用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法及可穿戴设备技术

本发明专利技术为用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法及可穿戴设备，属于虚拟现实和眼动数据分析领域。其方法包括：根据受试者的头动数据和眼动数据提取出头部旋转角度以及眼球在可视窗口中的二维注视点坐标；根据头部旋转角度，将可视窗口中的二维注视点坐标映射到三维球体空间坐标系，得到三维注视点坐标；对三维注视点坐标进行处理，得到地理经纬坐标系下的经纬注视点坐标，采用基于速度和时间阈值的方法解析出凝视数据；根据凝视数据提取出眼动特征。本发明专利技术能够准确采集虚拟现实头显环境下的眼动信号，提取出常用眼动的特征，计算过程简单易实现。

【技术实现步骤摘要】
用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法及可穿戴设备
本专利技术涉及虚拟现实和眼动数据分析领域，尤其涉及用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法及可穿戴设备。
技术介绍
随着信息技术和虚拟现实(VR)近几年的蓬勃发展，越来越多全景内容和应用开始出现。虚拟现实技术为用户提供了沉浸式媒体体验，360度全景内容作为一种全新的媒体形式，可以放置在头戴式显示器(头显)下供用户浏览，用户可以通过移动头部选择显示球形内容的某一部分，观看过程更自由，更具交互性。视觉注意力建模在近几年的多媒体处理和计算机视觉领域发展迅速，在图片和视频的传输、压缩和处理中起到了巨大作用。但是目前2D的视觉算法并不能直接地用在虚拟现实和全景内容中，用户在头显下的观看模式与典型的2D情况不同，2D情况下用户固定头部位置看向前方，3D下用户可以通过头部的旋转和平移来呈现不同场景，但每次只能观看整个内容的某一部分。在3自由度(3-DOF)情况下，头部的旋转是唯一的影响因素，但在6自由度(6-DOF)情况下，头部的平移和旋转运动共同决定在头显上呈现的内容。如何获取准确的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取受试者的头动数据和眼动数据，根据获取到的数据提取出头部旋转角度以及眼球在可视窗口中的二维注视点坐标；/nS2、根据头部旋转角度，将可视窗口中的二维注视点坐标映射到三维球体空间坐标系，得到三维注视点坐标；/nS3、对三维注视点坐标进行处理，得到地理经纬坐标系下的经纬注视点坐标，采用基于速度和时间阈值的方法解析出凝视数据；/nS4、根据凝视数据提取出眼动特征。/n

【技术特征摘要】
1.用于虚拟现实头戴式显示下的眼动信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取受试者的头动数据和眼动数据，根据获取到的数据提取出头部旋转角度以及眼球在可视窗口中的二维注视点坐标；
S2、根据头部旋转角度，将可视窗口中的二维注视点坐标映射到三维球体空间坐标系，得到三维注视点坐标；
S3、对三维注视点坐标进行处理，得到地理经纬坐标系下的经纬注视点坐标，采用基于速度和时间阈值的方法解析出凝视数据；
S4、根据凝视数据提取出眼动特征。


2.根据权利要求1所述的眼动信号处理方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
获取头部旋转角度中的俯仰角、方位角、坡度角，得到头部的旋转矩阵；
根据二维注视点坐标、头戴式显示中相机的虚拟焦距、单个水平像素的大小与单个垂直像素大小，以及可视窗口的宽度和高度，计算头戴式显示中相机的内在矩阵；
通过旋转矩阵与内在矩阵相乘，得到三维注视点坐标。


3.根据权利要求2所述的眼动信号处理方法，其特征在于，旋转矩阵R为：



其中，俯仰角为α，方位角为β，坡度角为γ。


4.根据权利要求2所述的眼动信号处理方法，其特征在于，内在矩阵X为：



其中，二维眼动坐标为(Px，Py)，头戴式显示中相机的虚拟焦距为f，单个水平像素的大小为h，单个垂直像素大小为v，可视窗口的宽度为W，可视窗口的高度为H。


5.根据权利要求1所述的眼动信号处理方法，其特征在于，步骤S3解析凝视数据的过程包括：
根据三维注视点...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，舒琳，徐向民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44