基于UKF非线性人眼跟踪的驾驶员疲劳检测

为解决驾驶员疲劳检测算法中头部快速移动、人眼非线性跟踪以及实际疲劳表情的识别问题,提出了一种新的基于UKF眼跟踪算法的驾驶员疲劳检测方法.根据近似非线性函数的概率分布比近似其函数更容易的原则,利用UT无迹变换,选择一组确定的Sigma点集逼近驾驶员人眼运动状态的后验概率密度函数,进行人眼非线性跟踪.在驾驶员人眼非线性跟踪基础上,通过计算PERCLOS值,进行现实驾驶条件下驾驶员疲劳的跟踪检测.实验结果表明,该方法不仅可以增强对驾驶员头部旋转、快速移动以及光照变换的鲁棒性,而且可以比传统的Kalm an滤波算法提供更精确的计算估计.

几家国外公司的准分子激光角膜屈光矫正仪的眼跟踪器的比较

介绍目前国内市场上常见的几家国外公司的准分子激光角膜屈光矫正仪的跟踪器的工作原理和各自的特点,并指出眼跟踪器的发展方向。

结合UKF和小波变换的改进粒子滤波及其在机车驾驶员人眼跟踪中的应用

非接触式的人眼跟踪研究对于机车驾驶员疲劳检测有着重要意义。为了解决机车驾驶员人眼跟踪方法对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的过于敏感,提出一种结合UKF(Unscented Kalman Fil-ter)滤波和小波变换的改进粒子算法的机车驾驶员人眼跟踪方法。将UKF滤波算法得到的滤波状态均值和方差,用于粒子滤波算法中下次采样新的粒子;然后利用小波变换的去噪原理,降低粒子滤波重要性权值的方差,以提高实际驾驶条件下机车司机人眼跟踪的准确性和鲁棒性。理论分析和实验结果表明:该方法不仅可以提高对头部旋转、光照变化以及人眼运动的强非线性等问题的鲁棒性,而且具有更好的估计精度。

眼跟踪技术

眼跟踪技术在战机快速瞄准、跟踪及医学等方面已经得到了成功的应用。本文对眼跟踪技术的发展及应用作了论述,介绍了一些比较典型的眼跟踪技术方法,对几种方法的优缺点作了比较。

全息波导技术在眼跟踪系统中的应用研究

目前大多数眼跟踪器体积大、质量重,影响人机工效。采用全息波导技术解决这一问题,将全息波导元件应用于眼跟踪系统,设计了一个全息波导眼跟踪光学系统,探测眼部红外图像。介绍了基本设计原理、分析了光学系统像差校正及眼部照明方法。仿真计算结果表明,该红外探测眼跟踪光学系统像差小,可以较好地成像在红外CCD相机感光面上,使探测到的眼红外图像能较好地反映实际的眼部图像,从而有利于依据算法提取眼部数据,提高眼跟踪系统准确性,并且整体质量轻、结构紧凑。

精神分裂症的平稳眼跟踪运动

对24例精神分裂症初诊病人及31例正常人测试平稳眼跟踪运动,发现精神分裂症病人与正常对照有显著差异。疗后也无明显改善;基本可以排除药物、注意力及觉醒程度的影响。精神分裂症的阳性症状群与阴性症状群之间,SPEM 检测结果也无显著差异。

裸眼跟踪三维立体显示典型技术研究进展

裸眼跟踪三维立体显示技术能克服传统自由立体显示中固定视角和不能移动观测等问题。本文简述了裸眼跟踪三维立体技术的原理;评述了包括非可见光、单摄像侦测系统、多摄像侦测系统三类裸眼跟踪三维立体显示典型技术实现方法,并对最新实现装置进行了技术分析;最后总结了裸眼自由立体显示技术的发展动态,指出其将向高分辨率、广角、多观测者、多摄像侦测系统方向发展。

平稳眼跟踪运动精神分裂症

本世纪初,Diefendorf 和 Dodge(1908)发现大多数早发痴呆病人的平稳眼跟踪运动(Smooth Pursuit Eye Movement,SPEM)表现异常,Couch 和 Fox(1934)证实了这一现象,并认为 SPEM 异常并不仅限于精神分裂症病人,七十年代以来,Holzman 等做了大量的研究工作,以令人信服的证据说明眼跟踪障碍与重性精神病尤其是精神分裂症之间的关系是有意义的,因此重新激起人们的兴趣。

