一种依赖3D眼球模型的两级瞳孔定位算法

瞳孔定位作为头戴式视线跟踪系统的核心模块之一,影响着系统的精度和稳定性,但眼球在正常转动中会发生着眼睑遮挡瞳孔问题.针对该问题,提出了一种两级瞳孔定位算法.第一级采用改进的星射线法提取瞳孔边缘轮廓.接着根据3D眼球模型和瞳孔位置提前判断是否存在眼睑遮挡情况,如果不存在,则定位结束,否则进行第二级定位.第二级采用改进的椭圆模板匹配算法,不同于其他椭圆匹配算法,该算法利用3D眼球模型的参数提前获取椭圆的长短轴比例和旋转角度,将匹配的空间复杂度由5维降为3维,提高了匹配的效率.在眼睑遮挡情况下该算法精确检测出瞳孔,并且定位速度较快.     

公路隧道进出口行车安全评价指标应用研究

利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口50 m范围驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究.比较研究了各种试验条件下瞳孔反应的差异性,在大量试验基础上,建立基于驾驶员瞳孔面积变化速度及持续时间的行车安全评价指标:当瞳孔面积变化速度超出-6～4 mm2·s-1范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全;反之则安全.并将该指标应用于隧道进出口行车速度的安全评价.     

Minimization of influence by the drooping eyelid in extracting pupil center for eye tracking systems

Precise pupil center detection is an important factor for gaze tracking in video-oculography （VOG） systems. Existing methods perform well to extract the features when the area of pupil in eye image is clear, whereas, interferences, such as eyelashes, corneal reflection etc., will lead to a low success rate. One main reason is the closure of eyelids. In this paper, a systemic 3D transformation algorithm is proposed to accurately ascertain the pupil center, in spite of the complicating factors mentioned above. Experiments show the good performance of our method. And the pupil center could be extracted accurately, even though only 25% of the pupil is visible.     

一种基于眼球结构的视线映射几何模型设计

为解决视线追踪系统中视线方向计算精度受用户头动的影响,在立体视觉的基础上设计了一种基于眼球结构的视线映射几何模型。在眼球模型结构基础上,利用普尔钦斑与光源位置计算得到了角膜曲率中心,通过它与瞳孔中心的连线求得眼球光轴,并利用光轴和视轴之间的夹角计算得到了真实的视线方向—视轴。研制了一种双摄像机环形红外光源,通过交替照射用户脸部,可在任意一个摄像机得到"亮瞳"和"暗瞳"的相邻两帧图像。将这两帧图像做差得到瞳孔位置,采用椭圆拟合方式求得瞳孔中心,加之在"暗瞳"图像上得到的普尔钦斑中心,为模型的计算提供了参数,实验结果证明该模型能解决头动对视线计算精度的影响。     

基于视觉行为的长下坡路段彩色路面设置有效性研究

为研究高速公路彩色路面对驾驶员视觉行为的影响规律,采用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪记录了在彩色路面路段的驾驶员眼球运动数据,并选用瞳孔面积、XY视角、注视次数百分数、注视时间百分比、平均注视时间等眼动指标对数据进行分析。结果表明:彩色路面能够有效引起驾驶员的注意,但也影响了驾驶的舒适性。彩色路面会导致驾驶员对近处与远处的关注变换更为频繁。对于隧道出口同时又是转弯的彩色路面路段,驾驶员注意力分散,关注于弯道内侧,因此彩色路面设置的方式还有待改善。。     

基于径向对称变换的眼睛睁闭状态检测

为实现干扰条件下的眼睛睁闭状态检测,提出了一种新的基于径向对称变换的眼睛状态检测方法.该算法充分利用了睁眼状态下瞳孔的灰度特性及其径向对称特性,有效地解决了光线变化、不均匀光斑、睫毛和镜框等因素的干扰.大量的实验结果表明,该算法具有较好的检测效果,对各种干扰情况有较强的鲁棒性,并且检测速度快,能够达到实时要求,而且能在眼睛状态检测的同时实现瞳孔定位.     

基于眼动行为的草原公路驾驶人精神负荷变化规律

为了对比分析草原公路不同路段驾驶人精神负荷的差异性,选取15名驾驶人开展典型草原公路实驾试验,针对草原公路直线、弯道、交叉口及超车等四种行驶工况,采集驾驶人注视、眨眼、瞳孔直径等数据,通过K-means聚类及高斯拟合等统计分析方法,分析驾驶人眨眼持续时间(Blink Duration,BD)、眨眼频率(Blink Rate, BR)、平均瞳孔大小(Average Pupil Size, APS)等表征驾驶人精神负荷的典型指标的变化规律。结果表明,相较于直线行车路段,驾驶人行经弯道、交叉口、超车等行驶工况下眨眼持续时间(BD)短、眨眼频率(BR)较慢,且超车行驶段变化最明显,而瞳孔面积变化规律则相反,超车段平均瞳孔面积最大,直线段最小;驾驶人在直线段、弯道、超车、交叉口、超车段各指标的突变率指标对比结果显示,超车工况下突变率最大,交叉口次之,弯道最小,安德鲁斯降维可视化调和曲线反映的规律与之完全一致。可见驾驶人在草原公路行驶环境中超车时其精神负荷突变性最大,交叉口次之,进入弯道时精神负荷变化最小,安德鲁斯曲线可以很好地应用于多指标下驾驶人精神负荷的差异的可视化对比。     

公路隧道进出口行车安全的视觉适应指标

公路隧道进出口亮度的急剧变化会造成驾驶员视觉适应困难,严重时甚至导致交通事故.文中利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究,试验结果表明,在隧道内距进出口50m范围,驾驶员视网膜照度的对数与路面亮度的对数线性正相关.在大量试验的基础上,文中建立了基于驾驶员瞳孔面积及面积变化速度的行车安全评价指标——当瞳孔面积变化速度超过瞳孔面积临界速度范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全,否则安全;并得出了基于视觉适应的隧道进出口合理照度过渡斜率.     

具有神奇夜视能力的“猫眼”男孩

广西横县南乡镇大化村小学二年级的学生农有穗，有一双神奇的眼睛，瞳孔是蓝色的，灯光照射下还能发出蓝绿色的光芒。而且，他还有一种神奇的能力，在伸手不见五指的地方，能够清晰地看书写字，和白天一样。正如村里人说的，他就像是长了一双“猫眼”，从外观、习性，到能力。都和猫一模一样!这到底是怎么回事呢？     

文字留村与村落重振:乡村学校嬗变与村落发展探析

基于对举水学校百年变迁的追踪研究发现,乡村学校的兴衰与乡村文化传承及村落发展息息相关。在始自19世纪晚期至20世纪末的文字下乡运动中,由地方政府、民间乡绅及村级组织合力推动了乡村学校教育的发展,有效地传承了乡村文化,延续了村落发展。从21世纪初开始的由社会、政府及村民共谋推行的文字上移,虽然促进了农村基础教育自身的发展,但却加速了乡村文化的断裂。而为了应对文字上移给村落发展带来的负面影响,目前村民们正在逐步地文化自觉,试图通过村落的集体动员,延续文字留村,谋求村落重振。因此,在城乡一体化进程中,必须加强农村基础教育,传承发展乡村文化,为农村发展提供文化软实力。