特別なキャリブレーション操作を必要としない顔特徴追跡に基づく単一カメラによるリモート視線推定

我々は、特別なユーザーアクションを必要としない単一ビデオカメラを用いた顔特徴追跡に基づくリアルタイム視線推定方法を提案する。多くの視線推定方法が既に提案されているが、従来の視線追跡アルゴリズムのほとんどは、その複雑なキャリブレーション手順や使い勝手の欠如により、実験環境にのみ適用可能である。本論文では、日常生活の状況に適用できる視線推定方法を提案する。視線の方向は、眼球と虹彩の中心を結ぶ3Dベクトルとして決定される。眼球の中心と半径は画像から直接観察できないため、眼球の中心と顔特徴および眼球半径（顔/目モデル）との幾何学的関係を事前に計算する。その後、顔特徴を追跡することで眼球中心の2D位置を決定できる。従来の方法では、ユーザーがキャリブレーションプロセスにおいて複数の基準点を見つめるように指示する必要があるが、提案する方法ではそのような特別なキャリブレーション操作が不要であり、3D目モデルに基づく視線推定と円ベースのアルゴリズムを組み合わせることで実現できる。実験結果は、提案した方法の視線推定精度が水平方向に5°、垂直方向に7°であることを示している。我々の提案した方法により、視線情報を必要とする視線コミュニケーションロボットや視線ベースのインタラクティブサインボードなど、様々なアプリケーションが日常生活の状況で可能となる。