Sistema não-Intrusivo para Estimação da Direção do olhar utilizando redes neurais artificiais

Guerreiro, Ana Maria Guimarães

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2010-11-26

Estimação da direção do olhar

Processamento digital de imagens

Redes neurais artificiais

Estimation of gaze direction

Digital image processing

Artificial neural networks

Os sentidos fundamentais do corpo humano são: visão, audição, tato, gustação(ou paladar) e olfato. Estes constituem as funções que propiciam o nosso relacionamento com o ambiente. A visão funciona como um receptor sensorial responsável pela captação de informações do mundo exterior que serão enviadas ao cérebro. O olhar reflete a sua atenção, intenção e interesse. Sendo assim, a estimação da direção do olhar, a partir de modelos computacionais, possibilita uma alternativa promissora para melhorar a capacidade de interação homem-máquina, inclusive dos portadores de deficiências motoras. O objetivo deste trabalho consiste em apresentar um sistema não-intrusivo que utiliza basicamente um computador pessoal e uma webcam de baixo custo que, quando aliados ao uso das técnicas de processamento digital de imagens, transformadas Wavelets e reconhecimento de padrões, com as redes neurais artificiais, resultam em um sistema completo que realiza desde a aquisição de imagens (passando pela detecção da face e rastreamento dos olhos) ate a estimação da direção do olhar. Os resultados apresentados mostram a viabilidade do sistema proposto assim como diversas vantagens em seu uso

The fundamental senses of the human body are: vision, hearing, touch, taste and smell. These senses are the functions that provide our relationship with the environment. The vision serves as a sensory receptor responsible for obtaining information from the outside world that will be sent to the brain. The gaze reflects its attention, intention and interest. Therefore, the estimation of gaze direction, using computer tools, provides a promising alternative to improve the capacity of human-computer interaction, mainly with respect to those people who suffer from motor deficiencies. Thus, the objective of this work is to present a non-intrusive system that basically uses a personal computer and a low cost webcam, combined with the use of digital image processing techniques, Wavelets transforms and pattern recognition, such as artificial neural network models, resulting in a complete system that performs since the image acquisition (including face detection and eye tracking) to the estimation of gaze direction. The obtained results show the feasibility of the proposed system, as well as several feature advantages.