T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 2 ,   A u g u s t   2 0 1 1 ,   p p .   3 7 7 ~ 3 8 6   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           3 7 7       R e c e i v e d   M a r c h   2 8 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   J u n e   1 2 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   J u n e   2 0 th ,   2 0 1 1   L o w - C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n       I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a * 1 ,   A g u n g   C a h y a w a n 2 ,   Y a n d i   P e r d a n a 3   D e p a r t e m e n t   o f   i n f o r m a t i o n   t e c h n o l o g y   a n d   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   U d a y a n a   U n i v e r s i t y   Bu k i t   J i m b a r a n ,   B a l i ,   I n d o n e s i a ,   p h o n e   + 6 2 3 6 1 7 0 3 3 1 5   e - m a i l :   d u g l a i r e @ y a h o o . c o m * 1 ,   a g u n g c a h y a w a n @ e e . u n u d . a c . i d 2 ,   y a n d i p r a d a n a @ y a h o o . c o m 3       A b s t r a k   H a r g a   d a r i   s i s t e m   p e n j e j a k   g a z e   u n t u k   p e n g g u n a a n   m a s y a r a k a t   u m u m   m a s i h   s a n g a t   m a h a l .   Al a s a n   u t a m a   m a h a l n y a   s i s t e m   p e n j e j a k   g a z e   a d a l a h   k a r e n a   k a m e r a   d a n   l e n s a   y a n g   d i g u n a k a n   u n t u k   m e m b u a t n y a   b e r k u a l i t a s   t i n g g i   d a n   t i n g g i n y a   b i a y a   p e n g e m b a n g a n .   Pe n e l i t i a n   i n i   m e m b a n g u n   s i s t e m   p e n j e j a k   g a z e   b e r b i a y a   r e n d a h .   Al a t   d i b u a t   d e n g a n   m e l a k u k a n   m o d i f i k a s i   p a d a   k a m e r a   w e b   a g a r   b e k e r j a   d a l a m   s p e k t r u m   i n f r a r e d .   T e k n i k   b a r u   j u g a   d i p e r k e n a l k a n   d i s i n i   u n t u k   m e n d e t e k s i   k o o r d i n a t   p u s a t   p u p i l   m e n g g u n a k a n   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g .   D e n g a n   m e n g k o m b i n a s i k a n   t e k n i k   t e r s e b u t   d e n g a n   r e g r e s i   p o l i n o m i a l   o r d e   3   d a l a m   p r o s e s   k a l i b r a s i   u n t u k   m e n e n t u k a n   t i t i k   g a z e .   H a s i l   p e n g u j i a n   m e n u n j u k k a n   s i s t e m   i n i   m a m p u   m e m b e r i k a n   a k u r a s i   y a n g   d a p a t   d i t e r i m a   d e n g a n   g a l a t   p i k s e s l   0 . 3 9 o   d a l a m   d e r a j a t   v i s u a l .     K a t a   k u n c i :   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g ,   p e n j e j a k   g a z e ,   i n f r a r e d ,   k a m e r a   w e b ,   r e g r e s i   p o l i n o m i a l       A b s t r a c t     T h e   c o s t s   o f   c u r r e n t   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m s   r e m a i n   t o o   h i g h   f o r   g e n e r a l   p u b l i c   u s e .   T h e   m a i n   r e a s o n   f o r   t h i s   i s   t h e   c o s t   o f   p a r t s ,   e s p e c i a l l y   h i g h - q u a l i t y   c a m e r a s   a n d   l e n s e s   a n d   c o s t   d e v e l o p m e n t .   T h i s   r e s e a r c h   b u i l d   t h e   l o w   c o s t   b a s e d   f o r   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m .   T h e   d e v i c e   i s   b u i l t   b y   u t i l i z i n g   o f   m o d i f i e d   w e b   c a m e r a   i n   i n f r a r e d   s p e c t r u m .   n e w   t e c h n i q u e   i s   a l s o   p r o p o s e d   h e r e   i n   o r d e r   t o   d e t e c t   t h e   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   b a s e d   o n   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g .   