专利名称：眼动仪视点校准方法及应用其的目标选中方法和拨号方法
技术领域：
本发明涉及电子信息行业信号处理领域，尤其涉及一种眼动仪视点校准方法及应用该方法的目标选中方法、拨号方法。
背景技术：
人眼的视点是一种重要的人体信息，近年来视线追踪在人机系统领域发挥着越来越重要的作用。视线跟踪一般需要一个或两个摄像头(一般是红外摄像头)采集人的头部的图像，然后经过一定的图像处理，实时的找出人的瞳孔的位置，最后采用一定的算法判断出人的视线方向等信息。实现上述视线跟踪的设备一般叫做“眼动仪”。现在市场上有很多 眼动仪的产品，这些产品基本上都可以把人都视点定位在一个范围里边。但是由于各种原因这些产品得到的人的视点往往会在一定的范围里震颤。这种震颤会给使用者带来定位的困难，而且会使的使用者很容易感到疲惫，因此迫切需要提供一种算法来实现视点的稳定和准确。此外，打电话是人们日常生活中必不可少的一种交际手段，但是一些残疾人由于先天或后天的原因不便于手动拨号。因此，用眼睛拨号就会变得非常有意义。现在虽然国内外有很多人在研究基于视线跟踪辅助系统，如基于视线追踪的残疾人辅助系统，但是目前还没有人研究基于视线跟踪的拨号方法。
发明内容
(一 )要解决的技术问题为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种眼动仪视点校准方法及应用该方法的电话拨号方法，以提高眼动仪视点定位的精度。( 二 )技术方案根据本发明的一个方面，提供了一种眼动仪视点校准方法，包括步骤A，将由眼动仪采集的L组视点坐标数据记录至视点坐标数组；步骤B,对视点坐标数组中L组视点坐标数据赋相同的初始化权重值；步骤C，对每一视点坐标数据，利用其与全部视点坐标数据的加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行迭代校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重逐渐变小；步骤D，利用校正后的每一视点坐标数据及其权重值，计算全部视点坐标数据的加权平均值f，该加权平均值无即为校准后的眼动仪视点坐标。根据本发明的再一个方面，还提供了一种目标选中方法，包括确定视点坐标；判断视点坐标与预设目标坐标是否重合，如果是，则建立计时器；在计时器到时后，再次确定视点坐标；判断视点坐标与预设目标坐标重合是否仍然重合，如果是，则判断预设目标被选中，否则，该预设目标未被选中；其中，确定视点坐标的步骤包括利用上述的眼动仪视点校准方法对眼动仪采集的L组视点坐标数据进行视点校准,获取校准后的视点坐标。根据本发明的又一个方面，还提供了一种拨号方法，该拨号方法基于一拨号盘，该拨号盘至少包括0-9的数字键及拨号键，该拨号方法包括利用上的目标选中方法，选中预设数目的数字键；将被选中的预设数目数字键相应的数字按序组成待拨号码；利用上述的目标选中方法，选中拨号键；拨出待拨号码。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明眼动仪视点校准方法及应用该方法的目标选中方法、拨号方法具有以下有益效果(I)本发明采用的变权重方法，降低了远离全部视点坐标数据加权平均值视点的权重，从而减小了奇异点的影响，增大了视点跟踪的准确性；(2)本发明采用加权平均方法，由于加权平均的低通滤波的特性，使得到的视点更加稳定；
(3)本发明采用的目标选中及拨号的方法简单而易于实现，这样就减小了算法的复杂度，减小了误操作的可能性。
图I为本发明实施例眼动仪视点校准方法的流程图；图2为本发明实施例目标选中方法的流程图；图3为本发明实施例拨号方法的流程图；图4为本发明实施例拨号方法中拨号盘的不意图；图5为本发明实施例拨号方法中通话进行中的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在附图中，以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。在本发明的一个示例性实施例中，提出了一种眼动仪视点校准方法。图I为本发明实施例眼动仪视点校准方法的流程图。请参照图I，本实施例眼动仪视点校准方法包括步骤S102，将由眼动仪采集的L组视点坐标数据记录至视点坐标数组(Xl，x2，…，Xl)；其中，该视点坐标数据可以是二维视点坐标数据，也可以是三维的视点坐标数据。并且，在连续的对眼动仪视点进行校准的过程中，可以对视点坐标数组中的数据进行实时更新，即用眼动仪连续采集I组视点坐标数据，用新采集的I组视点坐标数据替代视点坐标数组里的最旧的I组视点坐标数据。一般情况下，视点坐标数组中包含10-100组的视点坐标数据，考虑到眼动仪视点校准的精度和数据处理的复杂度，优选地，每一视点坐标数组中包含20组的视点坐标数据。步骤S104，对视点坐标数组中L组视点坐标数据赋相同的初始化权重值；优选地，该初始化权重值为
权利要求
1.一种眼动仪视点校准方法，包括 步骤A，将由眼动仪采集的L组视点坐标数据记录至视点坐标数组； 步骤B，对所述视点坐标数组中L组视点坐标数据赋相同的初始化权重值； 步骤C，对每一视点坐标数据，利用其与全部视点坐标数据的加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行迭代校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重逐渐变小； 步骤D，利用校正后的每一视点坐标数据及其权重值，计算全部视点坐标数据的加权平均值f，该加权平均值无即为校准后的眼动仪视点坐标。
2.根据权利要求I所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤B中对视点坐标数组中L组视点坐标数据赋相同的初始化权重值中所述初始化权重值为1/L。
