3nd Seminar on Ophthalmic Physics and Biomedical Engineering 2012, Farabi Eye Hospital 

 

Designing and Implementation of a Non‐Invasive Eye Tracker System 

Golnaz Baghdadi, Ali Motie Nasrabadi 

In  the  field  of  ophthalmology,  vision  researchers  use  eye  tracking  to  study  oculomotor behavior, cognitive visual function and vision deficiencies. Quantifiable eye‐movement analysis enables  new  diagnostic  markers  and  identification  of  disease  at  a  much  earlier  stage  of progression.  Current  methodologies  that  rely  on  observation  can  be  automated,  reducing variability. Therefore  in this research  it was  tried to design a non‐invasive eye tracker system which can be useful in the ophthalmology related research. 

In our  system, we have used  Infrared photoelectric oculography  (IR‐Tracking) method  that  is contact‐free,  and  can  be  used  for  a  long  time without  any  discomfort  for  the  subject.  The system  works  based  on  the  principle  of  reflection  of  infrared  light  by  the  sharp  boundary between iris and sclera, the limbus. The measured values of the eye position were processed by the  system’s  software  which  shows  the  result  of  processing  numerically  or  graphically.  As different factors such as changing the environment lights, or changing the user during the use and etc, can affect  the performance of  the system, a calibration stage was considered  in  the software  in  order  to  reduce  such  effects.  The  calibration  stage  takes  the  advantage  of classification methods such as K‐nearest neighborhood. 

The system was  tested on 10 subjects several  times. The  test subjects were asked  to  look at points  in different directions and  the system measured  the direction of  their gaze. The result shows that the designed system can track the eye movements and shows the gaze direction in different time graphically or as a numerical index. 

In this research an eye tracker system was designed which  is novel  in our country because of the implemented tracking method and its calibration stage. This system that can track the eye movements in different directions can be useful in diagnosis of oculomotor disease. The other advantage of the system is that there is no necessity for the subject to sit in front of a monitor. The system can track the gaze direction even if the subject is lying down on the bed. Therefore the  system  can  be  used  to  investigate  the  performance  of  the  eye  movements  after  eye surgeries. The designed eye  tracker can also be used as an appropriated  tool  in  the  study of cognitive visual function and vision deficiencies. 

Eye movement tracking, Ophthalmology, Infrared sensor, Photoelectric 

 

 

 

3nd Seminar on Ophthalmic Physics and Biomedical Engineering 2012, Farabi Eye Hospital 

 

 چشم حركات ردياب غيرتهاجمي سيستم ساخت و طراحي

 نصرآبادي مطيع علي بغدادي، گلناز

و بينايي ادراك عملكرد چشم، كنترلري موتور رفتار مطالعه منظور به معموال پزشكان چشم پزشكي، چشم رشته در :هدف به تواند مي چشم حركات كردن كمي ترتيب اين به. كنند مي استفاده چشم حركات رديابي از بينايي هاي توجه كمبود همچنين

تحقيق اين در از اين رو. مفيد باشد چشم حركتي هاي بيماري پيشرفت از پيشگيري و تشخيص جهت مناسب شاخص يك عنوان .شود ساخته و طراحي چشم حركات رديابي براي تهاجمي غير ابزاري چشم حركات ردياب سيستم يك طراحي با تا شد سعي

مي رديابي قرمز مادون هاي گيرنده و فرستنده كمك به شود، مي ناميده ليمباس كه صلبيه و عنبيه بين مرز طرح اين در :روشصورت عددي و يا گرافيكي به و گرفته قرار پردازش مورد افزار نرم يك كمك به چشم موقعيت از شده گيري اندازه مقادير. شود

سر ناخواسته وحركات كاربر تغيير محيط، نور تغييرات كه آنجايي از .جهت گيري چشم را برروي صفحه مانيتور نمايش مي دهد بتواند سيستم تا است شده گرفته نظر در نيز كاليبراسيون مرحله يك افزار نرم اين در بگذارد، تاثير سيستم عملكرد روي تواند مي

شبكه جمله از مختلفي كننده بندي طبقه هاي الگوريتم كارايي افزار، نرم كاليبراسيون مرحله در. شود تنظيم جديد شرايط برروي تا K كننده بندي طبقه الگوريتم آزمايش، اين نتيجه در. گرفت قرار آزمون مورد همسايه ترين نزديك تا K الگوريتم و عصبي هاي

 .گرديد طراحي آن پايه بر سيستم افزار نرم و داد نشان خود از را بهتري كارايي همسايه ترين نزديك

در نقاطي به كه بود شده خواسته آزمايش مورد افراد از و گرفت قرار آزمايش مورد فرد 10 برروي شده طراحي سيستم :نتايج آن از حاكي آمده بدست نتايج. نمايد رديابي مختلف جهات در را آنها چشم حركات بتواند سيستم تا كنند نگاه مختلف ها جهت چهت گيري حركت شاخص عددي و يا گرافيكييك صورت به و نموده رديابي را چشم حركات تواند مي سيستم اين كه است .دهد در لحظات مختلف نمايش را چشم

مختلف جهات به را چشم حركات توان مي قرمز مادون امواج كمك به كه شود مي طراحي سيستمي تحقيق اين در :جمع بندي. باشد موثر پزشكي چشم در چشم حركات كنترل موتور به مربوط هاي بيماري از بعضي تشخيص در تواند مي كه نمايد رديابي

هاي وضعيت در و بگيرد قرار مانيتور صفحه مقابل شخص حتما نيست الزم كه است شده طراحي طوري سيستم اين همچنين آن از توان مي ترتيب اين به و كند رديابي را چشم حركات خوبي به است قادر نيز تخت برروي درازكش حالت جمله از مختلف

آمده دست به نتايج به توجه با همچنين. نمود استفاده چشمي هاي جراحي از بعد چشم حركات مناسب عملكرد تشخيص براي .نمود استفاده بينايي توجه كمبود مطالعه جهت مناسب ابزاري عنوان به آن از توان مي

 قرمز؛ روش فتوالكتريك مادون سنسور پزشكي؛ چشم چشم؛ حركات رديابي: كلمات كليدي