B y   c o m b i n a t i o n   t h e   p u p i l s   c o o r d i n a t e   d e t e c t i o n   m e t h o d   w i t h   t h i r d   o r d e r   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   i n   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   t o   d e t e r m i n e   t h e   g a z e   p o i n t .   T h e   e x p e r i m e n t   r e s u l t s   s h o w   o u r   s y s t e m   h a s   a n   a c c e p t a b l e   a c c u r a c y   r a t e   w i t h   e r r o r   p i x e l   0 . 3 9 o   i n   v i s u a l   d e g r e e .       K e y w o r d s :   w e b c a m ,   i n f r a r e d ,   g a z e   t r a c k i n g ,   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g ,   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n .       1 .   I n t r o d u c t i o n   G a z e   t r a c k i n g   h a s   b e e n   u s e d   f o r   m a n y   d e c a d e s   a s   a   t o o l   t o   s t u d y   h u m a n   c o g n i t i v e   p r o c e s s   i n c l u d i n g   r e a d i n g ,   d r i v i n g ,   w a t c h i n g   c o m m e r c i a l s ,   a n d   o t h e r   a c t i v i t i e s   [ 1 ] .   W i t h   t h e   a d v e n t   o f   p e r s o n a l   c o m p u t e r s ,   p o t e n t i a l   i n t e g r a t i o n   o f   s u c h   s y s t e m s   h a s   b e e n   c o n s i d e r e d   o n l y   r e c e n t l y   i n   1 9 9 1   [ 2 ] .   S u c c e s s f u l   a t t e m p t s   t o   e m p l o y   g a z e   t r a c k i n g   a s   u s e r   i n t e r f a c e   w e r e   m a d e   t o   a l l o w   u s e r s   w i t h   m o v e m e n t   d i s a b i l i t i e s   t o   t y p e   b y   l o o k i n g   a t   v i r t u a l   k e y b o a r d   [ 3 ] ,   o r   f o r   m o u s e   p o i n t e r   c o n t r o l   [ 4 ] .   S y s t e m s   o f   t h i s   k i n d   h a v e   a l s o   b e e n   u s e d   b y   i n d i v i d u a l s   w i t h o u t   a n y   d i s a b i l i t i e s   t o   e n h a n c e   p e r f o r m a n c e   [ 5 ] , [ 6 ] .   I n   r e c e n t   y e a r s ,   g a z e   t r a c k i n g   i s   w i d e l y   u s e d   i n   t h e   a r e a s   o f   i n t e l l i g e n t   c o n t r o l   [ 7 ] ,   v i r t u a l   r e a l i t y ,   v i d e o   g a m e s ,   r o b o t i c s ,   h u m a n   c o m p u t e r   i n t e r a c t i o n ,   e y e   d i s e a s e s   d i a g n o s i s ,   h u m a n   b e h a v i o r   s t u d i e s ,   e t c   [ 8 ] .   L e e   e t   a l   u s e d   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m   f o r   c o n t r o l l i n g   I P T V   [ 9 ] .   G a z e   T r a c k i n g   s y s t e m   d e t e c t   t h e   e y e   l o c a t i o n   i n   i m a g e   a n d   e s t i m a t e   t h e   g a z e   p a t h   b y   m e a s u r e m e n t   o f   p o i n t   o f   g a z e   ( P O G ) .   T h e   e y e   p o s i t i o n   i s   c o m m o n l y   m e a s u r e d   u s i n g   t h e   p u p i l   o r   i r i s   c e n t e r .   T h e   d e t e c t e d   e y e s   i n   t h e   i m a g e s   a r e   u s e d   t o   e s t i m a t e   a n d   t r a c k   w h e r e   a   p e r s o n   i s   l o o k i n g   i n   3 D   o r   a l t e r n a t i v e l y   d e t e r m i n i n g   t h e   3 D   l i n e   o f   s i g h t   [ 1 0 ] .   G a z e   t r a c k i n g   s y s t e m   i s   d i v i d e d   i n t o   h e a d   m o u n t e d   o r   w e a r a b l e - c a m e r a - b a s e d   o r   i n t r u s i v e   s y s t e m   w h i c h   r e q u i r e d   d i r e c t   c o n t a c t   w i t h   t h e   e y e ,   a s   i n   [ 1 1 ] , [ 1 2 ]   a n d   h e a d - f r e e   o r   r e m o t e   b a s e d   o r   n o n i n t r u s i v e   s y s t e m   w h i c h   a v o i d   a n y   p h y s i c a l   c o n t a c t   w i t h   t h e   u s e r   a s   i n   [ 1 3 ] , [ 1 4 ] , [ 1 5 ] .     