眼动仪与视线跟踪技术综述

文章在回顾视线跟踪技术的研究历程基础上,定义了视线跟踪的基本概念和参数。分析了六种主要视线跟踪技术原理,比较了每种技术的优、缺点。介绍了眼动仪硬件设备的研制和发展状况,对比了几种主要的眼动仪性能。最后,探讨了视线跟踪数据的处理软件和方法,并对视线跟踪技术的应用前景进行总结和展望。     

基于视线跟踪的智能界面实现机制研究

针对传统用户界面难以满足普适计算发展的需求,提出一种基于视线跟踪的智能界面解决方案。首先,以视觉注意力选择机制为理论基础,对智能界面交互框架中用户、界面和系统三要素进行统一描述和说明;然后,以三要素的映射关系为研究依据,采用模糊聚类方法来计算用户对界面对象的注意程度值,并使用视觉注意分配策略来预测用户对界面对象的兴趣程度;最后,设计相关实验来验证智能界面实现机制的有效性。实验结果表明,智能界面预测用户决策意图的准确率高达85%,是一种能够主动标注用户兴趣目标的智能界面可选方案。     

移动设备视线跟踪技术研究进展

针对移动设备视线跟踪技术研究现状进行了综述,介绍了视线跟踪技术的发展及移动设备的资源劣势,将移动设备视线跟踪技术分为利用自身集成硬件和使用外接硬件设备两类,并分别进行了说明。最后,总结分析了移动设备视线跟踪存在的问题,并对其未来发展及研究方向进行展望。     

头部无限制视线跟踪方法

针对目前国内视线跟踪技术存在的问题,提出一种不限制人头部运动的视线跟踪方法.此方法利用视频图像处理技术分别计算注视方向相对于头部坐标系和头部相对于空间坐标系的方位信息,并将其叠加得到视线注视方向.将此方法用于头盔瞄准具可改变以往利用头部方位瞄准目标的模式,提升作战能力.实验结果表明,此方法原理简单,运算量小,有着广阔的应用前景.     

基于标记点检测的视线跟踪注视点估计

传统的头戴式视线跟踪系统需要借助额外的头部位置跟踪器或其他辅助设备才能定位视线方向.针对该问题,提出一种基于标记点检测的注视点估计方法.该方法通过计算机视觉的方法检测标记点,建立场景图像与真实场景中计算机屏幕之间的空间关系,将场景图像中的注视点坐标映射到计算机屏幕中.实验结果表明,该方法简单易行,可以较好地估计出用户在...     

基于视线跟踪和手势识别的人机交互

提出一种新的基于视线跟踪和手势识别的交互方式用于远距离操作计算机。系统通过摄像头采集用户的图像,利用图像识别算法检测人眼和手指的位置,由人眼和指尖的连线确定用户指向屏幕的位置,通过判别用户手势的变化实现各种操作,达到人机交互的目的。实验结果表明,该交互方式可以较好地定位屏幕和判断用户的操作,实现自然、友好的远距离人机交互。     

眼动跟踪研究进展与展望

眼动跟踪是指自动检测瞳孔中心位置或者识别三维视线方向及注视点的过程, 被广泛应用于人机交互、智能驾驶、人因工程等. 由于不同场景下的光照变化、个体眼球生理构造差异、遮挡、头部姿态多样等原因, 眼动跟踪的研究目前仍然是一个具有挑战性的热点问题. 针对眼动跟踪领域,首先概述眼动跟踪研究内容, 然后分别论述近年来瞳孔中心检测及视线估计领域的国内外研究进展, 综述目前眼动跟踪主要数据集、评价指标及研究成果, 接着介绍眼动跟踪在人机交互、智能驾驶等领域的应用, 最后对眼动跟踪领域的未来发展趋势进行展望.     

基于特征的视线跟踪方法研究综述

针对基于特征的视线跟踪方法进行了综述.首先对视线跟踪技术的发展、相关研究工作和研究现状进行了阐述; 然后将基于特征的视线跟踪方法分成了两大类:二维视线跟踪方法和三维视线跟踪方法, 从硬件系统配置、误差主要来源、头部运动影响、优缺点等多个方面重点分析了这两类视线跟踪方法, 对近五年现有的部分基于特征的视线跟踪方法进行了对比分析, 并对二维视线跟踪系统和三维视线跟踪系统中的几个关键问题进行了探讨; 此外, 介绍了视线跟踪技术在人机交互、医学、军事、智能交通等多个领域的应用; 最后对基于特征的视线跟踪方法的发展趋势和研究热点进行了总结与展望.     

