ردیابی حرکات چشم یا EGT چیست؟

به فرآیندی که در طول آن نقطه‌ی دیدِ ناظر یا به عبارتی نقطه‌ای که چشم‌ها به آن خیره می‌شوند را می‌توان پیدا و محاسبه کرد و همچنین حرکات چشمِ فرد را نسبت به موقعیتِ سر او اندازه‌گیری کرد، ردیابی حرکت چشم یا به اختصار EGT می‌گویند.

به بیان ساده، دنبال کردن مسیری که فرد نگاه می­کند را ردیابی چشم می­گویند. دستگاهی که به وسیله­‌ی آن تعیین می‌شود تمرکز چشم­‌ها دقیقاً روی کدام هدف می­باشد یا چه ­اندازه چشم­‌ها از نقطه‌­ای به نقطه­‌ی دیگر حرکت می‌کنند، ردیاب حرکت چشم[1] می­گویند. این دستگاه، ابزاری کاربردی می­باشد تا اشخاصی با محدودیت‌های ذهنی و جسمی بتوانند ارتباط و تعامل بهتری با محیط داشته باشند [1].

از آن­جایی که در ردیابی حرکات چشم­ها می­توان رفتار و حرکت ­آن­ها را بدون اندازه­‌گیری فعالیّت مغز و فقط از طریق موقعیت، مسیر، جهت و مّدت نگاه فرد و تغییرات مردمک چشم‌­های وی دریافت کرد، لذا یکی از روش­های مناسب در تعیین وضعیت انحراف چشم به حساب می­آیند.

امروزه در روش­‌های ردیابی چشم از دستگاه‌­های جدید و پیشرفته‌­ای استفاده می­شود که می­توانند حرکات چشم‌­ها یا جهت نگاه افراد را نیز ثبت کرد. لوئیس امیل جوال[2] ، در سال 1879 مشاهده کرد در هنگام خواندن یک متن، چشم‌­ها حرکت‌­های یکنواخت و ملایم بر روی کلمات متن ندارند به عبارتی در آن زمان بر این باور بودند که در هنگام خواندن یک متن چشم­‌ها بدون پرش و توقف، کلمات را دنبال می­کنند اما جاوال مشاهده کرد یک­سری حرکات پرشی تند[3]و نقاط مکث[4] در هنگام مطالعه وجود دارد [2]. در حال حاضر شرکت اس­ام­آی [5]و شرکت توبی[6] از پیشگامان تولید ردیاب­های چشمی می­باشند.

روش­‌های ردیابی چشم‌­ها

روش‌­های مختلفی برای ردیابی چشم­‌ها ارائه شده ­است امّا در این نوشتار تنها به بررسی روش­‌هایی که در راستای پژوهش‌­های پیرامونِ تشخیص انحراف چشم می­باشد، پرداخته شده است. به طور کلّی سه روش اندازه­‌گیری وجود دارد که عبارتند از [3]:

  • اندازه‌­گیری پتانسیل الکتریکی[7].
  • استفاده از لنز­های تماسی.
  • ردیابی نوری[8].

دو روش اوّل دقّت بالاتری داشته اما این روش‌­ها به دلیل تهاجمی بودن، محدود به فعالیّت­‌های آزمایشگاهی می­‌باشند [3].

ردیابی نوری

بازتاب نور قرینه-مردمک[9]، بازتاب­های نور مادون قرمز[10]

ردیاب‌­های چشمی از فناوری­‌های مختلفی برای اندازه‌­گیری موقعیت چشم‌­ها و جهت نگاه افراد، استفاده می­‌کنند. روش‌­های نوری در زمینه‌­های پژوهشی بسیار مورد توجه هستند؛ زیرا کم‌­هزینه و غیرتهاجمی می‌­باشند. این ردیاب­‌های چشم معمولاً مکعب‌­های کوچک سیاهی بوده که به صفحه­ی نمایش(مانیتور) وصل شده یا در جلو و پایین صفحه­‌ای نمایش قرار می­گیرند. از نظر سخت­ افزاری دارای یک فراتاب[11] و یک دوربین هستند. نور مادون قرمز به ­وسیله­‌ی فراتاب به چشم‌­ها تابیده می­شود که این نور در محدوده­ی بینایی انسان قرار ندارد و در این­ صورت قابل مشاهده توسط چشم‌­ها نبوده و هنگام هدایت به چشم بازتابی با تمایز[12] بالا ایجاد می­کنند. حال دوربین در فواصل زمانی کوتاه از چشم‌­ها تصویر می­گیرد. انعکاس­‌های مختلف قرینه، تصاویر پورکنج[13] نامیده می­شود[4]. اولین بازتاب پورکنجی را  نیز گیلنت [14]می­گویند [5] و سپس با پردازش تصاویر، اطّلاعات و جزئیاتی از بازتاب نور توسط چشم­ها، بدست می­آید. با استفاده از این اطلاعات و الگوریتم‌­های ریاضی، نقطه‌­ای[15] که ناظر به آن توجه­ می­کند را می‌­توان محاسبه کرد[6].

