CN110769243A - 一种高清裸眼3d立体视频刺激下的双眼眼动采集*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，包括3D视频成像模块(110)、双眼眼动采集模块(120)和电路控制模块(130)，其中：所述3D视频成像模块(110)用于显示3D视频刺激，同时将测试者的视野限制在3D视频显示区域内，保证眼动数据的有效性；所述双眼眼动采集模块(120)用于高精度同步采集测试者在3D视频刺激下的眼动数据；所述电路控制模块(130)用于控制3D视频的播放***及眼动数据存储与编码。本发明具有良好的观看舒适度，可高精度同步采集3D视频刺激下的双眼眼动数据，眼动信息更加丰富，在提供裸眼3D立体视频成像的同时，限制观看者的视野，保证眼动数据的有效性，价格低廉，可大规模应用与眼动追踪领域的相关研究。

Description

一种高清裸眼3D立体视频刺激下的双眼眼动采集***
技术领域
本发明涉及眼动仪器仪表技术领域，具体涉及一种裸眼高清3D视频刺激下的双眼眼动采集装置。
背景技术
眼动仪(Eye Tracker，ET)是眼动分析中常用的仪器，眼动仪通常使用显示器等成像设备向被测试者呈现特定的图像刺激，并采集被测试者在观察特定图像刺激下的眼动信息。然后，眼动仪采用多种指标对被测试者进行分析。可能的测试指标包括：注视，在刺激图像中各个内容的关注总时间；扫视，从一个图像内容到另一图像内容跳转时的间隔时间；注视时长，对感兴趣区域的连续注视时长；被测试者的感兴趣局部区域及被测试者对图像内容的扫描路径等。通过采集眼睛运动信息，并应用不同的算法分析和计算各类测试指标，眼动仪可以为不同的应用和研究提供分析报告。
目前，市场存在的眼动仪主要分为两种类型:桌面式眼动仪及头戴式眼动仪。桌面式眼动仪为非接触式，内置于或连接至显示器。而头戴式眼动仪是由内只有眼动仪的轻型帽子或眼镜，以及内置视频摄像机成。然而目前，除头戴式眼动仪在AR/VR领域有所研究之外，两种眼动仪均为2D视频刺激下的眼动追踪。研究表明，3D立体视频刺激下的眼动数据能提供更加丰富的眼动信息。而现有头戴式AR/VR显示装置，增加了人体头部的承重，且出瞳距离很小，从而使得眼镜容易疲劳，使用后将造成头晕和目眩等问题。此外，现有眼动仪均未将被测者的视线集中在测试区域内，导致无效、冗余的双眼眼动数据的采集。
近年来，3D立体显示的播放机与电视机等家电产品引起了全球各大领域和厂商的关注及投入，而现有的3D立体显示播放设备立体效果欠佳，均无法成为市场主流。我们之所以能感受到立体视觉，是因为人类的双眼感知到的外界图像存在视差，大脑会解读双眼的视差并藉以判断物体远近与产生立体视觉，因此3D立体显示的基础，就是要以人工方式来重现视差。一般做法是，将2台相机并列模拟双眼，同时拍下2张有着些微差异的相片，让左右两眼分别看到不同的影像，从而模拟出立体视觉。基于此，多种3D立体显示技术应用而生，其主流为佩戴立体眼镜实现立体成像的效果。为了摒弃眼镜的佩戴裸眼来观看3D视频为研究主题，观察者观看设备可以明确分隔左右眼的视线，不需要让观看者自己凭感觉去调整视线来捕捉立体感，因此大多数人都能适应，透过左右两组屏幕让左右眼观看不同画面产生视差以呈现立体画面。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提出一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集装置，设计出一个其结构具有设计合理、画质高清、限制视野等优点的双眼眼动采集装置。
本发明的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，该***包括3D视频成像模块110、双眼眼动采集模块120和电路控制模块130，其中：
所述3D视频成像模块110用于显示3D视频刺激，同时将测试者的视野限制在3D视频显示区域内，保证眼动数据的有效性；
所述双眼眼动采集模块120用于高精度同步采集测试者在3D视频刺激下的眼动数据；
所述电路控制模块130用于控制3D视频的播放***及眼动数据存储与编码。
所述3D视频成像模块110进一步包括非透明外壳111和左、右视频播放***；所述非透明外壳111中部设有挡板116，用于连接对称、平行放置的左、右视频播放***；所述左、右视频播放***对称地设有相同的显示屏112、单向透镜113、透镜114及音频装置115的独立且平行的两个腔体结构。
所述透镜114和显示屏112满足关系式：L1/W1＝L2/W2，其中L1为所述透镜114的长，W1为所述透镜114的宽，L2为所述显示屏112的长，为所述显示屏112的宽为W2。
所述透镜114的光轴与单向透镜113的夹角为45°。
所述透镜114光轴与显示屏交点垂直，所述透镜114和显示屏112的距离为
Figure BDA0002243047080000031
θ1为所述透镜114入场光面角。