非接触动态实时视线跟踪技术

视线跟踪技术是智能眼动操作系统的关键技术,是实现先进眼动操作系统作为高级人机交互应用的基础和前提。较为完整地阐述了非接触式视线跟踪技术的发展历程,并详细介绍了现有的实现视线或注视点实时动态跟踪测量的非接触视线跟踪技术,包括2D视线跟踪方法、3D视线跟踪方法和基于3D模型的视线跟踪方法。通过分析和比较现有的三类方法的最新进展,介绍了视线跟踪技术目前面临的科学问题,提出了基于双目立体视觉的头戴式自由空间视线跟踪测量方法,指出了视线跟踪技术应满足基于眼动操作系统的智能人机交互方法向自由空间操作发展的需求,朝着高精度、易配置、更大视线活动范围的自由空间视线测量方向发展。     

视线跟踪及其在智能教育中的应用研究综述

与教育相结合是当前人工智能研究的热点方向之一，获得学习状态信息是智能教育中非常重要的一个环节。视线变化可以直接或间接反映心理以及状态的变化，所以视线跟踪在智能教育领域起到重要作用。首先，对智能教育的发展进行了介绍；然后，对视线跟踪技术的发展、当前的研究工作以及研究现状进行了归纳与分析，总结了近3年视线跟踪技术在教育领域的相关应用与研究工作；最后，对视线跟踪技术在教育领域的发展趋势进行了总结与展望。     

针对质量评价的环境星遥感真实图像库构建

目的 随着遥感信息爆炸时代的来临,海量的遥感图像信息不断地从太空中传来。如何有效地利用这些遥感数据成为学者们新的研究热点。遥感图像质量评价不仅能筛选出有价值的图像以供后续的图像处理,如地物分类、目标识别等,还能对卫星设备的运转情况进行检测,而目前还没有公开的针对质量评价的遥感图像库。为此,构建了一个针对质量评价的环境星HJ-1A/1B真实遥感图像专家评分库。方法 遥感图像专家评分库包含70组,每组包含同一地点的5个不同时间点的图像,共350幅真实遥感图像以及每幅图像对应的主观评价质量分数。并通过基于卷积神经网络的图像质量评价算法来验证该遥感图像专家库的可用性。结果 将本文算法和4种效果较好的无参考图像质量评价算法在本文数据库上进行性能检测,并对各算法性能与训练测试集规模的关系进行对比实验。实验结果表明,目前针对仿真图像的无参考图像质量评价算法并不适用于该遥感图像库,验证了遥感真实图像与自然仿真图像的巨大差异,而基于卷积神经网络的算法结果则表明该数据库具有质量评价研究价值。结论 本文构建的基于环境星遥感真实图像库能够为遥感图像质量评价提供验证平台,并且数据规模可以为深度学习在遥感图像处理领域的应用提供支持。     

一种虹膜图像质量评价的方法

虹膜图像质量是影响虹膜识别系统精度的关键。从序列图像中挑选出符合要求的虹膜图像能有效地降低识别系统的拒识率和误识率。这里按照产生虹膜图像奇异的不同情形：失焦、运动模糊、眼睑遮挡及睫毛遮挡,充分利用虹膜自身的纹理分布特点,在算法中引入了评价区域局部化、小波包分解和能量加权等思想,分别设计相应算法加以评判。实验结果表明该评价方案快速有效,其评价结果和人眼主观评价相吻合。     

视觉关注度的立体图像质量评价

立体图像质量评价对立体视频技术的发展起着非常重要的作用。常用的PSNR(峰值信噪比)方法不能反映人类视觉感知特性,也不能直接应用到立体图像质量评价中。针对人类视觉对立体图像深度感知和重点关注感兴趣区的特点,提出基于纹理图和深度图感兴趣区的质量评价方法。首先对纹理图和对应的深度图利用视觉关注度提取工具提取感兴趣区,然后在评价的过程中对各感兴趣区根据感兴趣程度分配基于像素的权重系数,最后将权重系数应用在立体图像的各个区域中进行评价。实验结果表明该方法得到的立体图像质量客观评价结果与主观评价结果之间具有更好的一致性,符合人眼视觉系统感知特性。     

