眼睛作為身體的器官之一,充當(dāng)著非常重要的角色,大腦中百分之八十左右的信息都是通過眼睛來獲取的。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)快速的發(fā)展,眼睛和視線之間的關(guān)系引起了科研人員的關(guān)注,于是視線估計(jì)技術(shù)也逐漸成為備受關(guān)注的研究方向。目前的人機(jī)友好交互、人類行為研究、虛擬現(xiàn)實(shí)、疲勞駕駛檢測、眼睛疾病診斷以及市場營銷和廣告研究等方面都會用到視線估計(jì)技術(shù)。本文主要是對基于非球面的眼球模型的研究,首先對一個視線估計(jì)模擬框架進(jìn)行了研究,然后提出了一種基于非球面眼球模型的視線估計(jì)方法。本文首先對德國一個研究機(jī)構(gòu)提出的模擬眼動儀的軟件框架系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致的研究,該框架主要建立了眼球模型,光源模型以及攝像機(jī)模型,框架產(chǎn)生一些模擬數(shù)據(jù)如人眼的反射光斑、瞳孔中心等特征點(diǎn),然后利用特征點(diǎn)來計(jì)算人眼的視線落點(diǎn)。但是該框架在建立眼球模型時假設(shè)角膜是一個完美的球體,而人眼角膜并不是球面形狀的,為了更貼近人眼角膜形狀,將框架中的球面角膜修改為非球面形狀,并創(chuàng)建了左右眼兩個眼球模型,同時對產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行了修改。通過非球面的一些性質(zhì)以及一些數(shù)學(xué)定理驗(yàn)證了改進(jìn)之后的框架所產(chǎn)生特征點(diǎn)數(shù)據(jù)的正確性。然后本文提出了一種基于非球面的三維眼球模... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

用戶和虛擬人物交流

3一個實(shí)例。圖1.2 電流記錄法的視線估計(jì)實(shí)例（4）電磁感應(yīng)法：麻醉被試者的眼球之后讓其佩戴一個隱形鏡片，這個隱形鏡片上會裝著一個探測線圈，通過檢測線圈的感應(yīng)電壓就可以精確地測量眼睛的運(yùn)動情況[15]。這種方法雖然會影響被試者的注視，眼睛會有不舒服的感覺，但是其精度比較高。圖1.3 接觸鏡法的視線估計(jì)實(shí)例1.2.2 基于光學(xué)的視線估計(jì)方法計(jì)算機(jī)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及光學(xué)攝影記錄設(shè)備的數(shù)字化，使得基于光學(xué)的視線估計(jì)技術(shù)成為了可能。隨著人類對眼部運(yùn)動特性的不斷研究，出現(xiàn)了大量基于光學(xué)的視線估計(jì)方法。主要有鞏膜-虹膜邊緣檢測法、瞳孔跟蹤法、普爾欽圖像法、瞳孔-角膜反射法（PCR）[16][17][18]。鞏膜-虹膜邊緣檢測法利用人眼鞏膜和虹膜的顏色差異比較明顯，然后在眼球運(yùn)動時提取它們的邊緣特征，通過提取的眼動特征來檢測人眼的運(yùn)動方向，但是該方法限制了頭部的運(yùn)動

這種方法雖然會影響被試者的注視，眼睛會有不舒服的感覺，但是其精度比較高。圖1.3 接觸鏡法的視線估計(jì)實(shí)例1.2.2 基于光學(xué)的視線估計(jì)方法計(jì)算機(jī)的普及和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及光學(xué)攝影記錄設(shè)備的數(shù)字化，使得基于光學(xué)的視線估計(jì)技術(shù)成為了可能。隨著人類對眼部運(yùn)動特性的不斷研究，出現(xiàn)了大量基于光學(xué)的視線估計(jì)方法。主要有鞏膜-虹膜邊緣檢測法、瞳孔跟蹤法、普爾欽圖像法、瞳孔-角膜反射法（PCR）[16][17][18]。鞏膜-虹膜邊緣檢測法利用人眼鞏膜和虹膜的顏色差異比較明顯，然后在眼球運(yùn)動時提取它們的邊緣特征，通過提取的眼動特征來檢測人眼的運(yùn)動方向，但是該方法限制了頭部的運(yùn)動，而且還會受到眼瞼在豎直方向上的遮擋，因此一般只適合在水平方向上測量眼睛的運(yùn)動情況。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于眼球結(jié)構(gòu)的視線映射幾何模型設(shè)計(jì)[J]. 鄭思儀,王志良,張鵬翼.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2012(03)
[2]一種新的基于瞳孔-角膜反射技術(shù)的視線追蹤方法[J]. 張闖,遲健男,張朝暉,王志良.  計(jì)算機(jī)學(xué)報. 2010(07)
[3]視線跟蹤技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 卞鋒,江漫清,張紅.  人類工效學(xué). 2009(01)
[4]眼動儀和眼動實(shí)驗(yàn)法的發(fā)展歷程[J]. 韓玉昌.  心理科學(xué). 2000(04)

碩士論文
[1]基于桌面式視線跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王松.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]聚光橢球面鏡的研制[D]. 李卓霖.長春理工大學(xué) 2012
[3]基于3D模型的視線估計(jì)方法研究[D]. 岑坤昉.天津大學(xué) 2012
[4]眼動跟蹤系統(tǒng)算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 周嘉賓.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3403709