所述双眼眼动采集模块120进一步包括左、右眼摄像头121、多路同步采集编码装置122及光源123，两个相同的摄像头121平行于所述透镜114，置于所述外壳111的后侧，用于采集观察者眼部运动图像，所述多路同步采集编码装置122位于所述摄像头121后侧，用于实现同步编码左、右两摄像头采集到的视频图像；两个相同光源123置于所述透镜114上方，用于为眼动采集提供光源。
所述电路控制模块130置于所述非透明外壳111后侧。
所述电路控制模块130进一步包括视频编解码模块131、图像转换模块132、存储模块133、无线连接模块134，它们是各自独立的芯片焊接到一块电路板上。
本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：
(1)可提供高清裸眼3D立体视频成像，严格设计参数，具有良好的观看舒适度；
(2)可高精度同步采集3D视频刺激下的双眼眼动数据，眼动信息更加丰富；
(3)在提供裸眼3D立体视频成像的同时，限制观看者的视野，保证眼动数据的有效性；
(4)所需设备结构简易，价格低廉，可大规模应用与眼动追踪领域的相关研究。
附图说明
图1至2为本发明的一种高清裸眼3D立体视频刺激下的双眼眼动采集***整体结构框图，
图3为本发明的一种高清裸眼3D立体视频刺激下的双眼眼动采集***的光路图。
附图标记：
100、双眼眼动采集***，110、3D视频成像模块，120、双眼眼动采集模块，130、电路控制模块，111、非透明外壳，112、显示屏，113、单向透镜，114、透镜，115、音频装置，116、挡板，121、左、右眼摄像头，122、多路同步采集编码装置，123、光源，131、视频编解码模块，132、图像转换模块，133、存储模块，134、无线连接模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
如图1、图2所示，为本发明的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***整体结构示意图。双眼眼动采集***100包括3D视频成像模块110、双眼眼动采集模块120、电路控制模块130。
所述3D视频成像模块110用于显示3D视频刺激，同时将测试者的视野限制在3D视频显示区域内，保证眼动数据的有效性。
所述双眼眼动采集模块120用于高精度同步采集测试者在3D视频刺激下的眼动数据。
所述电路控制模块130用于控制3D视频的播放***及眼动数据存储与编码。
所述3D视频成像模块110包括：非透明外壳111和左、右视频播放***。所述非透明外壳111中部设有挡板116，用于连接对称、平行放置的左、右视频播放***；所述左、右视频播放***对称地设有相同的显示屏112、单向透镜113、透镜114及音频装置115的独立且平行的两个腔体，便于裸眼观看，同时限制观看视野，设计合理；所述透镜114入场光面角为θ1为18°到20°，所述透镜114的出光面视场角θ2为48°到50°，使得观看视场角大，长出瞳距离，观看时头部可以左右偏移，其偏移范围内像差在人眼容忍度内，使得观看时头部可上下左右移动观看；
所述透镜114的长为L1，宽为W1。所述显示屏112的长为L2，宽为W2。所述透镜114和显示屏112满足下列关系式：L1/W1＝L2/W2。所述透镜114的光轴与单向透镜113的夹角为45°，所述透镜114和显示屏112的距离为
Figure BDA0002243047080000051
所述透镜114至单向透镜113光轴交点的距离为L3，所述单向透镜113光轴交点至显示屏112中点的距离为L4，且满足下列关系式：0.35<L3/L4<1.5，首选L3/L4＝0.5，使得装置体积小。
优选地，所述透镜114光轴与显示屏交点垂直。
优选地，所述显示屏112为5-6寸液晶屏幕。
优选地，所述显示屏112分辨率大于1280*720，首选1920*1080，3840*2160，使得观看到的图像分辨率高，画质清晰。
所述电路控制模块130包括视频编解码模块131、图像转换模块132、存储模块133、无线连接模块134，它们可以是各自独立的芯片焊接到一块电路板上。所述电路控制模块130置于所述非透明外壳111后侧。
如图3所示，为本发明的一种高清裸眼3D立体视频刺激下的双眼眼动采集***的光路图。
所述双眼眼动采集模块120包括：左、右眼摄像头121、多路同步采集编码装置122及光源123，两个相同的摄像头121平行于所述透镜114，置于所述外壳111的后侧，用于采集观察者眼部运动图像，所述多路同步采集编码装置122位于所述摄像头121后侧，用于实现同步编码左、右两摄像头采集到的视频图像；两个相同光源123置于所述透镜114上方，用于为眼动采集提供光源。
优选地，所述光源123为红外灯光源。
优选地，所述摄像头121为高分辨率红外摄像头，用于同步采集左、右眼高分辨率眼动数据。

Claims (8)

