视线追踪主要包括两部分关键技术，即视线参数检测和视线估计模型建立。作者长期从事视线追踪技术的研究，《视线追踪》是以作者迟健男、王志良、张闯多年的创新性研究成果为主要内容，对视线追踪的各项关键技术进行了详细阐述。本书集合了先进性、系统性、理论性与实用性，是第一部视线追踪技术方面的专业著作。

《视线追踪》以作者迟健男、王志良、张闯多年的创新性研究成果为主要内容，对视线追踪的各项关键技术进行了详细的阐述。全书共分九章，主要介绍了与视线追踪技术相关的人眼生理学和心理学知识及其发展历史，以及一些知名的视线追踪产品；各种视线追踪技术的原理和相关知识；图像预处理技术；视线参数检测；瞳孔跟踪；视线追踪系统标定技术；视线方向估计模型；视线追踪技术在各领域的应用。本书集合了先进性、系统性、理论性与实用性，是第一部视线追踪技术方面的专业著作。

《视线追踪》适合大专院校、研究机构中从事相关领域研究的教师、研究人员使用，也可作为相关技术公司的技术参考用书。

序言

前言

第1章 绪论1

 1.1 视觉注意1

1.1.1 早期注意理论1

1.1.2 近代注意理论1

1.1.3 当前视觉注意理论3

1.1.4 未来注意的研究3

 1.2 人眼系统的视觉机制3

1.2.1 眼睛3

1.2.2 视网膜5

1.2.3 视束和视觉通道6

 1.3 视觉6

1.3.1 颜色视觉6

1.3.2 立体视觉7

1.3.3 临时视觉8

 1.4 人眼运动9

1.4.1 控制眼球运动的肌肉9

1.4.2 平稳跟随运动9

1.4.3 扫视10

1.4.4 固视微动10

1.4.5 眼球振颤11

 1.5 双眼视觉11

 1.6 视野与视敏度11

 参考文献12

第2章 视线追踪方法14

 2.1 直接观察法15

 2.2 后像法15

 2.3 机械记录法15

2.3.1 杠杆直接记录法 16

2.3.2 气动法 16

2.3.3 角膜吸附环状物法 16

 2.4 电流记录法16

 2.5 电磁感应法17

 2.6 光学记录法18

2.6.1 反光记录法 18

2.6.2 影视法 18

2.6.3 角膜反光法 19

2.6.4 双普金野法 20

2.6.5 虹膜-巩膜边缘法21

 2.7 本章小结21

 参考文献22

第3章 典型视线追踪系统及构成23

 3.1 典型视线追踪系统23

3.1.1 穿戴式（头盔式）视线追踪系统23

3.1.2 非穿戴式（遥测式）视线追踪系统29

 3.2 典型的视线追踪系统构成35

3.2.1 单摄像机无光源系统35

3.2.2 单摄像机单光源或双光源系统36

3.2.3 单摄像机多光源系统38

3.2.4 多摄像机多光源系统38

 3.3 本章小结41

 参考文献41

第4章 图像预处理43

 4.1 基于反对称双正交小波重构的图像增强方法43

4.1.1 双正交小波45

4.1.2 基于反对称双正交小波重构的图像多尺度边缘提取48

4.1.3 基于反对称双正交小波变换的图像锐化增强54

4.1.4 图像滤噪增强55

4.1.5 实验结果与分析58

 4.2 基于边缘检测和双边滤波的彩色图像滤噪方法69

4.2.1 细胞神经网络（CNN）71

4.2.2 基于CNN的彩色图像分块自适应边缘检测76

4.2.3 彩色图像滤噪83

4.2.4 实验结果及分析85

 4.3 本章小结87

 参考文献88

第5章 视线参数检测90

 5.1 基于主动红外光源的窄视野摄像机系统视线参数检测92

5.1.1 亮瞳和暗瞳图像判别及图像差分92

5.1.2 视线特征参数提取93

5.1.3 实验结果105

 5.2 基于主动红外光源的宽视野摄像机视线参数检测107

5.2.1 暗瞳图像上基于AdaBoost算法的人脸检测和人眼区域定位108

5.2.2 投影法缩小人眼检测区域113

5.2.3 瞳孔检测及瞳孔椭圆拟合115

5.2.4 角膜反射(普尔钦斑)检测与中心定位117

5.2.5 实验结果与分析119

 5.3 本章小结122

 参考文献122

第6章 瞳孔跟踪124

 6.1 基于卡尔曼滤波和均值漂移的瞳孔跟踪方法125

6.1.1 卡尔曼滤波125

6.1.2 基于卡尔曼滤波和均值漂移的瞳孔跟踪方法128

 6.2 基于粒子滤波的瞳孔跟踪方法132

6.2.1 粒子滤波132

6.2.2 基于伪彩色图的粒子滤波瞳孔跟踪方法140

6.2.3 实验结果与分析149

 6.3 粒子滤波和卡尔曼滤波组合的瞳孔跟踪方法154

6.3.1 粒子滤波跟踪155

6.3.2 卡尔曼滤波瞳孔参数估计159

 6.4 本章小结161

 参考文献162

第7章 视线追踪系统标定164

 7.1 摄像机模型164

7.1.1 成像变换164

7.1.2 摄像机的镜头畸变165

7.1.3 摄像机模型166

 7.2 摄像机标定方法170

 7.3 双摄像机双光源视线追踪系统构成174

 7.4 基于平面镜反射的视线追踪系统标定177

7.4.1 三维空间坐标测量177

7.4.2 平面估计178

7.4.3 确定屏幕平面及光源中心的空间位置179

7.4.4 实验结果180

 7.5 基于多摄像机全局标定的视线追踪系统标定180

7.5.1 单摄像机标定182

7.5.2 双摄像机立体视觉系统标定182

7.5.3 视线追踪系统的多摄像机全局标定182

7.5.4 系统标定结果与分析187

 7.6 本章小结191

 参考文献192

第8章 视线方向计算模型193

 8.1 单摄像机主动红外光源系统视线方向计算模型194

8.1.1 基于非线性多项式和广义回归神经网络的视线估计方法194

8.1.2 基于非线性多项式和支持矢量回归的视线落点估计方法200

8.1.3 基于解析头动补偿的视线估计方法205

 8.2 双摄像机主动红外光源系统的视线方向计算模型220

8.2.1 基于眼球成像模型的视线估计方法［6］220

8.2.2 视线方向估计的five-spot模型223

 8.3 本章小结228

 参考文献229

第9章 视线追踪技术应用231

 9.1 计算机领域232

9.1.1 选择性眼动系统232

9.1.2 注视跟随系统234

 9.2 心理学与生理学检测238

 9.3 市场营销与广告239

9.3.1 市场营销239

9.3.2 网页可用性239

9.3.3 电视广告的改进240

9.3.4 印刷广告241

9.3.5 商品包装设计242

 9.4 工业工程与人因分析243

9.4.1 航空243

9.4.2 车辆辅助驾驶245

 9.5 本章小结248

 参考文献249