C8.08.4Calibration-free eye tracking设计研究

免校准眼动方案精度通常低于逐用户校准方案

别名: 免校准 · 外观注视估计 · appearance-based gaze

概念解释

免校准方案不要求用户先看一组已知点。它们用群体上训练的外观模型、解剖平均眼球、或运行中对“人大概在看屏幕”的弱约束,直接输出注视估计。省掉校准步骤换来的是:个体 kappa 角、角膜曲率、眼镜屈光没有被吸进专属系数,空间误差通常大于同硬件上的逐人校准。适合“看没看这块区域”的粗粒度,不适合把光标钉在小按钮上。

机制

外观模型在大量人脸和注视方向上回归,学到的是人群的条件期望。落在训练分布里的人(常见肤色、眼型、照明)会接近该期望;戴不常见的镜框、明显的内斜、妆容遮住眼睑褶皱,就会偏离。解剖模型用平均眼球半径和平均 kappa,对个体是有偏的。运行中适应(用点击位置当弱标签)能把偏差拉回一些,但那已经是在做隐式校准,只是没叫用户看点。

逐人校准用十几秒换一组属于这个人的系数;免校准把这十几秒摊成整个会话里更大的误差。产品宣传里的“开箱即用”指的是流程,不是角误差。

怎么研究

在同一相机和同一批人上对照:9 点校准后的误差、完全免校准的误差、以及允许点击适应若干次后的误差。 按眼镜、种族/眼睑形态、照明分层,因为免校准的失败不是均匀的。 外观模型的论文常用平均角误差,但产品要看尾部:最差 10% 用户的误差决定小目标能不能用。还要报校准会话的放弃率——免校准的优势有时不在平均误差,而在“不会有人卡在校准屏上”。

边界

大目标、存在检测、注视引导渲染的大岛,免校准常常够用,因为误差被目标尺寸吸收。辅助眼控打字、像素级标注、小图标点击,逐人校准仍然更合适。儿童和认知障碍使用者可能完成不了看点任务,免校准是唯一能开机的路径,即使误差更大。模型若在部署环境没见过的照明或种族上崩掉,免校准会比一次糟糕的校准还差。有些“免校准”头显其实在出厂时对这台设备做了相机外参标定,免的是用户点,不是一切标定。

怎么落地

  • 按目标尺寸选方案:区域级用免校准,控件级提供一次短校准并记住这份系数。
  • 不要把开箱即用写成“和校准过一样准”;在设置里如实显示当前估计的误差量级。
  • 验证:在未参加训练的人群上(含眼镜和不同眼型)同时报中位误差和最差 10%,确认免校准只被用在其尾部仍能命中的目标上。

延伸

  • 同组C8.08.1 校准过程要求用户依次注视若干已知屏幕坐标点,建立个体映射模型 · C8.08.2 校准精度随用户头部姿态、眼镜与光照条件在校准后发生变化而衰减 · C8.08.3 校准是否需要重新进行,取决于漂移是否超出可接受误差范围
  • 相邻C8.09 精度与准确度的区别 · C8.10 注视点漂移与再校准
  • 站内检索calibration-free · appearance-based gaze · person-independent gaze

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