第5期 张鹏翼等：一种非接触式实时视线追踪系统的设计 ·659· 其中，(x1,y1)为左眼盯视矢量值，(x,y)为右眼盯 2 Colombo C.Bimbo A D.Interacting through eyes J Rob Auton 视矢量值. Sy.1997.193):359 为了能够使模型适用于每个使用者，在使用前 [3 Zhai S M.What is the eyes for attentive input?J Commun ACM.2003.46(3):34 加入了校准过程，通过让每个用户依次盯视屏幕上 [4 Ohm T.A free-head,simple calbration,gaze tracking system 的9个已知点，得到9个视线特征值(x,y),这样 that enables gare-based interction /Procedings of the 2004 通过9组方程就可以求出不同的系数值a,从而使 Symposium on Eye tracking Research and App lications ETRA' 每个用户拥有适合自己的唯一映射模型. 04),San Antonio:ACM Pres,2004:115 [5 Yin H R.Tu D W.Human-computer interaction techndlogy 3结语 though eye-gaze based on infrared TV method.Infrared Tech- nol,2002.244):1 实验证明，基于双眼数据综合的视线方向映射 (尹海荣，屠大维.基于红外电视法的眼睛盯视人机交互技术 方法使系统的有效测量视角为水平40，竖直32°， 红外技术，2002,244)：1) 基本到达了眼球相对于面部旋转的最大限度，系统 Morimoto C H.Mimica M R M.Eye gaze tracking techniques for 的实时性很高，算法速度达到了50ms.使用BP神 interactive applicat ions.Comput Vision Image Understanding. 2005,98(1):4 经网络对卡尔曼滤波中的预测模型进行了非线性映 [7]Wang JG.Sung E.Study on eye gaze estimation.IEEE Trans 射，得到较好的逼近效果，提高了瞳孔的追踪性能， Syst Man Cybern Part B.2002.32(3):332 且所设计的实时视线追踪系统比其他同类系统的成 [8 Beymer D.Flickner M.Eye tracking using an active stereo head 本要低得多. /Procedings of 2003 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Remgnition,Madson,2003:451 参考文献 [9Hiley J B.Redekopp A H.A bw cost human computer interface based on eye tmcking //Prowedingsof the 28th IEEE EMBS An- [1]Hutchinson T E,White K P Jr Martin W N,et al.Human- ntl International Conference,New York,2006:3226 computer interaction using eye gaze input.IEEE Trans Syst Man [10 Daugman J.New methods in iris wecognit ion.IEEE Trans Sys Cben,1989,196:1527 Man Cybern Part B.2007,35(5):1167其中, ( x 1, y 1) 为左眼盯视矢量值, ( x r, y r) 为右眼盯 视矢量值 . 为了能够使模型适用于每个使用者, 在使用前 加入了校准过程, 通过让每个用户依次盯视屏幕上 的9 个已知点, 得到 9 个视线特征值( x s, y s) , 这样 通过 9 组方程就可以求出不同的系数值 ai , 从而使 每个用户拥有适合自己的唯一映射模型 . 3 结语 实验证明, 基于双眼数据综合的视线方向映射 方法使系统的有效测量视角为水平 40°, 竖直 32°, 基本到达了眼球相对于面部旋转的最大限度, 系统 的实时性很高, 算法速度达到了 50 ms .使用 BP 神 经网络对卡尔曼滤波中的预测模型进行了非线性映 射, 得到较好的逼近效果, 提高了瞳孔的追踪性能, 且所设计的实时视线追踪系统比其他同类系统的成 本要低得多. 参 考 文 献 [ 1] Hut chinson T E, White K P Jr, Martin W N, et al.Human￾computer in teraction using eye-gaze input.IEEE Trans Syst Man Cybern , 1989, 19( 6) :1527 [ 2] Colombo C, Bimbo A D .Int eracting through eyes.J Rob Auton S yst, 1997, 19( 3) :359 [ 3] Zhai S M .What is the eyes for att enti ve inpu t? J Comm un ACM, 2003, 46( 3) :34 [ 4] Oh no T .A free-head, simple calib ration, gaze tracking system that enables gaze-based interacti on ∥Proceed ings of the 2004 S ymposiu m on Eye tracking Research and App lications ( ETR A' 04 ) , San Ant onio :ACM Press, 2004:115 [ 5] Yin H R, Tu D W.Human-computer interaction technology though eye-gaze based on infrared TV method.In frared Tech￾nol, 2002, 24( 4) :1 ( 尹海荣, 屠大维.基于红外电视法的眼睛盯视人机交互技术. 红外技术, 2002, 24( 4) :1) [ 6] Morimot o C H, Mimica M R M .Eye gaze tracking techniques for interactive applications.Compu t Vision Image Un derstanding , 2005, 98( 1) :4 [ 7] Wang J G, Sung E .Study on eye gaze estimation.IEEE Trans S yst Man Cybern Part B, 2002, 32( 3) :332 [ 8] Beymer D, Flickner M .Eye tracking using an acti ve st ereo head ∥Proceed ings of 2003 IEEE Comp uter Society Con ference on Comput er Vision and Patter n Recognition , Madison, 2003:451 [ 9] Hiley J B, Redekopp A H .A low cost human computer in terf ace based on eye tracking ∥Proceed ings of the 28th IEEE E MBS An￾n ua l Inter national Con f erence, New York, 2006:3226 [ 10] Daugman J.New methods in iris recognition.IE EE Tr ans Syst Man Cyber n Part B , 2007, 35( 5) :1167 第 5 期 张鹏翼等:一种非接触式实时视线追踪系统的设计 · 659 ·