本发明专利技术描述了一种确定针对用户（１）的头部运动／注视关系的方法，所述方法包括如下步骤：在显示区域（Ｄ）分配至少一个第一目标（Ｔ１）和至少一个第二目标（Ｔ２）；将用户的注视引向第一目标（Ｔ１），以及观测用户的头部（Ｈ）以获得第一头部取向测量值（Ｍ１）。该方法还包括如下步骤：然后将用户的注视引向第二目标（Ｔ２），以及观测用户头部（Ｈ）以获得第二头部取向测量值（Ｍ２）；以及分析头部取向测量值（Ｍ１、Ｍ２）以获得针对该用户（１）的头部运动／注视关系（Ｒ）。本发明专利技术进一步描述了一种交互式显示系统（２）以及一种执行用户（１）与交互式显示系统（２）之间的基于注视的交互的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了一种确定用户的头部运动/注视关系的方法和系统。本专利技术还描述 了一种交互式显示系统以及一种执行用户与交互式显示系统之间的基于注视的交互的方 法。
技术介绍
近些年来在交互式商店橱窗显示器领域已经取得了一些发展，这些显示器能够利 用例如先进的投影技术以较为有趣的方式向看着显示器的潜在顾客呈现与产品相关的信 息。这种交互式商店橱窗的目的是呈现有关产品的信息或特别吸引潜在顾客的产品。这 样，顾客也许更有可能进入商店并且购买感兴趣的物品。而且，以这种方式呈现产品或与产 品相关的信息有助于经历更有趣的购物体验。对于商店所有者来说，优点是显示区域不局 限于必须定期更换或排列的若干实体项目，还可以利用现在可用的投影和显示技术来显示 “虚拟的”项目。这样的显示系统在展览或博物馆也变得更有趣，因为可以呈现比将打印的 标签或卡片用于陈列橱中的每个项目时更多的信息。显然，为了向用户呈现有意义的、与诸如商店橱窗或陈列橱等显示器中的项目相 关的信息，有必要首先确定他所看的方向，即他的注视矢量，以便确定他实际上在看什么。 向用户呈现他不感兴趣的信息可能只会被感知为令人不愉快的。显然，确定用户注视矢量 (以便能够推断他在看看什么)的最精确的方式之一将是在使用相机跟踪用户头部运动的 同时跟踪用户眼睛的运动，并且应用先进的图像分析。术语“用户注视矢量”用来指代系统 所做的对用户所看的实际方向的近似。可相对于用户的头部和建立的系统基准点来确定该 矢量。这样的系统公知于计算机用户界面中，其中坐在计算机前的用户的眼睛运动被用来 与应用交互。这种受控环境下的眼睛注视跟踪是相对直接的。然而，对于诸如商店橱窗或 博物馆展品等“远距离”环境，其中人可能站在显示器前的任何地方一在中间、在一侧、接近 或有距离，眼睛注视跟踪变得较难以精确地执行。术语“远距离”用来将这类应用区分于例 如基于个人计算机的应用(其中用户接近于相机而坐并且认为头部不动，即运动小到可以 忽略)。另一方面，在“远距离”注视跟踪器中，头部具有多得多的运动自由度，因为用户的 运动也是自由的。为此，公知的系统监视头部和眼睛两者的运动，并且将两个矢量叠加，以 确定相对于建立的系统基准的合成注视矢量。目前，这类系统是复杂且昂贵的，并且通常仅 应用于研究实验室。在寻求解决这个问题的其它尝试中，头部的运动被用来推断用户所看的方向，称 为远距离头部跟踪。然而，这些系统均基于头部姿势或“用户头部朝向”与用户眼睛注视 朝向直接相关的假设，即假设头部所面向的方向与用户所看的方向一致。如下面将要说明 的，情况很少是这样，并且其缺点是大多数用户将需要夸大其头部运动以便成功地与系统 交互。仅仅因为人朝向特定的方向并不必然意味着他也看着那个方向。情况可能恰恰是该 人实际上看着与其头部所面向的点相距某个距离的点。为此，这些系统对一些用户起作用，对其他用户不起作用。在一种交互式商店橱窗应用中，如果假设头部朝向与眼睛朝向相同， 则结果可能恰恰是，而且多半是，向潜在的顾客呈现了针对并不吸引他的产品的产品相关 信息。这种不令人满意的交互可能恰恰导致对这种应用的排斥。因此，本专利技术的一个目的是提供对当前的用于远距离确定用户所看方向的方法和 系统的改进。
技术实现思路
