St. Petersburg
Содержание
1. Обзор 5
1.1. Типы eye-tracking-систем 5
1.1.2. Склеральные контактные линзы 5
1.1.3. Видеофиксация роговичных отражений 7
1.1.4. Анализ электроокулограмм 8
1.1.4.1 Физиологические предпосылки 9
1.1.4.2 Общие особенности программно-аппаратной реализации 9
2. Постановка задачи 12
2. 1. Анализ и подавление помех 14
2. 2. Разработка дискретизирующего фильтра саккад 16
3. Реализация 19
3.1. Анализ и устранение помех 19
3.1.1. Спектральный анализ спокойных участков электроокулограмм 19
3.1.2. Помехи на саккадических участках электроокулограмм 21
3.1.3. Устранение высокочастотных помех 22
3.1.3.1. Экспоненциальное сглаживание 22
3.1.3.2. Биполярная фильтрация 23
3.1.3.2.1. Корреляция сигналов 25
3.1.3.2.2. Устранение высокочастотных помех 33
3.1.3.2.3. Усреднение саккадических бросков на биполярах 35
3.2. Дискретизирующий фильтр саккад 36
3.3. Результаты 40
4. Заключение 42
Список литературы 44
Введение
В последнее время возрастает потребность в
системах, распознающих и фиксирующих движения глаз человека.
Такого рода механизмы уже сейчас существуют, и интерес к ним не ограничивается лишь рамками научных исследований зрительной и нервной систем человека [1][2][3][4].
Сегодня системы, позволяющие детектировать и анализировать движения глаз (eye-tracking-системы, eye-tracker'ы) оказываются ценными для тестирования пользовательских интерфейсов [5]. Кроме того, eye-tracking-анализ web-страниц зачастую используется дизайнерами и маркетологами для определения наиболее уместного расположения рекламного контента [6].
Еще одной областью применения eye-tracking-систем является сбор и анализ информации о действиях человека при оперировании различными техническими устройствами, такими как автомобили, самолеты и прочие, с целью последующего выявления и изучения аспектов, вызывающих наибольшие трудности при управлении или представляющих угрозу безопасности [7].
Кроме того, существуют различные исследования, целью которых становится создание программно-аппаратного комплекса, с помощью которого можно было бы задействовать движения глаз человека в управлении компьютерными устройствами или искусственными частями опорно-двигательного аппарата для людей с ограниченными возможностями.
В рамках проекта «Окулографический интерфейс» ведется работа над созданием продукта, позволяющего управлять компьютером с помощью eye-tracking-системы, построенной на базе анализа зависимостей изменения биопотенциалов, снимаемых с кожи вокруг глаз во время их движения, от времени. Сигналы, получаемые таким образом, носят название электроокулограмм (ЭОГ).
Целью данной дипломной работы является создание модуля комплексного анализа ЭОГ, а также модуля онлайн-фильтрации этих сигналов, позволяющего максимально точно в режиме реального времени по обработанным графикам восстанавливать амплитуду и угол поворота глаз человека.
