一種頭戴式眼動儀AOI邊界點像素坐標系同一化方法，本發明涉及頭戴式眼動儀AOI邊界點像素坐標系同一化方法。本發明的目的是為了解決現有使用頭戴式眼動儀過程中，當佩戴者處于不同的頭部姿態時，導致注視點進入錯誤的或不存在的AOI內，無法準確定位的問題。過程為：在眼動儀中建立基準坐標系；采用移動均值濾波器對三軸加速度數據序列中第i個數據進行平滑處理；計算眼動儀佩戴者頭部繞x、y、z軸旋轉角度；計算頭戴式眼動儀的旋轉矩陣；計算頭戴式眼動儀調整后的第m個AOI的第n個邊界點的轉換矩陣；計算基準像素坐標系變換后的第m個AOI的第n個邊界點。本發明用于頭戴式眼動儀數據處理領域。

技術領域

本發明涉及頭戴式眼動儀數據處理領域，特別是涉及頭戴式眼動儀AOI邊界點像素坐標系同一化方法。

背景技術

采用頭戴式眼動儀在基于眼動與視覺信息加工的心理機制等方面的研究中，對眼動儀中的興趣區域(AOI)邊界的準確劃分非常重要。但是在使用頭戴式眼動儀時，當佩戴者在不同的頭部姿態下，由于頭戴式眼動儀輸出的注視點位置與基準像素坐標系下的注視點位置坐標不在同一像素坐標系會導致注視點進入錯誤的AOI內，最終對基于頭戴式眼動儀的相關研究造成極大的影響。目前相關研究人員一般采用圖像處理技術，利用眼動儀拍攝的視頻中的特定參照物對AOI邊界點進行調整，例如Begaze眼動數據分析軟件可根據目標的位置以及其在畫面中位置的相對變化情況不斷調整AOI的位置和大小，從而與視頻中的目標物體重合，但該方法只適用于視頻中存在指定物體或可被計算機識別的標記點，若檢測目標消失，該方法將無法繼續對AOI邊界點坐標進行有效調整。綜上所述，建立一種輸入參數易獲取，可對不同頭部姿態下AOI邊界點像素坐標系進行同一化的方法十分重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有使用頭戴式眼動儀過程中，當佩戴者處于不同的頭部姿態時，導致注視點進入錯誤的或不存在的AOI內，無法準確定位的問題，而提出一種頭戴式眼動儀AOI邊界點像素坐標系同一化方法。

一種頭戴式眼動儀AOI邊界點像素坐標系同一化方法具體過程為：

步驟一：在眼動儀中建立基準坐標系；

采集頭戴式眼動儀中的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度分別為A_x、A_y、A_z，x軸角速度、y軸角速度、z軸角速度分別為G_x、G_y、G_z，基準像素坐標系下第m個AOI的第n個邊界點坐標為(U_mn，V_mn)；

步驟二：采用移動均值濾波器對步驟一中的三軸加速度數據序列中第i個數據A_x[i]、A_y[i]、A_z[i]進行平滑處理，濾波后輸出的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度數據為a_x[i]、a_y[i]、a_z[i]；

步驟三：通過步驟二中濾波后輸出的x軸加速度、y軸加速度、z軸加速度數據a_x、a_y、a_z計算眼動儀佩戴者頭部繞x軸旋轉角度α；

步驟四：通過步驟一中的y軸角速度G_y，計算眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y；

步驟五：利用最小二乘法計算步驟四中得到的眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y的趨勢項參數矩陣[p，q]；

步驟六：通過步驟四中得到的眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉的積分角度θ_y和步驟五中得到的趨勢項參數矩陣，計算眼動儀佩戴者頭部繞y軸旋轉角度序列中第i個繞y軸旋轉角度β[i]；