[发明专利]一种眼球运动的测量方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于诊断测量技术领域，具体涉及一种眼球运动的测量方法和系统。

背景技术

人类从外部世界获得的信息中有90％以上来自眼睛，心理学家很早就开始通过直接观察眼球运动对心理过程进行研究，认为眼球运动是视觉过程的直接反应，并且反映了多种人类认知活动，受到多种认知因素的影响，如眼球的运动与注意、记忆、推理、阅读等认知心理活动都有密切的关系。

有关阅读中眼动的研究最早可以追溯到19世纪末法国学者Lamare和Jaral以及Heuy的工作。此后，人们试图通过研究眼动中注视点的顺序和眼的跳动来了解阅读背后的认知过程。近20多年，由于心理语言学研究的深入和眼动技术的发展，研究者开始尝试把眼动作为人阅读过程的指示器。

人类行为识别是模式识别的一个重要应用，近年来对大脑认知状态的识别问题开展了大量的研究。例如计算机视觉领域所提出的Saliency map(突显地图)模型能够预测人类观察自然场景时的注视位置，说明基于眼动的状态识别具有可行性。Saliency map理论认为注意力的变化和快速眼动是由视觉最突显的局部特征决定的，同时由于视觉返回抑制，注意力可以从一个最突显位置向下一个仅次于它的突显位置移动。Saliency map提供了一种动态定位眼球运动的控制机制，说明对应不同的状态，眼动存在不同的模式。

眼动模式是眼球运动的轨迹图，是一种有向图。现有技术中，描述眼动特征的测量指标一般包括注视点位置、注视时间、注视次数、注视频率、眼动距离等，通过对这些指标的测量从不同角度描述眼球运动。但是，上述测量指标不能描述眼球运动的方向和眼动倾斜程度，不能全面的描述眼动模式。

发明内容

本发明的目的是提供一种眼球运动的测量方法和系统，对眼动模式中眼动方向和眼动倾斜程度进行测量，更全面的描述眼球运动，为与眼球运动相关的心理医学提供了新的研究方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种眼球运动的测量方法，所述方法包括：获取眼球运动过程中当前注视点i的位置坐标x_i、y_i和下一个注视点i+1的位置坐标x_i+1、y_i+1，其中i＝1，...，n，n＞1；根据x_i、y_i和x_i+1、y_i+1计算眼动矢量角θ_i；根据x_i、y_i和x_i+1、y_i+1计算眼动矢量幅D_i；以及根据x_i、y_i和x_i+1、y_i+1计算水平眼动角

其中，通过计算水平眼动角的正切值来计算眼动斜率K_i。

优选的，所述根据x_i、y_i和x_i+1、y_i+1计算眼动矢量角θ_i的步骤包括：步骤S21，通过下式(1)计算眼动锐角α_i：

α_i＝tan^-1(|(y_i+1-y_i)/(x_i+1-x_i)|)，x_i≠x_i+1   (1)；

步骤S22，通过下式(2)计算眼动矢量角θ_i：

优选的，所述根据x_i、y_i和x_i+1、y_i+1计算眼动矢量幅D_i的步骤包括：通过下式(3)计算眼动矢量幅D_i：