3.根据权利要求I所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤C中对每一视点坐标数 利用其与全部视点坐标数据的加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行迭代校正包括 步骤Cl，确定总迭代次数M ; 步骤C2，赋值迭代初始次数k = I ; 步骤C3，利用每一视点坐标数据及其权重值，计算全部视点坐标数据的加权平均值； 步骤C4，计算每一视点坐标数据至加权平均值的距离； 步骤C5，对每一视点坐标数据，利用该视点坐标数据至加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重变小; 步骤C6，如果k = M，停止迭代执行步骤D，否则k = k+1，执行步骤C3。
4.根据权利要求3所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤C5中，对每一视点坐标数据，利用该视点坐标数据至加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重变小包括 对每一视点坐标数据，计算其修正尺虔ITI1 =其中Cli为第i个视点坐标数据至当前加权平均值的距离，其中，i = 1，2，…，L; TM * 对每一视点坐标数据，利用其修正尺度Hii重新配置权重
5.根据权利要求I所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤C中对每一视点坐标数据，利用其与全部视点坐标数据的加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行迭代校正包括 步骤Cl'，利用每一视点坐标数据及其权重值，计算全部视点坐标数据的加权平均值； 步骤C2'，计算每一视点坐标数据至加权平均值的距离； 步骤C3'，对每一视点坐标数据，利用该视点坐标数据至加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值Qi进行校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重变小； 步骤C4'，如果无_矿<人，则停止迭代转到步骤D，否则，重新执行步骤Cl'，其中，X. F分别为本次和上次的全部视点坐标数据的加权平均值，\为预设的门限值。
6.根据权利要求5所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤C3'中，对每一视点坐标数据，利用该视点坐标数据至加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重变小包括 对每一视点坐标数据，计算其修正尺度mz = e-1Q4，其中Cli为第i个视点坐标数据至加权平均值的距离，其中，i = 1，2，…，L; 对每一视点坐标数据，利用其修正尺度Hli重新配置权重用=
7.根据权利要求5所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述步骤C4'中，入 ≤ 0.00001m。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述10≤ L ≤ 100。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的眼动仪视点校准方法，其中，所述视点坐标数据为二维视点坐标数据或三维的视点坐标数据。
10.一种利用权利要求I至9中任一项所述眼动仪视点校准方法的目标选中方法，包括 确定视点坐标； 判断视点坐标与预设目标坐标是否重合，如果是，则建立计时器； 在计时器到时后，再次确定视点坐标； 判断视点坐标与预设目标坐标重合是否仍然重合，如果是，则判断预设目标被选中，否贝U，该预设目标未被选中； 其中，所述确定视点坐标的步骤包括利用权利要求I至9中任一项所述的眼动仪视点校准方法对眼动仪采集的L组视点坐标数据进行视点校准,获取校准后的视点坐标。
11.根据权利要求10所述的目标选中方法，其中，所述计时器的时间介于0.5至I. 5s之间。
12.根据权利要求11所述的目标选中方法，其中，所述计时器的时间为0.8s。
13.—种利用权利要求10至12中任一项所述目标选中方法的拨号方法,该拨号方法基于一拨号盘，该拨号盘至少包括0-9的数字键及拨号键，该拨号方法包括 利用权利要求10至12中任一项所述的目标选中方法，选中预设数目的数字键； 将被选中的预设数目数字键相应的数字按序组成待拨号码； 利用权利要求10至12中任一项所述的目标选中方法，选中拨号键； 拨出所述待拨号码。
14.根据权利要求13所述的拨号方法，其中，所述选中预设数目数字键的步骤中 如果对应第一数字键的第一计时器在计时的过程中，视点进入第二数字键的按键区域，则同时建立对应该第二数字键的第二计时器； 如果对应第一数字键的计时器到时后，视点坐标仍然与第一数字键重合，则第一数字键被选中，第二计时器销毁，视为自始不存在。
15.根据权利要求13所述的拨号方法，其中，该拨号盘还包括挂机键；所述拨出待拨号码的步骤之后还包括 利用权利要求10至12中任一项所述的目标选中方法，选中挂机键；结束当前通话。
全文摘要
本发明公开了一种眼动仪视点校准方法及应用其的目标选中方法和拨号方法。该眼动仪视点校准方法，包括将由眼动仪采集的L组视点坐标数据记录至视点坐标数组；对L组视点坐标数据赋相同的初始化权重值；对每一视点坐标数据，利用其与全部视点坐标数据的加权平均值的距离对该视点坐标数据的权重值进行迭代校正，使远离全部视点坐标数据加权平均值的视点坐标数据的权重逐渐变小；利用校正后的每一视点坐标数据及其权重值，计算全部视点坐标数据的加权平均值该加权平均值即为校准后的眼动仪视点坐标。本发明采用的变权重方法，降低了远离全部视点坐标数据加权平均值视点的权重，从而减小了奇异点的影响，增大了视点跟踪的准确性。
文档编号A61B3/113GK102743150SQ20121020985
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者侯增广, 王云鹏, 程龙, 谭民 申请人:中国科学院自动化研究所