眼球运动及眼动跟踪技术共40页

眼球运动及眼动追踪技术的临床应用进展
尤佳璐;惠延年;张乐
【期刊名称】《国际眼科杂志》
【年(卷),期】2023(23)1
【摘要】眼球运动是指眼球一系列的自发性、控制性及目的性运动。

基于科学研究及临床工作中对眼球运动的大量观察发现,眼球运动不仅对维持人类清晰视觉至关重要,还是大脑活动的客观体现,对多学科疾病的诊断和定位具有重要意义。

眼动追踪技术是获取眼球运动信息的检测技术。

利用眼动追踪技术可以获取精准客观的眼动数据,探究眼动的发生机制、发育过程及不同眼动类型代表的临床意义。

此外,眼动追踪技术在眼科客观检查、诊断评估及治疗方面也具有积极意义。

本文综述眼球运动及眼动追踪技术在眼科临床上应用的研究进展,如在幼儿客观视力检查、斜视诊疗、角膜屈光手术以及青光眼诊断等方面的应用。

【总页数】6页(P90-95)
【作者】尤佳璐;惠延年;张乐
【作者单位】陕西省人民医院眼科;空军军医大学西京医院眼科全军眼科研究所;西北妇女儿童医院眼科
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.眼动追踪技术在现代物理教学中的应用——以竖直上抛运动为例
2.不同运动强度对篮球运动员多目标追踪影响及眼动分析
3.眼动追踪技术在管理学科实践教学中的应用：理论和技术探讨
4.基于注视动态感兴趣区的眼动追踪在冠心病介入治疗临床教学中的应用研究
5.探析燃气工程施工中的技术管理工作
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眼动跟踪技术研究进展眼动跟踪技术是指利用电子设备记录和分析眼球在观看过程中的运动轨迹和注视点，以便对观看者的注意力和兴趣进行研究。

