| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| Table of Contents | 第7-10页 |
| Chapter 1 Introduction | 第10-14页 |
| 1.1 Introduction | 第10页 |
| 1.2 Goals of this Thesis | 第10-11页 |
| 1.3 Related Work | 第11-12页 |
| 1.4 Thesis Roadmap | 第12-13页 |
| 1.5 Authorship | 第13-14页 |
| Chapter 2 Background | 第14-29页 |
| 2.1 Human Eye Anatomy | 第14-15页 |
| 2.2 Eye Museles(Extraocular muscles) | 第15-16页 |
| 2.3 Eye Movements | 第16-17页 |
| 2.3.1 Saccades | 第16-17页 |
| 2.3.2 Smooth Pursuit | 第17页 |
| 2.3.3 Fixation | 第17页 |
| 2.4 Visual angle | 第17-18页 |
| 2.5 History of Eye Tracking | 第18-19页 |
| 2.6 Eye Tracking Approaches | 第19-21页 |
| 2.6.1 Electro oculography | 第19页 |
| 2.6.2 Scleral Search Coils | 第19-20页 |
| 2.6.3 Infrared oculography | 第20页 |
| 2.6.4 Video oculography | 第20-21页 |
| 2.7 Head Mounted Eye Tracking Systems | 第21-28页 |
| 2.7.1 Corneal Reflection | 第21-22页 |
| 2.7.2 Gaze Estimation | 第22-23页 |
| 2.7.3 Head Mounted System Calibration | 第23-24页 |
| 2.7.4 Gaze Data presentation and Storage | 第24-25页 |
| 2.7.5 Gaze Data Analysis | 第25-26页 |
| 2.7.6 Eye Tracker Data Quality | 第26-28页 |
| 2.8 Chapter Summary | 第28-29页 |
| Chapter 3 Eye Tracker Head Gear | 第29-37页 |
| 3.1 Hardware List | 第29-31页 |
| 3.1.1 Cameras | 第29页 |
| 3.1.2 Eye Tracker Frame | 第29-30页 |
| 3.1.3 IR-LEDs | 第30页 |
| 3.1.4 IR-Pass Filter | 第30页 |
| 3.1.5 USB-HUB | 第30页 |
| 3.1.6 Cubieboard A20(for offline recording) | 第30页 |
| 3.1.7 Micro-SD card(offline Storage) | 第30页 |
| 3.1.8 Rechargeable battery pack | 第30页 |
| 3.1.9 Other tools | 第30-31页 |
| 3.2 Prepare the Headgear parts | 第31-36页 |
| 3.2.1 Disassemble the webcams | 第31-32页 |
| 3.2.2 Eye Camera Modification | 第32-34页 |
| 3.2.3 Modify the Goggle(head-gear frame) | 第34页 |
| 3.2.4 Attach the camera to the frame | 第34-35页 |
| 3.2.5 Prepare Cubieboard for offline tracking | 第35-36页 |
| 3.3 Potential Optical radiation Hazards of IR light | 第36页 |
| 3.4 Chapter Summary | 第36-37页 |
| Chapter 4 Eye Tracker System Design | 第37-49页 |
| 4.1 Pupil Localization | 第38页 |
| 4.2 Pupil Segmentation | 第38-41页 |
| 4.3 Feature extractions | 第41页 |
| 4.4 Ellipse fitting | 第41-46页 |
| 4.5 Calibration and Mapping | 第46-47页 |
| 4.6 Gaze Data and Heat Maps | 第47-48页 |
| 4.7 Chapter Summary | 第48-49页 |
| Chapter 5 Eye Tracker System Implementation | 第49-56页 |
| 5.1 Overview of the Application Frameworks | 第49-50页 |
| 5.1.1 OpenCV | 第49页 |
| 5.1.2 Threading Building Blocks(TBB) | 第49页 |
| 5.1.3 Boost(C++libraries) | 第49页 |
| 5.1.4 Qt Application Framework | 第49-50页 |
| 5.2 Tracking System Application | 第50-55页 |
| 5.2.1 Eye Tracker Main Application | 第51页 |
| 5.2.2 Cameras Handling | 第51-52页 |
| 5.2.3 Pupil Processing | 第52-53页 |
| 5.2.4 Tracker Calibration | 第53-54页 |
| 5.2.5 Gaze Data-logging | 第54-55页 |
| 5.2.6 Play Heat Maps | 第55页 |
| 5.3 Chapter Summary | 第55-56页 |
| Chapter 6 System Evaluation | 第56-63页 |
| 6.1 Hardware configurations | 第56页 |
| 6.2 Video Stream Synchronization and System Latency | 第56-58页 |
| 6.4 Eye Tracker Spatial Precision | 第58-61页 |
| 6.5 Head Gear Operating Trial | 第61-62页 |
| 6.6 Chapter Summary | 第62-63页 |
| Chapter 7 Future Work and Conclusion | 第63-65页 |
| 7.1 Future Work | 第63页 |
| 7.2 General Discussion and Conclusion | 第63-65页 |
| References | 第65-70页 |
| Appendix | 第70-72页 |
| Appendix 1: OpenCV Configuration on Debian Linux | 第70-71页 |
| Appendix 2: Linking Qt libraries and OpenCV | 第71-72页 |
| Acknowledgements | 第72-73页 |
| Resume | 第73页 |
