Proseminar: Technische Anwendungen der Informatik - Hard- und Software aktueller Eye-Tracking-Systeme

Lehrstuhl Technische Informatik
Dozent Jun.-Prof. Dr. Kasneci
Betreuer Fuhl
Proseminar Mo. 14 c.t. - 16
Raum B226
Umfang 3 LP fĂŒr Studierende neue PO, 4 LP fĂŒr Studierende alte PO
Homepage http://campus.verwaltung.uni-tuebingen.de/lsfpublic/rds?state=verpublish&status=init&vmfile=no&publishid=150756&moduleCall=webInfo&publishConfFile=webInfo&publishSubDir=veranstaltung

Beschreibung

In diesem Proseminar sollen die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens anhand von aktuellen Themen aus den Bereichen Hard- und Software aktueller Eye-Tracking-Systeme erlernt werden. Das Proseminar ist fĂŒr Bachelorstudenten vorgesehen und hat zwei thematische Schwerpunkte:

Remote Eye-Tracking

Moderne remote Eye-Tracking Systeme verwenden viele Techniken wie Stereo-Bilder, 3D-Scanner oder zusĂ€tzliche Sensoren zur akkuraten Bestimmung des Sehvektors einer Person. Aus algorithmischer Sicht ist dabei die erste Herausforderung, der sich solche Systeme stellen mĂŒssen, die Detektion von Gesichtern und Gesichtsmerkmalen wie Mund, Nase und Augen. Basierend auf diesen Merkmalen kann eine Kopflage im Kamera-Koordinatensystem ermittelt werden. Der Sehvektor einer Person kann dann anschließend anhand der Pupillenmitte und weiterer Kalibrierungsmerkmalen bestimmt werden. Über den Schnittpunkt beider Sehvektoren mit einer Bildebene oder einem Körper in einer 3D Szene, kann dann die Blickposition bestimmt werden. Diese Vielzahl an zu bewĂ€ltigenden Aufgaben macht remote Eye-Tracking zu einem herausfordernden Forschungsgebiet, dem wir uns u.a. mit folgenden ThemenvorschlĂ€gen widmen werden:

  • Automatisierte Detektion relevanter Gesichtsmerkmale
  • Approximation der Kopflage
  • Berechnung eines Blickvektors
  • Bestimmung der Blickposition im Raum
  • Automatische Kalibrierung zur Optimierung der Blickpositionsbestimmung 

Head Mounted Eye-Tracking

In Feldstudien sind vor allem sog. Head-Mounted Eye-Tracker im Einsatz, wobei die zur Blickpositionsbestimmung eingesetzte Technik am Kopf einer Person montiert ist. Ein großer Vorteil solcher Systeme ist die höhere Auflösung des Augenvideos, wodurch eine genauere Bestimmung des Sehvektors möglich ist. Diese Vorteile bringen aber auch eine geringere Fehlertoleranz fĂŒr die Anwendungen mit sich, wodurch hohe Anforderungen an die Hardware und Software bezĂŒglich der Genauigkeit und VerlĂ€sslichkeit gestellt werden. Im zweiten Teil  des Seminars werden folgende Themen behandelt:

  • Aufbau moderner Head Mounted Eye-Tracker
  • Vergleich verschiedener Verfahren zur Blickpositionsbestimmung und deren Optimierung
  • VollstĂ€ndiger algorithmischer Ablauf moderner Systeme


Gerne können auch eigene ThemenvorschlÀge der Studierenden bearbeitet werden.

 

Vorbesprechung: 24.04.2017, 14 c.t. - 16, Raum B226