KCI등재
동공 움직임, 각막 반사광 및 Kalman Filter 기반 시선 추적에 관한 연구 = A Study on Gaze Tracking Based on Pupil Movement, Corneal Specular Reflections and Kalman Filter
저자
박강령 (동국대학교) ; 고유진 (엠텍비젼) ; 이의철 (상명대학교) ; Park, Kang-Ryoung ; Ko, You-Jin ; Lee, Eui-Chul
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2009
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
203-214(12쪽)
제공처
본 연구에서는 모니터, 카메라 및 눈동자 좌표계간의 복잡한 3차원 관계를 고려하지 않고, 동공의 중심 위치와 모니터의 구석에 설치된 적외선 조명에 의한 네 개의 조명 반사광 사이의 관계를 사용하여 2차원적인 변환 방법으로 사용자의 시선 위치를 파악한다. 동공중심과 조명 반사광을 정확하게 추출하고, 이를 통해 계산된 시선 위치 계산의 정확도에 영향을 줄 수 있는 오차 요소들을 보정하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위하여, 동공 중심을 통해 계산된 시선위치와 실제 시선 축이 이루는 카파에러를 초기 1회의 사용자 캘리브레이션을 통해 보정하였다. 또한, 칼만 필터를 기반으로 눈의 급격한 움직임 변화에도 각막 조명 반사광을 안정적으로 추적하여 시선 위치를 정확하게 추적한다. 실험 결과, 제안한 연구방법의 시선 위치 추출 오차는 눈의 급격한 움직임 변화에 상관없이 약 1.0$^\circ$ 를 나타냈다.
더보기In this paper, we could simply compute the user's gaze position based on 2D relations between the pupil center and four corneal specular reflections formed by four IR-illuminators attached on each corner of a monitor, without considering the complex 3D relations among the camera, the monitor, and the pupil coordinates. Therefore, the objectives of our paper are to detect the pupil center and four corneal specular reflections exactly and to compensate for error factors which affect the gaze accuracy. In our method, we compensated for the kappa error between the calculated gaze position through the pupil center and actual gaze vector. We performed one time user calibration to compensate when the system started. Also, we robustly detected four corneal specular reflections that were important to calculate gaze position based on Kalman filter irrespective of the abrupt change of eye movement. Experimental results showed that the gaze detection error was about 1.0 degrees though there was the abrupt change of eye movement.
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