[發明專利]頭戴式眼動追蹤設備及其眼動追蹤方法有效
| 申請號： | 201811283521.7 | 申請日： | 2018-10-31 |
| 公開（公告）號： | CN109194952B | 公開（公告）日： | 2020-09-22 |
| 發明（設計）人： | 高小榕;李登昊 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | H04N13/383 | 分類號： | H04N13/383 |
| 代理公司： | 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481 | 代理人： | 徐丁峰;付偉佳 |
| 地址： | 10008*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 頭戴式眼動 追蹤 設備 及其 方法 | ||
1.一種頭戴式眼動追蹤設備，其特征在于，包括：
頭戴式主體；
第一攝像機，設置在所述頭戴式主體上，用于采集佩戴者的眼部運動圖像；
第二攝像機，設置在所述頭戴式主體上，用于采集佩戴者正前方的刺激圖片的視野圖像,所述刺激圖片為白底黑色十字形標志物圖片；
控制系統，與所述第一攝像機和所述第二攝像機分別連接；
其中，所述控制系統包括：
圖像剪裁預處理模塊，用于將所述眼部運動圖像及所述視野圖像轉化為灰度圖，并剪裁去除眼部運動圖像中與眼部無關的部分及去除視野圖像中與刺激圖片無關的部分；
眼部運動圖像處理模塊，用于對剪裁后的眼部運動圖像進行處理以提取瞳孔中心位置；
視野圖像處理模塊，用于對剪裁后的視野圖像進行處理以提取刺激圖片的標志物中心位置；
回歸模型建立模塊，用于校準時根據瞳孔中心位置數據和標志物中心位置數據建立回歸模型；
注視點位置確定模塊，用于測試時根據建立的回歸模型由瞳孔中心位置計算注視點位置；以及
視頻同步模塊，用于提取于一提示音后采集的眼部運動圖像的第一音頻信號及該提示音后采集的視野圖像的第二音頻信號，分別對第一音頻信號及第二音頻信號進行變換計算得到第一音頻信號包絡和第二音頻信號包絡，并根據第一音頻信號包絡和第二音頻信號包絡將眼部運動圖像與視野圖像對齊。
2.如權利要求1所述的頭戴式眼動追蹤設備，其特征在于，所述眼部運動圖像處理模塊包括：
閾值設定模塊，用于設定瞳孔初始二值化閾值；
圖像二值化模塊，用于將剪裁后的眼部運動圖像二值化，并對二值化后的眼部運動圖像進行閉運算，將各區域聯通，之后去除邊界區域；以及
瞳孔中心位置提取模塊，用于判斷圖像中聯通的各區域邊界是否為橢圓形，大小是否滿足瞳孔初始二值化閾值，如果同時滿足條件取其橢圓中心為瞳孔中心位置；如果橢圓形過小，則提高二值化閾值重新檢測；如果橢圓形過大則降低二值化閾值重新檢測；如果無法找到橢圓形則保留上一幀檢測結果。
3.如權利要求1所述的頭戴式眼動追蹤設備，其特征在于，所述視野圖像處理模塊包括：
角點提取模塊，用于對視野圖像進行Harris角點提取；以及
標志物中心位置提取模塊，用于根據刺激圖片的特點，取角點密集區域的中心為標志物中心。
4.如權利要求1所述的頭戴式眼動追蹤設備，其特征在于，所述刺激圖片包括：
黑色十字標志物中心位于圖片中心的中心黑色十字形標志物圖片；
黑色十字標志物中心距離圖片左邊緣150像素、距離圖片上邊緣150像素的左上黑色十字形標志物圖片；
黑色十字標志物中心距離圖片右邊緣150像素、距離圖片上邊緣150像素的右上黑色十字形標志物圖片；
黑色十字標志物中心距離圖片左邊緣150像素、距離圖片下邊緣150像素的左下黑色十字形標志物圖片；以及
黑色十字標志物中心距離圖片右邊緣150像素、距離圖片下邊緣150像素的右下黑色十字形標志物圖片。
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