眼动跟踪技术广泛应用于人类认知行为研究、广告效果评估、用户体验设计等领域，成为近年来学术界和产业界研究的热点。

本文将介绍眼动跟踪技术的基本原理、研究进展以及未来发展趋势。

一、眼动跟踪技术的基本原理眼动跟踪技术主要依靠眼动仪来实现，眼动仪是一种可以实时记录眼球运动情况的设备。

在眼动跟踪实验中，被试者佩戴眼动仪，当被试者观看屏幕上的图像或视频时，眼动仪会记录并输出眼球的运动轨迹、注视点等数据。

通过这些数据，研究者可以分析被试者的注意力分布、注视持续时间等信息，从而了解被试者的认知行为状态。

眼动跟踪技术的基本原理主要包括两个方面：一是眼球运动的生理机制，二是眼动仪的工作原理。

眼球在观看过程中会出现注视和扫视两种运动状态。

注视是指眼球停留在某个区域时的运动状态，而扫视是指眼球快速在屏幕上移动以获取信息的运动状态。

眼动仪通过记录这些眼球的注视和扫视运动来获得被试者在观看过程中的注意力分布情况。

眼动仪的工作原理主要涉及到眼动信号的记录和分析。

眼动仪通过红外摄像头或其他传感器记录眼球的运动轨迹，并将数据传输至计算机进行处理和分析。

在计算机软件的支持下，研究者可以对眼动数据进行可视化、统计分析等操作，从而获得相关的研究结论。

随着科技的发展，眼动跟踪技术在学术界和产业界得到了广泛的应用，并取得了一系列的研究进展。

以下将介绍眼动跟踪技术在不同领域的研究进展。

1. 人类认知行为研究眼动跟踪技术被广泛应用于人类认知行为研究领域。

通过观察被试者在观看过程中的眼动数据，研究者可以了解被试者在面对不同刺激时的注意力分布情况，推测被试者的认知策略、兴趣偏好等心理状态。

在阅读行为研究中，眼动跟踪技术可以用于分析被试者在阅读过程中的注视持续时间、注视位置等信息，从而了解被试者的阅读策略和理解程度。

2. 广告效果评估眼动跟踪技术在广告效果评估中得到了广泛的应用。

眼球追踪技术的基本原理眼球追踪技术是一种用来确定人眼准确注视位置的技术。

它可以通过分析眼球运动的轨迹来推测用户的兴趣点，从而用于用户界面设计、广告效果评估、心理学研究以及医学诊断等领域。

眼球追踪技术的基本原理是通过眼动仪等设备进行眼动数据的采集和分析。

眼动仪通常包括一个摄像机和红外光源，用于观察和记录眼球在视觉场景中的运动。

下面将详细介绍眼球追踪技术的原理。

1. 眼球运动的类型在理解眼球追踪技术之前，我们首先需要了解眼球的运动类型。

眼球运动主要包括以下几种类型：1.1 瞥视运动（Saccades）瞥视运动是眼球在转动中快速跳跃的运动，用于把视线从一个位置移动到另一个位置。

瞥视运动通常在视线聚焦之前发生，其速度可以达到1000度/秒。

1.2 定视运动（Fixations）定视运动是眼球在注视一个区域时的稳定运动。

在注视期间，眼球会保持在一个相对稳定的位置上，以获取详细的视觉信息。

定视运动的时长通常在100到400毫秒之间。

1.3 跟踪运动（Smooth Pursuits）跟踪运动是眼球快速而平滑地跟踪运动目标的运动。

在跟踪运动期间，眼球会持续地追踪运动目标，以保证目标始终在视野中心。

2. 眼动数据的采集眼动数据的采集是眼球追踪技术的第一步。

这个过程通常需要使用专业的眼动仪设备，例如高速摄像机和红外光源，以获取准确、精细的眼动数据。

2.1 红外反射原理眼动仪通常是通过红外光源和反光红外摄像机来实现眼动数据的采集。

红外反射原理是利用红外光在眼睛角膜和晶状体上的反射来确定眼球的注视位置。

具体来说，红外光源会发出红外光，照射到眼睛的角膜上后，会被角膜和晶状体反射回来。

眼动仪中的摄像机会捕捉这些反射光，并计算出眼球的位置和运动轨迹。

2.2 眼动数据的精确度眼动数据的精确度是影响眼球追踪技术的重要因素之一。

眼动仪的采样率和眼动仪的精度都会影响到眼动数据的准确性。

采样率是指眼动仪每秒对眼动数据的采样次数，通常以赫兹（Hz）为单位。

深度分析眼动追踪技术著名科学家霍金教授生前因患有肌肉萎缩疾病，几乎完全瘫痪，既不能通过双手，也不能通过语言与外界沟通。

因特尔研究院的技术专家经过长期努力，研发出一款环境感知辅助系统，最终有效改善了这位科学天才与世界的沟通方式。

霍金使用的智能输入法，其里面就含有眼球追踪以及面部肌肉识别等技术，正是由于这项的技术的实现，让霍金打字或者演讲的效率提高了好几倍。

视觉追踪技术也称为眼动追踪技术，就是追踪眼睛的运动。

准确来讲就是通过图像处理技术，定位瞳孔位置，获取瞳孔中心坐标，并通过某种方法，计算人的注视点，让电脑知道你正在看什么。

眼睛是心灵的窗口，透过这个窗口我们可以探究人的许多心理活动的规律。

人类的信息加工在很大程度上依赖于视觉，来自外界的信息约有80 %～90 %是通过人的眼睛获得的。

因此对于"人是如何看事物" 的科学研究一直没有间断过。

关于这一点，对于眼球运动( 以下称眼动) 的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段。

眼动追踪技术属于机器视觉的一种技术，通过对眼动轨迹的记录从中提取诸如注视点，注视时间和次数，眼跳距离，瞳孔大小等数据，从而研究个体的内在认知过程。

它利用软件算法、机械、电子、光学等各种检测手段获取受试者当前视觉注意方向的技术，通过图像传感器来捕捉到眼球的图像，根据图像的处理来识别每个人的眼球瞳孔里的特征，通过这些特征实时地反算出看屏幕的注视点。

眼动追踪技术的历史早在19世纪就有人通过考察人的眼球运动来研究人的心理活动，通过分析记录到的眼动数据来探讨眼动与人的心理活动的关系。

眼动仪的问世为心理学家利用眼动技术探索人在各种不同条件下的视觉信息加工机制，观察其与心理活动直接或间接奇妙而有趣的关系，提供了新的有效工具。