《非接觸式眼動狀態識別及其人機互動方法的研究與實現》是依託華南理工大學，由秦華標擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非接觸式眼動狀態識別及其人機互動方法的研究與實現
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：秦華標
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人機互動理論是21世紀信息科學發展的重要領域之一，以眼動機理為基礎的視線跟蹤人機互動方法,涉及到圖像處理、計算機視覺、模式識別等多個交叉學科，理論上極富挑戰性。目前眼動狀態識別機理和方法的研究很不成熟,易受外界光線干擾，跟蹤精度受頭部運動因素影響。本項目從自由空間的人眼注視方向識別的基礎理論問題出發，探索基於圖像處理的眼動特徵信息提取方法及模型，深入研究眼動建模的理論依據並建立符合眼球物理構造特點的三維眼動模型，研究視場匹配中的非線性問題，建立自由空間的眼動模型與眼睛注視點的映射關係模型，提升自由空間的人眼注視方向識別技術的精確性與實時性。.項目的完成將會對人機互動技術帶來變革性的影響，其研究成果在虛擬現實、汽車電子、殘疾人輔助領域以及國防軍事、航空航天、體育運動等領域均有著廣泛的套用前景，具有重要的科學意義和良好的社會與經濟效益。
結題摘要
非接觸式眼動狀態識別系統中的注視點估計精度與魯棒性問題長期制約著眼動狀態識別技術的推廣套用。本項目為提高眼動狀態識別系統的注視點估計精度與魯棒性，提出了快速精確的特徵提取方法，建立了眼動信息到注視點的映射模型並進行了相應的理論研究與實踐驗證，項目完成的主要工作如下：一、在特徵提取方法方面，進行了紅外光源下的眼動特徵提取研究，使得瞳孔與普爾欽斑點的提取精度與速度顯著提高；並在此基礎上提出了快速高效的人眼眨眼判別算法，以此進行人機互動操作；此外還研究了普通光源下的眼動特徵提取方法，使得眼動狀態識別算法在普通光照下的精度與實時性仍然可以滿足要求。二、在映射模型方面，提出了單紅外光源下的基於逐步線性回歸算法的映射模型，該方法剔除了映射函式中對注視點估計影響不顯著的冗餘參數，使得眼動信息與注視點達到最佳擬合；其次提出了基於四紅外光源下的瞳孔角膜反射向量，該向量在頭部運動時具有一定的不變性，較好地克服了頭部運動帶來的影響；最後建立了基於八紅外光源下的透視變換模型，該方法立足於透視變換原理，從新的視角解決眼動狀態識別系統注視點估計的問題，大幅度提高了注視點估計對頭部運動的容忍性。三、為探討眼動狀態識別算法在人機互動中的實際套用，本項目將研究的眼動狀態識別算法在SOPC平台進行了設計和驗證，實驗結果與原型算法保持一致，同時處理速度基本滿足實時性要求。此外還開展了眼動狀態識別算法在駕駛員疲勞檢測系統和殘疾人輔助系統中的套用研究，取得良好的效果。
