[发明专利]一种三维空间下注视点轨迹多维度比较方法

摘要

本发明公开了一种三维空间下注视点轨迹多维度比较方法。该方法先进行两组眼动数据输入：为两名受试者佩戴上搭载SMI高性能眼球追踪模块的HTC‐VIVE虚拟现实头戴式显示器，两名受试者在Unity3D虚拟场景中进行观察；通过SMI配套的相关API对两名受试者在观察中每一帧的视觉焦点进行记录，形成两组眼动数据；然后进行两组眼动数据滤波；注视点轨迹生成；进行轨迹矢量匹配：使用Dijkstra最短路径算法对两条轨迹矢量序列进行匹配；对五个不同特征的相似度分配权重，进行加权求和，得到两条注视点轨迹的相似度。本发明为三维视觉空间实际眼动轨迹相似性度量提供方便灵活和多层面多角度的分析比较结果。

主权项

1.一种三维空间下注视点轨迹多维度比较方法，其特征在于包括如下步骤：1)两组眼动数据输入：为两名受试者佩戴上搭载SMI高性能眼球追踪模块的HTC‑VIVE虚拟现实头戴式显示器，两名受试者在Unity3D虚拟场景中进行观察；通过SMI配套的相关API对两名受试者在观察中每一帧的视觉焦点进行记录，形成两组眼动数据；2)两组眼动数据滤波：选择除了两组眼动数据起始焦点和结束焦点的其余所有视觉焦点，对于任一视觉焦点i，计算焦点i到相邻两个视觉焦点的速度和v_i，v_i＝D/△t，其中D为相邻两视觉焦点之间的空间欧氏距离，△t为两个视觉焦点产生的时间间隔；使用路径生成时间除以视觉焦点个数得到整条扫描路径的平均生成速度若v_i大于滤波阈值，则定义视角焦点i为异常点，舍去；3)注视点轨迹生成：针对滤波后的视觉焦点，首先设定一个速度阈值和夹角阈值，对于相邻的视觉焦点如果从一点到另一点的速度小于速度阈值范围，且夹角小于夹角阈值，则将这两个视觉焦点合并形成一个注视点；顺序连接注视点形成注视点轨迹；4)轨迹矢量匹配：对于注视点轨迹使用坐标序列、矢量序列以及持续时间序列表达，其中坐标点序列为注视点在三维空间中的坐标；矢量序列为每个注视点指向下一个注视点的矢量集合；持续时间序列代表每一个注视点在受试者观察过程中的持续时间，使用Dijkstra最短路径算法对两条轨迹矢量序列进行匹配；5)多维特征比较：对轨迹矢量匹配后的注视点轨迹从注视位置、扫视长度、扫视方向、扫视转角和注视时间五种特征维度进行比较，得到每个特征维度的相似度；对五个不同特征的相似度分配权重，进行加权求和，得到两条注视点轨迹的相似度。