本专利技术的上述目的通过如权利要求1所述的确定用户头部运动/注视关系的方 法、如权利要求8所述的执行基于注视的交互的方法、如权利要求11所述的用于确定头部 运动/注视关系的系统以及如权利要求13所述的交互式显示系统而实现。根据本专利技术的确定用户头部运动/注视关系的方法包括如下步骤在显示区域分 配至少一个第一目标和至少一个第二目标。将用户的注视引向第一目标，以及观测用户的 头部以获得第一头部取向测量值。然后，将用户的注视引向第二目标，以及观测用户头部以 获得第二头部取向测量值。分析头部取向测量值以获得该用户的头部运动/注视关系。根据本专利技术，在上述方法中，可以容易且不引人注意地观测到用户的头部取向或 “头部姿势”，而无需用户的任何有意识的参与，即可以以不唐突的方式将用户的注意力吸 引到目标上，使得用户不会立即察觉到他正在参与校准过程。用户只需看着他会以任何方 式看的项目或对象。根据本专利技术的该方法的这个显而易见的优点意味着校准过程的技术层 面对于用户仍然是隐藏的，因为商店橱窗前的潜在用户或展品前的博物馆游客可以以完全 自然的方式来表现。试验上已经表明，就其在看着目标时的头部运动倾向而言，人与人之间有大的差 异。事实上，在50°正面视角内，大多数人实际上并不倾向于在看着目标的同时将其头部对 准其眼睛注视方向。一些人显示了当改变其注视方向时更大幅度地移动其头部的倾向，而 其他人倾向于仅仅略微移动其头部。试验还表明，平均起来，女人倾向于比男人更大幅度地 移动其头部。在以上描述的针对所有用户统一地将头部朝向转换为注视朝向的现有技术方 法中并未考虑这些差异，因此大多数用户将需要夸大或减小其自然的头部运动以便符合这 些系统的要求，从而需要其有意识地付出努力。事实上，为了有效地控制这些现有技术系 统，将需要首先对用户进行培训。相对照而言，根据本专利技术的方法通过提供无需要求用户有 意识参与的短而不唐突的校准过程来确定该特定用户的头部运动与注视之间的关系，从而 提供了对该问题的一种简单而且优雅的解决方案。如下面将要说明的，这于是可以应用于 确定用户所看的方向，因此还可以确定他所看着的对象，而无需用户以对他来说不自然的 方式移动其头部。根据本专利技术，执行用户与带有显示区域的交互式显示系统之间的基于注视的交互 的方法包括如下步骤使用前面段落中描述的方法确定该用户的头部运动/注视关系。该 方法还包括观测用户的头部以获得头部取向测量值，以及将头部运动/注视关系应用于头 部取向测量值以估算注视方向。然后根据所估算的注视方向来控制显示区域。独立权利要求所提出的解决方案适用于提供头部-注视交互的公共显示器，如交 互式商店橱窗、交互式展览、博物馆交互式展品等。根据本专利技术的交互式显示系统包括其中显示或以视觉方式呈现项目的显示区域；用于观测用户的头部以获得头部取向测量值的观测装置，如相机装置；以及用于分析 用户的头部取向测量值以确定该用户的头部运动/注视关系的分析单元。该交互式显示系 统还包括用于将头部运动/注视关系应用于用户的头部取向测量值以估算用户的注视方 向的注视方向估算单元；以及用于根据所估算的注视方向来控制显示区域的显示区域控制器。在获得了目标的头部取向测量值(也称为头部姿势矢量)之后，对其进行分析以确 定限定该用户的注视偏移与头部偏移之间的转换的头部运动/注视关系。然后注视方向估 算单元应用该线性头部运动/注视关系以确定注视矢量，并由此将所检测的头部姿势转换 成商店橱窗中的关注点，使得可以确定用户正在看哪个对象或项目。然后系统可以例如通 过呈现有关所看着的对象的信息来做出适当的反应。根据本专利技术的系统允许对于公共交互式显示器来说必要的自然的、未经培训的输 入，其中对于公共交互式显示器，不得不培训和/或通知用户并不是所期望的。此外，即使 当用户知道系统可受头部运动的控制，利用所提出的解决方案，他可以安排自然的头部运 动，就好像他正在自然地看着显示区域中的项目。从属权利要求和后续的描述特本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 确定针对用户（１）的头部运动／注视关系的方法，所述方法包括如下步骤：－在显示区域（Ｄ）分配至少一个第一目标（Ｔ１）和至少一个第二目标（Ｔ２）；－将用户的注视引向第一目标（Ｔ１），以及观测用户的头部（Ｈ）以获得第一头部取向测量值（Ｍ１）；－然后将用户的注视引向第二目标（Ｔ２），以及观测用户头部以获得第二头部取向测量值（Ｍ２）；－分析头部取向测量值（Ｍ１、Ｍ２）以确定针对该用户（１）的头部运动／注视关系（Ｒ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·拉希纳，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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