèi)眼角為參考點(diǎn),根據(jù)瞳孔中心與內(nèi)眼角點(diǎn)的相對位置計(jì)算用戶的注視點(diǎn)。由于瞳孔眼角向量法的精度隨著頭部運(yùn)動(dòng)將會(huì)大幅度下降,針對注視點(diǎn)的橫坐標(biāo),本文提出了一種基于2D模型的新的視線估計(jì)方法:模型擬合法。該方法基于人機(jī)交互過程中眼球與屏幕的空間位置關(guān)系,建立了一個(gè)簡化的模擬人眼視線運(yùn)動(dòng)的2D坐標(biāo)模型。此外,模型擬合法通過系統(tǒng)標(biāo)定初始化的誤差擬合模塊能夠補(bǔ)償由于模型簡化造成的誤差,從而達(dá)到提高視線估計(jì)精度的目的。
　　

3、本文設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn),用于比較在使用模型擬合法前后,瞳孔眼角向量法的估計(jì)精度。在實(shí)驗(yàn)過程中,用戶分別被要求在不同的頭部偏移范圍內(nèi)和在不同的位置上注視屏幕上一些指定點(diǎn),攝像頭拍攝用戶注視各個(gè)點(diǎn)時(shí)的臉部圖像,每一幅圖像都采用手工標(biāo)定的方式提取特征點(diǎn)坐標(biāo)。對于注視點(diǎn)的橫坐標(biāo),分別采用瞳孔眼角向量法與模型擬合法進(jìn)行計(jì)算,而縱坐標(biāo)則采用瞳孔眼角向量法計(jì)算。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對于注視點(diǎn)的橫坐標(biāo),在頭部偏移幅度較小時(shí),本文提出的模型擬合法