Abstract
在本研究中，我們提出一種以灰階電荷耦合元件照相機所得的影像作視向 偵測之人機介面。我們發展了一套演算法以取出在灰階電荷耦合元件照相 機影像中使用者臉上的四個特徵點，即兩個內眼角和兩個瞳孔，並用以估 測使用者的視向位置。我們提出一個簡單但效能很好的模型。經對七個未 戴眼鏡的使用者作測試(在測試的時候，我們要求使用者的身體不能動， 然而使用者的頭可自由移動)。實驗結果顯示，平均絕對誤差可達到水平 方向15%以及垂直方向22%(經對兩個圖示間的距離作標準化)。對3*3個可 能的位置而言，判定的正確率可達到91%。這個系統一個很值得注意的特 色是在本研究中，我們提出一種以灰階電荷耦合元件照相機所得的影像作 視向偵測之人機介面。我們發展了一套演算法以取出在灰階電荷耦合元件 照相機影像中使用者臉上的四個特徵點，即兩個內眼角和兩個瞳孔，並用 以估測使用者的視向位置。我們提出一個簡單但效能很好的模型。經對七 個未戴眼鏡的使用者作測試(在測試的時候，我們要求使用者的身體不能 動，然而使用者的頭可自由移動)。實驗結果顯示，平均絕對誤差可達到 水平方向15%以及垂直方向22%(經對兩個圖示間的距離作標準化)。對3*3 個可能的位置而言，判定的正確率可達到91%。這個系統一個很值得注意 的特色是低成本，並且照相機本身不需要作額外的校正。它也不需要在使 用者身上黏特別的標記或者感測器。這個技術可用來幫助殘障者和其它人 或是電腦作溝通。以灰階電荷耦合元件照相機所取影像作視覺指向確實有 潛力成為一個簡單但是有用的不需用手的人機介面。 In this study, we propose a man-machine interface-gaze pointing, employing the gray-level CCD image of the user in front of the monitor. We develop an algorithm to extract four feature points, i.e., two inner eye corners and two pupils, from the gray-level CCD image of user*s face and to estimate the position at which a user is gazing on the monitor from the locations of the feature points on the images. A simple model is proposed to be used and evaluated to be quite good. Experiments are conducted for 7 test subjects without wearing glasses. The test subjects are required not to move their body, however they can move their head freely. Experiment results of the complete algorithm show the normalized averages absolute errors normalized with respect to the distance between two icons are 15% (horizontal) and 22% (vertical). The percentage of correct classification is 91% for 3*3 possible locations. A very significant characteristic of this system is low-cost and the camera does not need calibration that is somewhat involved. It does not require sticking special marks or sensors on users. In other words, the technique could be used to help the motor dysfunction people to communicate with other people or with computer. Estimating gaze position using gray-level CCD image has really the potential to become a simple but useful hand-free man-machine interface.hand-free man-machine interface.