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Enregistrement W3160049074 · doi:10.1109/icpr48806.2021.9412066

Detection and Correspondence Matching of Corneal Reflections for Eye Tracking Using Deep Learning

2021· article· en· W3160049074 sur OpenAlexaff
Soumil Chugh, Braiden Brousseau, Jonathan Rose, Moshe Eizenman

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueGaze Tracking and Assistive Technology
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer visionArtificial intelligenceComputer scienceEye trackingGazeBitTorrent trackerEye tracking on the ISSRotation (mathematics)OpticsPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Eye tracking systems that estimate the point-of-gaze are essential in extended reality (XR) systems as they enable new interaction paradigms and technological improvements. It is important for these systems to maintain accuracy when the headset moves relative to the head (known as device slippage) due to head movements or user adjustment. One of the most accurate eye tracking techniques, which is also insensitive to shifts of the system relative to the head, uses two or more infrared (IR) light emitting diodes to illuminate the eye and an IR camera to capture images of the eye. An essential step in estimating the point-of-gaze in these systems is the precise determination of the location of two or more corneal reflections (virtual images of the IR-LEDs that illuminate the eye) in images of the eye. Eye trackers tend to have multiple light sources to ensure at least one pair of reflections for each gaze position. The use of multiple light sources introduces a difficult problem: the need to match the corneal reflections with the corresponding light source over the range of expected eye movements. Corneal reflection detection and matching often fail in XR systems due to the proximity of camera and steep illumination angles of light sources with respect to the eye. The failures are caused by corneal reflections having varying shape and intensity levels or disappearance due to rotation of the eye, or the presence of spurious reflections. We have developed a fully convolutional neural network, based on the UNET architecture, that solves the detection and matching problem in the presence of spurious and missing reflections. Eye images of 25 people were collected in a virtual reality headset using a binocular eye tracking module consisting of five infrared light sources per eye. A set of 4,000 eye images were manually labelled for each of the corneal reflections, and data augmentation was used to generate a dataset of 40,000 images. The network is able to correctly identify and match 91% of corneal reflections present in the test set. This is comparable to a state-of-the-art deep learning system, but our approach requires 33 times less memory and executes 10 times faster. The proposed algorithm, when used in an eye tracker in a VR system, achieved an average mean absolute gaze error of 1°. This is a significant improvement over the state-of-the-art learning-based XR eye tracking systems that have reported gaze errors of 2-3°.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,014
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,041
Tête enseignante GPT0,329
Écart entre enseignants0,288 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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