基于眼角精确定位的视线估计-东北大学.pdfVIP

第３５卷第６期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．６ ２０１４年 ６月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｎ．２０１４ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１４．０６．００５ 基于眼角精确定位的视线估计 孙艳蕊，田书贞 （东北大学 理学院，辽宁 沈阳　１１０８１９） 摘　　　要：设计了一个单摄像机、单红外光源的视线估计系统．利用了眼角的位置信息，提出了利用ＵＳＭ 锐化粗定位和Ｇａｂｏｒ眼角滤波器精确定位的两步定位眼角的方法；针对传统的利用瞳孔普尔钦斑点向量进行 多项式拟合在头部运动时估计精度下降的问题，提出了利用内眼角间距对普尔钦斑点向量进行矫正，并采用 支持向量回归建立眼部特征参数与多项式拟合误差之间的关系，进行误差补偿；结合精确定位的眼角位置，建 立了二维眼部特征与屏幕坐标之间的映射关系．实验表明，该方法实现了一定范围内头部自由运动下精确的 视线估计． 关　键　词：眼角检测；视线估计；多项式拟合；支持向量回归 中图分类号：ＴＰ３９１４１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１４）０６－０７８０－０５ ＥｙｅＧａｚｅＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡｃｃｕｒａｔｅＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＥｙｅＣｏｒｎｅｒ ＳＵＮＹａｎｒｕｉ，ＴＩＡＮＳｈｕｚｈｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８１９，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＴＩＡＮＳｈｕｚｈｅｎ， Ｅｍａｉｌ：ｔｉａｎｓｈｕｚｈｅｎ０１２５＠１２６．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｇａｚｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａｓｉｎｇｌｅｃａｍｅｒａａｎｄＩＲｌｉｇｈｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｅｙｅ ｃｏｒｎｅｒｓ’ｌｏｃａｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄａｔｗｏｓｔｅｐｅｙｅｃｏｒｎｅｒｌｏｃａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＵＳＭｃｏａｒｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｗｉｔｈｆｉｎｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｂｙＧａｂｏｒｅｙｅｃｏｒｎｅｒｆｉｌｔｅｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｏｓｏｌｖｅ ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｕｓｅｏｆｐｕｐｉｌＰｕｒｋｉｎｊｅｉｍａｇｅｖｅｃｔｏｒｆｏｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｆｉｔｔｉｎｇｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｈｅｎｈｅａｄｍｏｖｅｓ，ｔｈｅｖｅｃｔｏｒｗａｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｉｎｎｅｒｅｙｅ ｃｏｒｎｅｒｓ，ａｎｄｔｈｅｅｒｒｏｒｗａｓｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｔｏｂｕｉｌｄｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｙｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｅｒｒｏｒ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｅｙｅｃｏｒｎｅｒｓ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ２Ｄｆｅａｔｕｒｅｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｅｙｅａｎｄｔｈｅ ｓｃｒｅｅｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｗａｓｂｕｉｌｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅｅｙｅｇａｚｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎａｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅｏｆｈｅａｄｍｏｖｅｍｅｎｔｃｏｕｌｄｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｙｅｃｏｒｎｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｅｙｅｇａｚｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ 　　随着人机交互的不断发展，更加高效、自然的 件为基础的视线估计技术［３－４］．该技术不需要使 交互方式得到关注，而视线作为一种新的交互