تعقيب مسير نگاه با استفاده از پردازش تصوير به منظور كمك به افراد ناتوان حركتي

Eye tracking by Image processing for helping disabled people

هدف از انجام اين پروژه تعقيب حركت‌هاي چشم كاربر در هنگام كار با رايانه است؛ طراحي سيستمي كه در عين سادگي و ارزان بودن از سرعت و دقت قابل قبولي بمنظور كار با رايانه برخوردار باشد. سامانه تعقيب‌گر معرفي شده، بدون استفاده از هرگونه سخت‌افزار اضافي و نور مادون قرمز و تنها با استفاده از دوربين تعبيه شده در رايانه‌هاي همراه معمولي قادر به تعقيب زمان واقعي حركات چشم فرد است. در سامانه معرفي شده، تعقيب چهره فرد، تعقيب چشم و ويژگي‌هاي آن مانند عنبيه، گوشه‌هاي چشم، پلك‌ها و صلبيه (ناحيه سفيد چشم) با حداقل كردن اثر تغييرات پس زمينه، حركت‌هاي سر فرد وتغييرات يكنواخت نور محيط انجام مي‌شود. از ويژگي‌هاي بارز اين سامانه- كه در پژوهش‌هاي انجام شده گذشته كمتر ديده شده است- تشخيص مسير نگاه به صورت زمان واقعي با استفاده از ويژگي‌هايي از چشم مثل ناحيه سفيد آن، عدم استفاده از شبكه‌هاي عصبي و بي‌نياز بودن آن از تعليم است. روش مورد استفاده در اين تحقيق استفاده ازتطبيق سلسله مراتبي الگو با تابع همبستگي بهنجار وزن‌دار به منظور تشخيص و تعقيب ويژگي‌هاي مورد نظر در تصوير است.

Nowadays eye gaze tracking has wide range of applications in human computer interaction. One of these applications is using trajectory of eye gaze instead of foot or hand for disabled people to execute some commands. Various methods have been proposed, some of this methods can successfully track the eye gaze. However, they always require specific circumstances, training or are not capable of real-time performance. In this paper, we proposed a framework to track eye gaze in real-time by using a simple and low cost webcam mounted on ordinary laptops. This process widely exploits the weighted normalized correlation function in an adaptive template matching approach. The implemented system tracks the face and also extracts some eye features such as iris position, eye corners and sclera region in eyes, in real time. These features are used in eye gaze estimation. Also the influence of illumination changes, background alterations, different faces and face movements is minimized as much as possible. The implemented gaze tracking system is able to control the motions of mouse cursor and click on an onscreen keyboard in real time.