EyeTab:一种基于模型的方法在未修改的平板电脑上使用

摘要

手机和平板的广泛使用,给手持设备上使用gaze估计提供了比较大的应用场景。由于受限的计算资源,低质量的摄像头,和小的屏幕,视线估计在手机和平板上的应用受到限制。在这篇文章中,作者提供了一个可以应用于平板上的双目视线估计方法。EyeTab是一种基于图像处理和计算机视觉的视线估计方法,在平板上可以达到的精度为6.88°,12fps

引言

主体思想:视线估计是很重要的,但基於单目的还是比较少的

相关工作

  • PC-EC:pupil center and eye corner 利用瞳孔中心和眼角进行计算
  • Valenti 等设计了一套系统,精确估计头部姿态和眼睛的位置
  • 这篇论文的方法基于之前的 one-circle 方法

eyeTab 系统

  • 使用cascade分类器粗略地提取眼睛位置,使用基于形状的方法定位眼睛中心
  • 在所得的眼睛感兴趣区域(ROI)内检测可能的角膜缘边缘点作为径向导数的最大值,并用稳健的模型拟合确定角膜缘的椭圆形轮廓。
  • 2D 椭圆反投影3D圆形,计算角膜中心和圆的法向量,法向量就是光轴的方向
  • 通过分别计算两个眼睛光轴和屏幕的交点,计算屏幕的座标

眼睛的定位

  • 使用基于haar特征的级联分类器检测眼睛对,然后从眼睛对中分割角膜区域
  • 圆形图案的中心定义为大多数图像渐变矢量相交的点

角膜椭圆拟合

使用基于opencv的RANSAC进行椭圆的拟合

视线几何

使用针孔模型确定相机和角膜之间的距离,这一步依赖于相机的内参和角膜的尺寸,根据生理学知识,可以估计为6mm

整篇论文的精度可以达到6.88°,6.88±1.8°,与现在的深度学习模型相比,还是有一定的差距的,但是感觉试用范围更广,增加个人标定,调整虹膜直径,可能可以达到更高的精度。

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