[发明专利]基于人体眼动特征设计的人机交互方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互方法，具体涉及基于人体眼动特征设计的人机交互方法及系统。

背景技术

人机交互（Human-Computer Interaction,简写HCI）：是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。

传统的人机交互功能主要依靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。人机交互部分的主要作用是控制有关设备的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。早期的人机交互设施是键盘显示装置。操作员通过键盘打入命令，操作系统接到命令后立即执行并将结果通过显示装置显示。打入的命令可以有不同方式，但每一条命令的解释是清楚的，唯一的。

随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强。随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外，通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互。这方面的研究工作正在积极开展。

CN101598973公开了一种基于眼电信号的人机交互系统，该系统通过眼电信号的采集和处理来实时判断操作者的眼部动作，进而通过受控单元实现眼动模式的编码及受控命令的生成。该系统利用眼电信号需要使用多个传感单元，来获得相关电信号，给用户带来面部不适，而且使用不方便，成本高，此外，电信号需要提取的特征多，可信度差。拿传统的眼动人机交互方法举例来说，由采集人的眼动信息来并通过眼动信息给出命令，这种方式容易误操作，并存在延时，由于人眼的第一特征是感知信息，因此区分感知信息的动作与发出命令的动作是有必要的，划分内容区域与非内容区域很好的区分了感知信息的动作与发出命令的动作，最大限度的减少了误操作，使用户的操作步骤更加简洁，更加自由。

生物体的神经活动和肌肉运动等伴随有微弱的电流和电位变化,这种电流叫生物电流,比较典型的有皮肤电流和心脏电流。通过检测生物电流或者生物电压可以识别出相应的神经活动和肌肉运动，为肌电流控制的人机交互方式提供了基础。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种基于人体眼动特征设计的人机交互方法及系统，该方法及系统克服了常规的鼠标或者键盘控制的人机交互方式，为用户操作带来了便捷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于人体眼动特征设计的人机交互方法，包括如下步骤：

（1）检测用户的至少一只眼睛的视线在内容区域落点坐标；

（2）检测用户的至少一个动作或者动作组合，产生命令；

（3）根据落点坐标，判断和执行上述命令。

进一步地，所述动作包括：眼动视线落点坐标、眼动视线落点坐标组合、眼动视线落点停留在某区域内的时间、语音信号、开关信号、生物电和/或生物电组合。

进一步地，所述生物电包括：脑电、肌电和/或心电。

一种基于人体眼动特征设计的人机交互系统，所述系统包括眼动信号采集装置、动作检测装置和命令执行装置：

（1）眼动信号采集装置：检测用户的至少一只眼睛的视线在内容区域落点坐标，选中相应内容；

（2）动作检测装置：检测用户的至少一个动作或者动作组合，产生命令；

（3）命令执行装置：根据选中内容，判断和执行上述命令。

进一步地，所述动作包括：眼动视线落点坐标、眼动视线落点坐标组合、眼动视线落点停留在某区域内的时间、语音信号、开关信号、生物电和/或生物电组合。

进一步地，所述生物电包括：脑电、肌电和/或心电。

本发明人机交互方式脱离了传统的人机互动方式，实现通过眼睛检测或者动作检测对诸如计算机等受控设备的操控，能够简单、方便、且更快捷地输入使用者需要的指令。

具体实施方式

以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的前提下，对本发明所作的修饰或者替换，均属于本发明的范畴。

本发明中的所述动作包括：眼动视线落点坐标、眼动视线落点坐标组合、眼动视线落点停留在某区域内的时间、语音信号、开关信号、生物电和/或生物电组合，单又不仅限于上述运动。