Methoden und Konzepte der Blickrichtungserkennung

Beschreibung

Systeme zur Blickrichtungserkennung werden auf dem Markt in verschiedenen Varianten angeboten. Diese sind meist für eine bestimmte Anwendung optimiert und bieten wenig bis keinen Spielraum für eigene Anpassungen. In dieser Arbeit werden unterschiedliche Verfahren zur Blickrichtungsberechnung analysiert und deren Vor- und Nachteile aufgezeigt. Zudem wird ein eigenes Verfahren entwickelt, welches flexibel eingesetzt und angepasst werden kann. Zur Berechnung der Blickrichtung wurden zwei Modelle entworfen, welche sowohl den Fall einer festen, als auch den einer variablen Kopfposition behandeln. Im ersten Modell wird eine Apparatur zur Fixierung der Kopfposition eingesetzt, diese ist für eine Vielzahl von medizinischen Anwendungen erforderlich. Zur Bilderfassung wird eine Ir-Kamera genutzt. Im zweiten Modell wird das Auge mit einem dreidimensionalen Doppelsphärenmodell abstrahiert. Zur Bildaufnahme wird hier ein Zwei-Kamerasystem eingesetzt, mit dem die Position und Lage des Auges im Raum berechnet wird, ohne dabei den Benutzer in seiner Bewegung einzuschränken. Zur Extraktion der Objekte aus den Bildern wurde ein mehrstufiger echtzeitfähiger Bildverarbeitungsalgorithmus entwickelt. Darin werden sowohl die Systemanordnung als auch die physikalischen Eigenschaften des Auges berücksichtigt. Bei der Datenanalyse kommen sowohl örtliche als auch zeitliche Filteralgorithmen zum Einsatz. Zur Überprüfung der Präzision der Blickrichtungsberechnung wurden zahlreiche Messungen mit verschiedenen Probanden durchgeführt. Hierzu wurde ein Messmuster entworfen, welches einer nachlassenden Konzentrationsfähigkeit im Laufe einer Messung zuvor kommt. Zugleich wurden die Messungen mit verschiedenen Kalibrierungsmodellen durchgeführt, welche anhand der gemessenen Daten bewertet werden. Abschließend werden verschiedenen Anwendungsszenarien betrachtet.

Autor*in

Mohammad Yasser Al Nahlaoui

Themen in »Methoden und Konzepte der Blickrichtungserkennung«

Bildsignalverarbeitung Bildverarbeitung Blickrichtung Eye-Tracking Kommunikationstechnik

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