基于语义感知的图像美学质量评估方法

当前图像美学质量评估的研究主要基于图像的视觉内容来给出评价结果,忽视了美感是人的认知活动的事实,在评价时没有考虑用户对图像语义信息的理解。为了解决这一问题,提出了一种基于语义感知的图像美学质量评估方法,将图像的物体类别信息以及场景类别信息也用于图像美学质量评估。运用迁移学习的思想,构建了一种可以融合图像多种特征的混合网络。对于每一幅输入图像,该网络可以分别提取出其物体类别特征、场景类别特征以及美学特征,并将这三种特征进行高质量的融合,以达到更好的图像美学质量评估效果。该方法在AVA数据集上的分类准确率达到89.5%,相对于传统方法平均提高了19.9%,在CUHKPQ数据集上的泛化性能也有了很大提升。实验结果表明,所提方法在图像美学质量评估问题上,能够取得更好的分类性能。     

基于视觉感知噪声模型的彩色图像质量评价和彩色图像质量最佳化

建立一种基于人类视觉感知噪声模型的彩色图像质量评价方法用以评价含噪声图像的彩色图像质量。该方法用视觉感知图像质量的质量四参数：信息熵、平均对比度、平均灰度和关键区域图像的标准差,通过实验建立综合的彩色图像质量评价模型,称为最好质量彩色图像评价函数。该函数的最大值对应最好质量彩色图像。该方法的评价结果更符合视觉感知效果。该方法基于图像质量四参数的独立计算,不但不借助于任何参考图像,还能用于评价参考图像质量。如果参考图像质量不够好,还能通过称为ZadehX变换的灰度变换获得最好质量的彩色图像。     

Study of image quality using event‐related potentials and eye tracking measurement

The image quality was investigated using electroencephalography and eye‐tracking measurements simultaneously. Different image qualities were obtained by changing σ values in the Gaussian kernel function. The experimental results illustrated that the measurable event‐related potentials and eye‐tracking parameters varied with the change of the image quality. The more blurred the image, the higher and earlier the P300 (event‐related potentials at latency about 300–550 ms) was elicited. Meanwhile, the visual fixation duration decreased and the detection rate increased with the increase of σ. The blurred image quality could be evaluated based on the synthetic results of the reciprocal of P300 latency and the visual fixation duration. The result showed a good correlation with the subjective rating scores, which proved the feasibility of utilizing electroencephalography and eye‐tracking technology to evaluate the blurred image quality.     

掩膜融合下的人脸图像质量评价方法

目的 人脸识别技术已经在众多领域中得到广泛应用,然而现有识别方法对于人脸图像的质量要求普遍较高,低质量图像会严重影响系统的识别性能,产生误判。人脸图像质量评价方法可用于高质量图像的筛选,对改善人脸识别系统的性能有重要作用。不同于传统的图像质量评价,人脸图像质量评价是一种可用性评价,目前对其研究较少。人们在进行人脸识别时往往主要通过眼睛、鼻子、嘴等关键区域;基于此,本文提出了一种基于掩膜的人脸图像质量无参考评价方法,通过挖掘脸部关键区域对人脸识别算法的影响计算人脸图像质量。方法 人脸识别方法通常需要比较输入人脸图像和高质量基准图像之间的特征相似度;本文从另一个角度出发,在输入人脸图像的基础上构造低可用性图像作为伪参考,并通过计算输入人脸图像和伪参考图像间的相似性获得输入人脸图像的质量评价分数。具体地,对一幅输入的人脸图像,首先对其关键区域添加掩膜获得低可用性质量的掩膜人脸图像,然后将输入图像和掩膜图像输入特征提取网络以获得人脸特征,最后计算特征间的距离获得输入人脸图像的质量分数。结果 用AOC(错误拒绝曲线围成的区域面积)作为评估指标,在5个数据集上将本文方法与其他主流的人脸质量评价方法...     

基于梯度及HVS特性的离焦模糊图像质量评价*

在当前人眼视觉系统（HVS）特性研究的基础上提出基于梯度及HVS特性的离焦模糊图像质量评价模型（GVSSIM）。该模型利用Sobel边缘梯度算子提取图像的梯度信息,并根据人眼视觉特性进行视觉加权,得到新的结构相似性评价指标,进而获得图像质量评价指标。该方法与SSIM(图像结构相似度)评价模型相比,具有计算简单的特点,对离焦模糊图像的评价结果能更好地反映人眼视觉感受。     

边界描迹算法在图像数据库的应用

本文介绍了一种优化图像数据库性能的算法－边界描迹算法,通过形态学变换减少笔迹图像的孤立点噪声,采用边界描迹的方法提取图像的基本特征,并以链码形成存储图像数据。可以大大减少图像数据的存储量,本文详细阐述了此方法的算法实现。