JP2020516326A - スペックルパターンを使用した眼追跡のための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮特許出願第62/420,292号(2016年11月10日出願)の利益を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により引用される。
視線追跡技術は、多くの分野に適用されることができる。例えば、視線追跡は、正確な3ディメンジョンレンダリングをユーザに提供するための仮想現実(VR)または拡張現実(AR)ヘッドセットを構築するために有用であり得る。他の用途は、障害のある人々を補助するためのヒューマンコンピュータインターフェース、アクティビティ認識、画像およびビデオ圧縮、コンピュータビジョン、医療調査における認知研究、レーザ屈折外科手術、車載調査のための車両シミュレータ、スポーツ訓練シミュレータを含む、訓練シミュレータ、疲労検出等を含み得る。視線追跡技術の開発においてなされた進歩にもかかわらず、当技術分野において、改良された視線追跡方法に対する必要性がある。
本発明は、概して、視線追跡のための方法およびシステムに関する。より具体的には、本発明は、スペックルパターンを使用した視線追跡のための方法およびシステムに関する。
Claims (20)
- ユーザの眼の移動を追跡する方法であって、前記方法は、
光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記光ビームの一部によって検出器において形成された複数のスペックルパターンを検出することであって、前記複数のスペックルパターンは、所定のフレームレートで検出される、ことと、
フレーム毎に前記複数のスペックルパターンを追跡することによって、前記眼の移動を追跡することと
を含む、方法。 - 前記眼によって反射された前記光ビームの一部は、前記眼によって拡散反射または鏡面反射される、請求項1に記載の方法。
- 前記所定のフレームレートは、約5,000フレーム/秒より大きく、約15,000フレーム/秒より小さい、請求項1に記載の方法。
- 前記所定のフレームレートは、約10,000フレーム/秒である、請求項3に記載の方法。
- 前記所定のフレームレートは、約50フレーム/秒より大きく、約15,000フレーム/秒より小さい、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のスペックルパターンを追跡することは、オプティカルフローアルゴリズムを使用して実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記オプティカルフローアルゴリズムは、位相相関アルゴリズムを備えている、請求項6に記載の方法。
- 前記光ビームは、赤外線放射を備えている、請求項1に記載の方法。
- ユーザの眼の視線を追跡する方法であって、前記方法は、
前記眼の第1の複数の画像をカメラを使用して第1のフレームレートで記録することと、
前記眼の前記第1の複数の画像に基づいて、前記眼の開始位置を決定することと、
光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記光ビームの一部によって検出器において形成された第1の複数のスペックルパターンを検出することであって、前記複数のスペックルパターンは、前記第1のフレームレートより大きい第2のフレームレートで検出される、ことと、
フレーム毎に前記第1の複数のスペックルパターンを追跡することによって、前記開始位置に対する前記眼の移動を追跡することと
を含む、方法。 - 前記眼によって反射された前記光ビームの一部は、前記眼によって拡散反射または鏡面反射される、請求項9に記載の方法。
- 前記複数のスペックルパターンを追跡することは、オプティカルフローアルゴリズムを使用して実施される、請求項9に記載の方法。
- 前記オプティカルフローアルゴリズムは、位相相関アルゴリズムを備えている、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のフレームレートは、約10フレーム/秒より小さく、前記第2のフレームレートは、約50フレーム/秒より大きく、約15,000フレーム/秒より小さい、請求項9に記載の方法。
- 前記眼が瞬目したことを決定することと、
新しい開始位置を決定することであって、前記決定することは、
前記眼の第2の複数の画像を前記カメラを使用して記録することと、
前記眼の前記第2の複数の画像に基づいて、前記新しい開始位置を決定することと
による、ことと、
前記新しい開始位置に対する前記眼の移動を追跡することであって、前記追跡することは、
前記検出器において形成された第2の複数のスペックルパターンを前記第2のフレームレートで検出することと、
フレーム毎に前記第2の複数のスペックルパターンを追跡することと
による、ことと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - ユーザの眼の視線を追跡する方法であって、前記方法は、
前記ユーザの眼の事前に較正されたスペックルマップを取得することであって、前記取得することは、
第1の光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記第1の光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記第1の光ビームの一部によって検出器において形成された複数の第1のスペックルパターンを検出することであって、前記複数の第1のスペックルパターンの各々は、前記眼のそれぞれの第1の位置に対応する、ことと、
カメラを使用して、前記眼の複数の画像を記録することであって、前記眼の複数の画像の各々は、それぞれの第1のスペックルパターンが検出されると記録される、ことと、
前記眼の前記それぞれの画像に基づいて、各それぞれの第1のスペックルパターンに対応する前記眼の前記それぞれの第1の位置を決定することと、
前記複数の第1のスペックルパターンおよび前記眼の前記対応する第1の位置を記憶することと
による、ことと、
前記事前に較正されたスペックルマップを使用して前記眼の開始位置を決定することであって、前記決定することは、
第2の光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記第2の光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記第2の光ビームの一部によって前記検出器において形成された複数の第2のスペックルパターンを検出することと、
前記複数の第2のスペックルパターンと前記記憶された複数の第1のスペックルパターンおよび前記眼の前記記憶された対応する第1の位置との間の比較に基づいて、前記眼の前記開始位置を決定することと
による、ことと、
前記開始位置に対する前記眼の移動を追跡することであって、前記追跡することは、
第3の光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記第3の光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記第3の光ビームの一部によって前記検出器において形成された複数の第3のスペックルパターンを検出することであって、前記複数の第3のスペックルパターンは、所定のフレームレートで検出される、ことと、
フレーム毎に前記第3の複数のスペックルパターンを追跡することによって、前記開始位置に対する前記眼の移動を追跡することと
による、ことと
を含む、方法。 - 前記眼によって反射された前記第1の光ビームの一部、前記眼によって反射された前記第2の光ビームの一部、および前記眼によって反射された前記第3の光ビームの一部の各々は、前記眼によって拡散反射または鏡面反射される、請求項15に記載の方法。
- 前記第3の複数のスペックルパターンを追跡することは、オプティカルフローアルゴリズムを使用して実施される、請求項15に記載の方法。
- 前記オプティカルフローアルゴリズムは、位相相関アルゴリズムを備えている、請求項17に記載の方法。
- 前記所定のフレームレートは、約50フレーム/秒より大きく、約15,000フレーム/秒より小さい、請求項15に記載の方法。
- 前記眼が瞬目したことを決定することと、
前記眼の新しい開始位置を決定することであって、前記決定することは、
第4の光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記第4の光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記第4の光ビームの一部によって前記検出器において形成された複数の第4のスペックルパターンを検出することと、
前記複数の第4のスペックルパターンと前記記憶された複数の第1のスペックルパターンおよび前記眼の前記記憶された対応する第1の位置との間の比較に基づいて、前記眼の前記新しい開始位置を決定することと
による、ことと、
前記新しい開始位置に対する前記眼の移動を追跡することであって、前記追跡することは、
第5の光ビームを前記眼に向かわせることであって、前記眼は、前記第5の光ビームの一部を反射する、ことと、
前記眼によって反射された前記第5の光ビームの一部によって前記検出器において形成された複数の第5のスペックルパターンを検出することであって、前記複数の第5のスペックルパターンは、前記所定のフレームレートで検出される、ことと、
フレーム毎に前記第5の複数のスペックルパターンを追跡することによって、前記新しい開始位置に対する前記眼の移動を追跡することと
による、ことと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。
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