Corneal-glint-based estimation of the binocular point of gaze without worn sensors; Schätzung des binokularen Blickpunkts mittels Glanzlichtern auf der Hornhaut ohne getragene Sensorik

Es wird ein theoretischer Rahmen für die Schätzung des binokularen Blickpunkts mittels Glanzlichtern auf der Hornhaut vorgestellt. Dabei werden unter anderem Anatomie und Physiologie in Bezug auf die Okulomotorik formalisiert. Auf dieser Grundlage wird der Blickpunkt auf einer als Dreiecksnetz parametrisierten Oberfläche geschätzt, wobei der Abstand zwischen Auge und Szenenoberfläche beliebig variieren kann. Das Verfahren basiert auf Glanzlichtern auf der Hornhaut und der Pupillenkontur und verwendet drei personenspezifische Augenparameter. Es erfordert die Erfassung beider Augen und die Kenntnis der Szenenoberfläche, jedoch nicht die Schätzung der Kopfpose. ... mehrDer rotatorische Freiheitsgrad um die optische Achse des Auges wird implizit berücksichtigt; Listing’s Gesetz wird nicht verwendet. Das Verfahren wurde experimentell evaluiert: Die Probanden standen, trugen keine Sensorik und konnten ihren Kopf frei und natürlich bewegen. Blickziele wurden in einem dreidimensionalen Volumen angeordnet. Nach Mittelung aller Experimente ergibt sich eine Genauigkeit von besser als 1,1° Sehwinkel.

A theoretical framework for binocular model- and glint-based gaze estimation is presented including the formalization of several anatomical and physiological constraints. This framework is applied within a method that estimates the point of gaze on a surface that is parametrized as a triangle mesh. The scene surface may be positioned at different distances from the eye. The method is based on corneal glints and the pupil contour and uses three subject-specific eye parameters. It requires tracking both eyes and knowing the location of the scene surface. It does not require tracking the head pose. ... mehrAlso, eye torsion is constrained implicitly and Listing’s law is not used. The method is experimentally evaluated in a scenario with gaze targets in a 3-dim. volume, with standing subjects that did not wear any sensors, with downwards gaze directions, and with unrestricted, natural head poses. Averaging over all experiments yields a correctness better than 1.1° of visual angle.