精神分裂症平稳眼跟踪运动研究进展

自1908年 Diefendrof 和 Dodge 发现大多数早发痴呆病人有平稳眼跟踪运动(Smooth Pursuit Eye Movement,SPEM)异常以来,许多学者对此产生了浓厚兴趣并进行了不懈地研究,结果再次证实了这一现象的存在。近年来,随着生理生化学、医用电子学和影像学等技术的迅速发展,国外众多的学者从不同角度对分裂症的 SPEM 功能进行了大量研究,并在探讨 SPEM 能否作为分裂症一个较好的生物学标志等方面取得了重大进展。本文收集晚近有关分裂症 SPEM 的研究文献,并就其基本原理、评估指标。

基于眼动跟踪的视频视觉感兴趣区域提取仿真

海量视频中具有显著特征的区域为感兴趣区域。由于视频图像中普遍存在较多单目标特征,轮廓边缘关联性较强,干扰视觉区域的提取。于是提出基于眼动跟踪的视频视觉感兴趣区域提取方法。提前转换原始视频颜色空间,降低色彩影响程度,检测原始视频边缘,利用形态学闭运算填补视频边缘断裂位置并去噪,通过旋转校正处理得到简单完整的视频图像,利用眼动跟踪处理技术提取纹理特征以及亮度显著图,实现视频视觉感兴趣区域提取。实验结果表明,研究方法能够精准提取出视频视觉感兴趣区域,峰值信噪比最高可达1.5dB,验证了该方法的应用精度和图像质量增益均较高。

基于眼动跟踪的移动智慧课堂可视交互系统

将移动设备运用到教学场景中能有效提升教学质量。为此,基于眼动跟踪技术开发了一个移动智慧课堂可视交互系统,当学生在手机、平板电脑等移动设备上完成课程学习时,设备的前置摄像头采集学生的眼动注视点并生成注视点轨迹图和热区图。教师可通过系统交互界面提供的选项挑选想要查看的学生以及可视化类型,以便实时了解学生的注意力分布和感兴趣区域,进而有针对性地调整教学重点,提高在线课堂的教学质量和效率。用户实验结果证明了该系统的可行性与有效性。

VR眼动跟踪下历史地区风貌人群视觉感知研究——以漳州古城为例

风貌感知是对历史地区综合人文特征的整体场域认知,研究人群背景差异对风貌特色感知的影响,可以更好地为风貌感知研究提供科学性支撑。文章应用可阐释心理认知及空间行为的VR眼动跟踪技术,分析不同背景人群对历史风貌的视觉关注行为,探索多元公众参与下的历史地区风貌特征感知和保护的科学方法。以漳州古城为例,进行历史地区风貌人群视觉感知实验,发现不同专业及文化背景人群对于城市风貌视觉感知存在差异并呈现一定的规律,后基于此进行风貌要素分类,为风貌保护工作提供一定参考。

基于眼动跟踪的个性化文本摘要生成模型

为了满足不同用户对生成摘要的个性化需求,提出一种基于眼动跟踪的个性化文本摘要生成网络模型.首先使用阅读时的注视和扫视等眼动跟踪数据提取眼动关键信息,并使用长短期记忆模型对眼动关键信息进行编码;然后将眼动关键信息隐藏层状态融合到注意力机制中,结合内部注意力模型和指针生成器网络生成个性化的文本摘要;最后设计开发了相关的文本摘要生成系统.使用包含用户眼动数据的中文新闻数据集ADEGBTS进行实验的结果表明,与现有的文本摘要模型相比,所提模型在ROUGE指标评估上的得分更高,达到48.68%;用户测试结果表明,所提系统可以高效地生成个性化摘要.

