面向移动设备人机交互的眼动跟踪系统

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1、硕±学位论文论文题目：面向移动设备人机交互的眼动跟踪系统作者姓名陆旌华指导教师程时伟副教授学科专业计其机技术培养类别全日制专业学位硕壬所在学院计其机科学与技术学院提交日期２０１６年１０月１７日渐江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明，独立进行研；所提交的学位论文是本人在导师的指导下巧工作＾所取得的研巧成果。除文中己经加１：＾示注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中ｙｉ？明确方式标明

2、。本人承担本声明的法律责任。－日期作者签名：；年月以日碟１衫Ｉ＼、手］学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留。并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阔本人授权浙江工业大学可抖将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。；１、索，可１＾采用影印缩印或巧描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于一１、□。保密，在年解密后适用本授权书２、保密□，在Ｈ年解密后适用本授权书。３、不保密＂＂（Ｖ）请在上相应方内框打；期！日签名；日年ｊ月作者又４名期：月心曰

3、导师签日年如）、七＾＾面向移动设备人机交互的眼动跟踪系统作者姓名：陆煜华指导教师：程时伟副教授浙江工业大学计算机科学与技术学院2016年10月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterEyeTrackingSystemforHuman-ComputerInteractiononMobileDevicesCandidate:YuhuaLuAdvisor:AssociateProfessorShiweiChengCollegeofComputerScienceandTechnologyZheji

4、angUniversityofTechnologyOctober2016浙江工业大学硕士学位论文面向移动设备人机交互的眼动跟踪系统摘要眼动跟踪技术可分析、记录用户的注视点坐标，在心理学、广告评测和人机交互等领域已得到广泛的应用。随着机器视觉、图像处理技术的快速发展和硬件水平的飞速提升，眼动跟踪技术也逐渐在移动设备上得到应用。然而由于受到移动设备硬件水平的限制，例如自带摄像头像素较低，处理器的性能远落后于个人电脑等问题，面向移动设备的眼动跟踪技术依然存在计算效率低下、跟踪误差较大等问题。为了实现面向移动设备人机交互的眼动跟踪系统，本文提出改进的眼动跟踪技术，并针对相关的人机交互应用进行了研究，主

5、要内容如下：（1）面向移动设备眼动跟踪的图像处理技术研究。由于移动设备硬件资源匮乏，其眼动跟踪的计算效率较低，对眼动跟踪效果影响较大。为此，通过逐层缩小图像处理范围的方法，提高图像处理计算效率。首先使用改进的局部二值特征级联分类器对移动设备前置摄像头捕获的图像进行人脸检测，判断并提取人脸区域；然后通过计算人脸区域的相对位置得到人眼预选取区域，并针对该区域使用Haar特征级联分类器进行人眼检测，判断并提取人眼区域。（2）面向移动设备眼动跟踪的注视点计算方法研究。由于人眼区域检测存在偏差等情况，提取人眼区域后将该区域的各边进行适当的扩展得到精确人眼预选区域（包含完整的人眼轮廓，但相较人眼预选取区域

6、更为精确排除头发、眉毛等干扰物），随后使用二值化和轮廓提取的方法得到更为精准的人眼图像外接矩形和虹膜与上眼睑连通区域轮廓，并计算得到人眼图像外接矩形中心(eyecenter，EC)，以及虹膜与上眼睑连通区域轮廓的重心（centreofgravity，CG）。进而建立人眼图像外接矩形中心指向虹膜与上眼睑连通区域轮廓重心的向量（EC-CG向量）。最后通过标定方法，拟合EC-CG向量与注视点的映射关系，实现注视点的准确计算。（3）基于移动设备眼动跟踪的人机交互应用研究。设计与开发了基于智能手机的眼动跟踪原型系统，该系统可以准确、高效的获取用户眼动数据。在此基础上，对眼动数据进行可视化处理与分析，绘制

7、眼动数据热区图、感兴趣区域（AreaofInterest，AOI）重点标记图、感兴趣区域之间的视线转换关系图。最后以智能手机上的图片广告为例，应用上i浙江工业大学硕士学位论文述眼动数据可视化方法，实现多用户之间眼动数据可视化结果的分享。本文针对眼动跟踪精度和应用原型系统进行了用户测试。眼动跟踪精度测试结果显示，本文的眼动跟踪精度为2.80°~3.56°，眼动跟踪平均处理速度为6.01帧/s，可见本