شکل ‏31: بازتاب­‌های نور مادون قرمز در روش نوری ردیابی حرکت چشم‌­ها.

استفاده از روش تصویربرداری ویدئویی از حرکات چشم(VOG[16])

ردیاب چشم مبتنی بر ویدئو، نیز یک روش غیر تهاجمی می‌­باشد. از روی تصاویری که توسط دوربین گرفته شده­‌اند، جهت نگاه فرد، تخمین زده ­می­شود. به عنوان یک قاعده کلّی، روش‌های اندازه‌گیری موقعیت چشم نسبت به سر دقیق‌تر هستند و برای مطالعه­‌ی دینامیک حرکت چشمی در نظر گرفته شده‌اند، در حالی که روش‌های اندازه‌گیری موقعیت چشم نسبت به محیط اطراف برای اندازه‌گیری نقطه­‌ی نگاه در رابط کاربری استفاده می‌شوند.

ثبت ویدئویی با استفاده از حرکات چشم، از جمله روش­هایی است که امروزه برای کنترل ویلچر و رایانه مورد توجه قرار گرفته ­است، به عبارتی VOG معمولاً برای اهداف پزشکی استفاده می­شود. یکی از مشکلات این روش، آن ­است­ که ثبت تصویر با پلک­های بسته ممکن نیست و هم­چنین هزینه­‌ی بالای سامانه به علّت وجود دوربین­‌های تصویربرداری مجهز، از معایب این روش می­باشد. در حین عملیات ثبت تصویر نیز لازم است سر فرد ثابت بماند تا اندازه‌­گیری به طور درست انجام شود.

[1]    J. Nielsen and K. Pernice, Eyetracking Web Usability, 1st edition. Berkeley, CA: New Riders Pub, 2009.

[2]    A. Villanueva, R. Cabeza, S. Porta, M. Böhme, D. Droege, and F. Mulvey, ‘Report on New Approaches to Eye Tracking. Summary of new algorithms.’, undefined, 2009, Accessed: Apr. 26, 2022. [Online]. Available: https://www.semanticscholar.org/paper/Report-on-New-Approaches-to-Eye-Tracking.-Summary-Villanueva-Cabeza/91efab4b36b95d034dbd372c65e86181180425b4

[3]    G. L. Nagel, ‘Use of Eye Tracking for eSports Analytics in a MOBA Game’, Jan. 2017, Accessed: Apr. 26, 2022. [Online]. Available: https://bora.uib.no/bora-xmlui/handle/1956/15875

[4]    P. Blignaut and D. Wium, The effect of mapping function on the accuracy of a video-based eye tracker. 2013, p. 46. doi: 10.1145/2509315.2509321.

[5]    C. H. Morimoto and M. R. M. Mimica, ‘Eye gaze tracking techniques for interactive applications’, Computer Vision and Image Understanding, vol. 98, no. 1, pp. 4–24, Apr. 2005, doi: 10.1016/j.cviu.2004.07.010.

[6]        G. Norris and E. Wilson, ‘The Eye Mouse, an eye communication device’, in Proceedings of the IEEE 23rd Northeast Bioengineering Conference, May 1997, pp.

[1] Eye Tracker

[2] Louis Émile Javal

[3] Sacades

[4] Fixations

[5] SMI

[6] Tobii

[7] Electric potential measurement

[8] Optical tracking

[9] CORNEAL-PUPIL REFLECTION

[10] Infrared Reflections

[11] Projector

[12] Contrast

[13] Purkinje

[14] Glint

[15] Point of regard

[16] Video Oculography

همچنین ببینید

۶۰ هواپیمای جدید وارد کشور شد

رییس سازمان هواپیمایی از افرایش تعداد هواپیماهای فعال به ۲۵۰ فروند تا پایان سال خبر داد و گفت: در طول ۲۰ ماه گذشته ۶۰ فروند هواپیما به کشور وارد شده که ۳۰ فروند از این هواپیماها تاکنون عملیاتی شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *