[发明专利]一种头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法

说明书

一种头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法，本发明涉及头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法。本发明的目的是为了解决现有使用头戴式眼动仪过程中，当佩戴者处于不同的头部姿态时，导致注视点进入错误的或不存在的AOI内，无法准确定位的问题。过程为：在眼动仪中建立基准坐标系；采用移动均值滤波器对三轴加速度数据序列中第i个数据进行平滑处理；计算眼动仪佩戴者头部绕x、y、z轴旋转角度；计算头戴式眼动仪的旋转矩阵；计算头戴式眼动仪调整后的第m个AOI的第n个边界点的转换矩阵；计算基准像素坐标系变换后的第m个AOI的第n个边界点。本发明用于头戴式眼动仪数据处理领域。

技术领域

本发明涉及头戴式眼动仪数据处理领域，特别是涉及头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法。

背景技术

采用头戴式眼动仪在基于眼动与视觉信息加工的心理机制等方面的研究中，对眼动仪中的兴趣区域(AOI)边界的准确划分非常重要。但是在使用头戴式眼动仪时，当佩戴者在不同的头部姿态下，由于头戴式眼动仪输出的注视点位置与基准像素坐标系下的注视点位置坐标不在同一像素坐标系会导致注视点进入错误的AOI内，最终对基于头戴式眼动仪的相关研究造成极大的影响。目前相关研究人员一般采用图像处理技术，利用眼动仪拍摄的视频中的特定参照物对AOI边界点进行调整，例如Begaze眼动数据分析软件可根据目标的位置以及其在画面中位置的相对变化情况不断调整AOI的位置和大小，从而与视频中的目标物体重合，但该方法只适用于视频中存在指定物体或可被计算机识别的标记点，若检测目标消失，该方法将无法继续对AOI边界点坐标进行有效调整。综上所述，建立一种输入参数易获取，可对不同头部姿态下AOI边界点像素坐标系进行同一化的方法十分重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有使用头戴式眼动仪过程中，当佩戴者处于不同的头部姿态时，导致注视点进入错误的或不存在的AOI内，无法准确定位的问题，而提出一种头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法。

一种头戴式眼动仪AOI边界点像素坐标系同一化方法具体过程为：

步骤一：在眼动仪中建立基准坐标系；

采集头戴式眼动仪中的x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度分别为A_x、A_y、A_z，x轴角速度、y轴角速度、z轴角速度分别为G_x、G_y、G_z，基准像素坐标系下第m个AOI的第n个边界点坐标为(U_mn，V_mn)；

步骤二：采用移动均值滤波器对步骤一中的三轴加速度数据序列中第i个数据A_x[i]、A_y[i]、A_z[i]进行平滑处理，滤波后输出的x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度数据为a_x[i]、a_y[i]、a_z[i]；

步骤三：通过步骤二中滤波后输出的x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度数据a_x、a_y、a_z计算眼动仪佩戴者头部绕x轴旋转角度α；

步骤四：通过步骤一中的y轴角速度G_y，计算眼动仪佩戴者头部绕y轴旋转的积分角度θ_y；

步骤五：利用最小二乘法计算步骤四中得到的眼动仪佩戴者头部绕y轴旋转的积分角度θ_y的趋势项参数矩阵[p，q]；

步骤六：通过步骤四中得到的眼动仪佩戴者头部绕y轴旋转的积分角度θ_y和步骤五中得到的趋势项参数矩阵，计算眼动仪佩戴者头部绕y轴旋转角度序列中第i个绕y轴旋转角度β[i]；