基于VR眼动跟踪实验的城镇色彩吸引力研究及色彩规划启示--以东北寒地城镇横道河子为例

虚拟眼动跟踪技术能够通过记录人眼运动的状态信息来反映城镇景观环境的视觉吸引力。本文以东北寒地城镇黑龙江省牡丹江市海林市横道河子镇为例,以中国颜色体系为标准进行城镇色彩信息的提取与分析工作。VR技术能够实现远程体验城镇色彩,辅以眼动跟踪技术能够将公众客观层面的模糊色彩感知表达进行科学量化分析,进一步求证影响寒地城镇色彩吸引力的具体相关因素。实验从整体鸟瞰至局部街景逐层展开,了解受试者在不同空间尺度下的色彩感知特点,形成较为良好的公众参与,以此总结探讨对小城镇色彩规划设计的启发。

基于眼动追踪技术的三里河遗址陶器创新应用研究

在大量搜集胶州三里河遗址陶器资料的基础上,系统分析三里河遗址陶器的文化内涵与艺术特征,归纳总结陶器代表性器物的特点,借助眼动追踪技术提取陶器形制的视觉热点,并将研究结果运用于现代家具设计,进一步推动三里河遗址陶器的传承与创新。

基于眼动跟踪实验的产品形态仿生设计研究

为解决形态仿生设计特征确定的问题,以认知学和仿生学相关理论为基础,将眼动跟踪技术运用于形态仿生样本测试,提出一种通过确定形态仿生特征来激发设计师产品造型创意的方法。以平地机造型概念设计为例,选用螳螂为仿生对象,通过眼动跟踪实验得到眼动路径、注视频率、注视时间和注视点数量等数据,以定量实验方法分析得出生物原型的典型形态特征排序,以此作为设计人员进行创意设计的重要参考。

改进CamShift算法的眼动跟踪方法

针对CamShift跟踪算法仅采用颜色特征,在存在颜色相近干扰目标、头部快速运动或者虹膜发生形变等情况易发生眼动跟踪不准确或失败等问题,提出一种基于改进CamShift算法的眼动跟踪方法。在CamShift算法中,计算边缘直方图分布,在颜色特征基础上融合边缘特征,同时通过分析饱和度分量抑制噪声影响,并利用基于边缘特征的自定义方法判断虹膜是否发生形变。当发生形变时,自动更新模板,根据历史运动轨迹预测虹膜中心。实验表明,该方法能有效改善眼动跟踪性能,且定位虹膜精确、错误率低、速度快,预测虹膜中心与实际虹膜中心相差极小,达到了准确性、鲁棒性和实时性的要求。

基于眼动跟踪技术的界面可用性评估

为解决因界面而造成的整体系统效率低下的问题,以认知学为理论基础,提出将眼动跟踪技术运用于界面可用性检测.首先讨论了眼动跟踪设备的优势与技术原理,然后以德国汉堡城市轻轨U4线站台界面的交互设计为例,描述眼动跟踪实验的流程.最后从眼动路径、热度、信息量、任务用时和注视频率等方面对新旧界面进行实验,以定量实验方法评估新旧界面的优劣.实验结果分析比较表明:新界面的各项实验检测数据都明显优于旧界面,更符合用户的需求和认知习惯;同时,眼动跟踪实验的可靠性高,数据结果比较精确,适合进一步推广应用,并为后续航电系统界面设计研究工作提供了一种有效的评估方法.

眼动跟踪技术及其在军事领域的应用

眼动跟踪技术是人机交互研究的重要内容,也是未来武器系统智能人机接口的关键技术,已成为近年来备受关注的前沿研究方向之一,有着巨大的应用前景和应用价值。本文在介绍眼动跟踪技术的生理基础上,总结分析了国内外眼动跟踪的各种测量方法、测量仪器研究情况和眼动跟踪技术关键问题。通过归纳眼动跟踪技术在军事领域的应用需求、现状和潜在优势,以期为眼动跟踪技术今后的军事应用发展提供参考和借鉴。

面向人机交互的眼动跟踪方法研究

针对患有严重身体残疾和行动不便的特殊人群难以与计算机进行交互的问题,对基于眼动跟踪的人机交互系统进行了研究,采用可穿戴式的系统硬件方案:将连接个人电脑的微型CCD摄像头通过3D打印成型的载具安装在普通眼镜上实现了眼图采集功能,运用基于梯度值和圆特性的改进的椭圆拟合方法检测定位瞳孔中心,并进行了基于二阶模型的注视点的标定,最终实现了对眼睛视线的跟踪检测。实验测试结果表明,该系统的水平方向视线检测误差和垂直方向视线检测误差分别在3.74%和5.34%,验证了所提出的眼动跟踪人机交互系统的可行性和有效性。