Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВЫСШАЯ ШКОЛА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И
ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Направление подготовки: 09.03.03 – Прикладная информатика
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Видео анализ внимания человека посредством web-камеры
Работа завершена:
«___»_____________2017 г.
Студент группы 11-301 ____________________
Работа допущена к защите:
Научный руководитель
ученая степень, должность: Заведующий лаборатории E-lab
«___»_____________2017 г. ____________________
Директор Высшей школы ИТИС
«___»_____________2017 г. __________________
Казань – 2017 г.
Содержание
Введение 3
1. Обзор Eye-Tracking систем 4
1.1 Контактные типы 5
1.2 Бесконтактные типы 7
2 Многоуровневый подход для обнаружения зрачка 9
2.1 Сегментация изображения 10
2.2 Алгоритмы обнаружения зрачка 11
1.3.1 Преобразование Хаафа 12
1.3.2 Градиент локализация на основе алгоритма Fabian Timm 15
1.3.3 Интегральная функция CDF распределения 19
1.3.4 Функция GPF проецирования 21
1.3.5 Edges-Analysis 23
2.3 Оценка стабильности рассмотренных алгоритмов 24
3. Автоматизированное определение направления взгляда 25 по видеоизображению
3.1 Процедуры калибровок 25
3.2 Классификация направления взгляда 28
4. Сравнительный анализ 30
4.1 Обзор аналогов системы 31
4.2 Статистические данные 35
5. Области применения eye-tracking системы
Заключение 37
Список использованной литературы 39
Введение
Наше зрение переключает внимание от одного объекта на другой подобно объективу телекамеры, фокусируясь на наиболее привлекательных объектах. Именно эта избирательность человеческого зрения легла в основу современного метода анализа внимания, который получил название Eye-Tracking.
Сегодня система eye-tracking позволяет при помощи технических приспособлений анализировать восприятие пользователей, которые взаимодействуют с продуктом или системой. Технология движения глаз оказываются ценной для тестирования пользовательского интерфейса, анализе визуального внимания или обработке эмоциональных данных. Кроме того, Eye-Tracking анализ помогает провести множество исследований в области маркетинга и рекламы для определения наиболее уместного расположения контента.
Методы еye-tracking, как правило, нацелены на стабильную точность и работают благодаря использованию специализированного дорогостоящего оборудования, однако на сегодняшний день немодифицированные веб-камеры являются хорошим устройством для пристального отслеживания движения глаз.
В рамках моего проекта ведется работа над созданием eye-tracking систеы, позволяющей регистрировать внимание человека, взаимодействующего с компьютером посредством не модифицированной web-камеры.
1 Обзор Eye-tracking систем
На сегодняшний момент выделяют два основных типа eye-tracking систем, которые базируютсся на различных подходах в регистрации движения глаз:
1. Контактные. То есть система, связанная с установкой устройства на роговицу глаза или вокруг него.
2. Бесконтактные. Метод измерения основанный на том, что чувствительный элемент не приводится в контакт с человеком.
1.1 Контактные типы
1. Портативный eye-tracker
Специализированные очки, предназначены для захвата естественного поведения взгляда человека в режиме реального времени, обеспечивая при этом исключительную надежность и точность отслеживания глаз. Данный eye-tracker захватывает максимальное поле зрения и углы поворота, сводя к минимуму слепые области.
Включенные датчики акселерометра и гироскопа позволяют различать движения головы и глаз, а надежная и последовательная калибровка является частью автоматизированного процесса и устраняет вероятность человеческих ошибок.
Контактные ай-трекеры больше подходят для исследования реальных объектов - рекламные баннеры, витрины магазинов, а также при вождении автомобилей и занятий спортом. Однако, при тестировании интерфейсов программных продуктов данное устройство не подходит.
На (Рисунке 1) изображены eye-tracker очки. Рассмотрим подробнее их компоненты:
Рисунок 1. Очки eye-tracker
2. Склеральные контактные линзы
Наиболее точный метод исследования характеристик регистрации движения глаз заключается во взаимодействии специальной контактной линзы (Рисунок 2) с фоторегистрирующим устройством, отслеживающим характеристики движения глаз.
Рисунок 2. Пример склеральной линзы, eye-tracking системы
Рисунок 3. Надевание склеральной, контактной линзы
1.2 Бесконтактные типы
1. Дистанционный eye-tracker
Дистанционные ай-трекеры представляют собой отдельный блок, который располагается перед испытуемым или на столе под компьютерным монитором (Рисунок 4).
Конструктивно данные ай-трекеры состоят из двух видеокамер с источниками инфракрасной подсветки. Прибор собирает высокоточные данные с близких расстояний, захватывает быстрые движения, показывает возможное расстояние отклонения головы, а также использует надежный уровень калибровки.
Данные ай-трекеры хорошо подходят для тестирования веб-сайтов или программных продуктов, но ограниченно подходят для исследования реальных продуктов и мобильных устройств.
Рисунок 4. Пример работы дистанционного ай-трекера.
2. Стационарная web-камера
Данная технология отслеживания движения глаз, предназначена для использования общего компьютера с встроенной не модифицированной веб камерой (Рисунок 5). Технология не требует специализированного, дорогостоящего оборудования, а удобство и простота использования обеспечивается бесконтактным отслеживанием взгляда в режиме реального времени.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
