[发明专利]尤其用于拍照的基于无意识的眼睛信号的控制方法

说明书

本发明涉及一种基于眼睛信号的控制方法，更具体地，涉及一种 适于控制具有至少一个真实或虚拟摄像机的拍摄设备的方法。

眼睛运动是小幅度(1至25弧分)、非常短时间(0.01至0.05秒) 的运动，并且其角速度可达每秒500度(°/s)。使用摄像机监控眼睛运 动和追踪眼睛运动已有十几年。通过处理眼睛数据来分析眼睛的踪迹， 使其能够识别由眼睛的微运动(眼睛震颤)构成的无意识的眼睛运动、 视线的缓慢运动、眨眼、无意识的眼睛运动(改变屏幕上眼睛的视线 位置的XY坐标)、运动速度、扫视幅度、视线固定、视线固定时间、 以及聚散运动(mouvements de vergence)。

对眼睛追踪器进行必要的校准，之后借助于眼睛追踪器采集和分 析眼睛运动以确定视线在屏幕上的位置的XY坐标已经变得非常可 靠、快速和精确。它们在检测屏幕内容时能够实时地获得通过眼睛的 追踪结果，尤其研究对虚拟场景中的成分的关注程度。

对设备进行眼动控制的优点很早就被认识到(由Ware和 Mikaelien在1987年的CHI+GI的会议记录SIGHI Bulletin ACM第 183-188页中记载的“An evaluation of an eye tracker as a device for computer input(对于眼睛追踪器用作计算机输入的设备的评价)”)， 用于军事应用中(例如由Smyth，Bates，Lopez和Ware在1994年的第 二届大西洋中部人类因素会议记录的第49页记载的“A comparison of eye-gaze to touch panel and head fixed reticule for helicopter display control(用于直升机显示控制的接触面板和头固定的标线的视线的比 较)”)，用于人机交互(例如，RJK Jacob在1991年的美国计算机学会 信息系统学报第9期第3卷第152-169页记载的“The use of eye movements in human-computer interaction techniques-what you look is what you get(眼睛运动在人机交互技术中的使用-所见即所得)”，用于 远程控制(例如，“IBM阿尔玛登研究中心”的项目)，或者用于机器 人控制(例如Atienza和Zelinsky于2003年在加拿大温哥华举行的 第五届多模式接口的国际会议记录中第188-195页记载的“Interactive skills using active gaze tracking(使用主动视线追踪的交互技术)”)。

当在操作中，尤其对于控制指向和方向，眼睛运动比通过移动物 体的控制快得多，这是因为它更直接，(“基于视线的交互组”的工作)。

因而，置于离人两米远的高分辨率摄像机能够根据人的视网膜运 动并且将它们转换为眼睛命令。已经存在：

·用于通过分析数字键盘上的视线输入字母的设备；

·更高集成度的视线控制的设备(管理邮件，写文本，例如“视 线交互”项目和“虚拟板”系统)；以及

·用于分析物体的行为(通过摄像机拍摄)和分析视线追踪的设 备(Atienza和Zelinsky，2003)。

所有这些设备都依赖于分析固定在屏幕的区域上的视线的原理 (“基于位置的交互”)和当检测到固定的视线时定位光标的原理。通 过眨眼、手(点击鼠标)、或者通过保持视线一段时间来给出命令，例 如以与视线的持续时间相关联来执行缩放或打开菜单(“基于时间的交 互”)。

当需要视线控制真实或虚拟摄像机的功能(缩放、摄像机移动...) 时，这个原理不能继续提供控制。

眼睛运动和用于分析视线追踪的软件具有三个特征，这三个特征 解释了为何眼动控制一直受限于眼睛命令，该眼睛命令不包括用于控 制目的的眼睛的连续运动。眼动控制已经依赖于图标(“基于位置的 交互”)、按钮、或良好定义的位置。

第一个特征是眼睛感知信息但是不产生信息。当眼睛形成控制系 统的一部分时，区分感知信息的动作与作为命令的动作是有必要的。 任何失败(当用户观看时产生命令，或者当用户实际上想要发出命令 时认为用户正在观看)都使控制系统不可靠且难以使用。例如，可通 过凝视足够长时间然后眨一下眼皮来发出命令。