1.一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，该***包括3D视频成像模块(110)、双眼眼动采集模块(120)和电路控制模块(130)，其中：
所述3D视频成像模块(110)用于显示3D视频刺激，同时将测试者的视野限制在3D视频显示区域内，保证眼动数据的有效性；
所述双眼眼动采集模块(120)用于高精度同步采集测试者在3D视频刺激下的眼动数据；
所述电路控制模块(130)用于控制3D视频的播放***及眼动数据存储与编码。
2.如权利要求1所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述3D视频成像模块(110)进一步包括非透明外壳(111)和左、右视频播放***；所述非透明外壳(111)中部设有挡板(116)，用于连接对称、平行放置的左、右视频播放***；所述左、右视频播放***对称地设有相同的显示屏(112)、单向透镜(113)、透镜(114)及音频装置(115)的独立且平行的两个腔体结构。
3.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述透镜(114)和显示屏(112)满足关系式：L1/W1＝L2/W2，其中L1为所述透镜(114)的长，W1为所述透镜(114)的宽，L2为所述显示屏(112)的长，为所述显示屏(112)的宽为W2。
4.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述透镜(114)的光轴与单向透镜(113)的夹角为45°。
5.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述透镜(114)光轴与显示屏交点垂直，所述透镜(114)和显示屏(112)的距离为
Figure FDA0002243047070000011
θ1为所述透镜(114)入场光面角。
6.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述双眼眼动采集模块(120)进一步包括左、右眼摄像头(121)、多路同步采集编码装置(122)及光源(123)，两个相同的摄像头(121)平行于所述透镜(114)，置于所述外壳(111)的后侧，用于采集观察者眼部运动图像，所述多路同步采集编码装置(122)位于所述摄像头(121)后侧，用于实现同步编码左、右两摄像头采集到的视频图像；两个相同光源(123)置于所述透镜(114)上方，用于为眼动采集提供光源。
7.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述电路控制模块(130)置于所述非透明外壳(111)后侧。
8.如权利要求2所述的一种高清裸眼3D视频刺激下的双眼眼动采集***，其特征在于，所述电路控制模块(130)进一步包括视频编解码模块(131)、图像转换模块(132)、存储模块(133)、无线连接模块(134)，它们是各自独立的芯片焊接到一块电路板上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112991392A (zh) * 2021-04-12 2021-06-18 广东视明科技发展有限公司 不同空间知觉场景中眼球运动功能的检查***

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235885A (ja) * 1993-02-08 1994-08-23 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 立体映像表示装置
CN101273880A (zh) * 2008-04-23 2008-10-01 中国人民解放军空军航空医学研究所 一种利用虚拟视靶的视-眼动反射检查方法
US8913790B2 (en) * 2010-08-16 2014-12-16 Mirametrix Inc. System and method for analyzing three-dimensional (3D) media content
CN204229051U (zh) * 2014-06-07 2015-03-25 杭州立体世界科技有限公司 高清裸眼便携式立体视频播放观看器
CN204839441U (zh) * 2015-07-24 2015-12-09 中国人民解放军空军航空医学研究所 综合临界闪光融合频率和眼动反应进行中枢疲劳测试的装置
CN205333973U (zh) * 2015-12-29 2016-06-22 杭州立体世界科技有限公司 高清裸眼3d立体私人影院显示装置
CN109194952A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 清华大学 头戴式眼动追踪设备及其眼动追踪方法
CN109946833A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 中国科学院深圳先进技术研究院 非人灵长类动物用三维显示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235885A (ja) * 1993-02-08 1994-08-23 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 立体映像表示装置
CN101273880A (zh) * 2008-04-23 2008-10-01 中国人民解放军空军航空医学研究所 一种利用虚拟视靶的视-眼动反射检查方法
US8913790B2 (en) * 2010-08-16 2014-12-16 Mirametrix Inc. System and method for analyzing three-dimensional (3D) media content
CN204229051U (zh) * 2014-06-07 2015-03-25 杭州立体世界科技有限公司 高清裸眼便携式立体视频播放观看器
CN204839441U (zh) * 2015-07-24 2015-12-09 中国人民解放军空军航空医学研究所 综合临界闪光融合频率和眼动反应进行中枢疲劳测试的装置
CN205333973U (zh) * 2015-12-29 2016-06-22 杭州立体世界科技有限公司 高清裸眼3d立体私人影院显示装置
CN109946833A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 中国科学院深圳先进技术研究院 非人灵长类动物用三维显示装置
CN109194952A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 清华大学 头戴式眼动追踪设备及其眼动追踪方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112991392A (zh) * 2021-04-12 2021-06-18 广东视明科技发展有限公司 不同空间知觉场景中眼球运动功能的检查***
CN112991392B (zh) * 2021-04-12 2021-09-07 广东视明科技发展有限公司 不同空间知觉场景中眼球运动功能的检查***

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