T h e   c o n t i n u i n g   a b s e n c e   o f   c o n s u m e r - g r a d e   e y e - t r a c k i n g   h u m a n   c o m p u t e r   i n t e r f a c e   t e c h n o l o g y   f o r   g e n e r a l   p u b l i c   u s e   i s   r e s u l t   o f   t h e   h i g h   p r i c e   ( c o s t )   o f   e y e   t r a c k i n g   t e c h n o l o g y ,     a n d   i n t r u s i v e n e s s   o f   s u c h   s y s t e m s ,   d e s p i t e   t h e   f a c t   t h a t   t e c h n o l o g i e s   a l l o w i n g   s o   h a v e   e x i s t e d   f o r   m a n y   y e a r s   [ 1 6 ] .   T h e   m a i n   r e a s o n   f o r   t h i s   i s   t h e   c o s t   o f   p a r t s ,   e s p e c i a l l y   h i g h - q u a l i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     3 7 8 c a m e r a s   a n d   l e n s e s ,   t h e   c o s t   o f   d e v e l o p m e n t ,   a n d   t h e   r e l a t i v e l y   s m a l l   m a r k e t   [ 1 0 ] .   r e l a t i v e l y   l o w   c o s t   s y s t e m s   h a v e   b e e n   i n v e s t i g a t e d T h e   d e s i g n   w o r k   d e s c r i b e d   h e r e i n m o d e r n ,   l o w - c o s t   s y s t e m s .   T h e   t h r e e   m o s t   s i g n i f i c a n t   c o n t r i b u t i o n s   o f   t h i s   r e s e a r c h   a r e   t h e   d e s i g n   o f   h a r d w a r e ,   i n   t h i s   c a s e   a   w e b c a m b l o b / c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l i n s t e a d   o f   i r i s   d e t e c t i o n   i n   t h e   v i s i b l e   s p e c t r u m ,   a n d   u s e   o f   h i g h e r   d i m e n s i o n a l   p o l y n o m i a l s   t o   c a l i b r a t e   a n d   m a p   t h e   d e t e c t e d   g a z e   p o s i t i o n   t o   t h e   p o s i t i o n   o n   t h e   c o m p u t e r   s c r e e n .     I n   a   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m ,   i m a g e s   o f   t h e   e y e   a r e   t a k e n   b y   a   c a m e r a   a n d   s e n t   t o   a n   i m a g e   p r o c e s s i n g   s y s t e m .   T h i s   i m a g e   d a t a   i s   a   p i c t u r e   o f   t h e   u s e r s   e y e   f r o m   a   s p e c i f i c   v a n t a g e   p o i n t .   T h e   v a n t a g e   p o i n t   c a n   b e   c l o s e   t o   t h e   u s e r s   e y e ,   a s   i n   a   h e a d   m o u n t e d   d e v i c e   o r   a w a y ,   a s   i n   a   d e v i c e   o n   a   t a b l e   n e a r   t h e   u s e r .   F o r   t h i s   p r o j e c t ,   t h e   d e s i g n   t e a m   h a s   u s e d   a   h e a d   m o u n t e d   c a m e r a ,   a s   w i l l   b e   d i s c u s s e d   l a t e r .   T h e   i m a g e   i s   p r o c e s s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   u s e r s   p u p i l   w i t h i n   t h e   i m a g e .   T h e   c o o r d i n a t e s   o f   t a r e   p a s s e d   t h r o u g h   a   s p e c i a l i z e d   s e t   o f   a l g o r i t h m s   t o   a c c u r a t e l y   p o s i t i o n   a   c u r s o r   o n   a   s c r e e n   d i s p l a y e d   i n   f r o n t   o f   t h e   u s e r .   T h e   c u r s o r   p o s i t i o n   o n   t h e   s c r e e n   r e p r e s e n t s   w h e r e   t h e   u s e r   i s   l o o k i n g   o n   t h e   d i s p l a y .   T h i s   c r e a t e s   a n   o p e n   l o o p   t r a c k i n g   s y s t e m   w h e r e   a   c u r s o r   f o l l o w s   w h e r e   t h e   u s e r   i s   l o o k i n g   o n   t h e   s c r e e n .     2 .   R e s e a r c h   M e t h o d   2 . 1 .   G e n e r a l   S y s t e m   O v e r v i e w I n   g e n e r a l   t h e   s y s t e m   i n   F i g u r e   1 .   T h e   f i r s t   m o d u l e   i s   h a r d w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   m o d i f i c a t i o n   o f   t h e   w e b c a m   i n   o r d e r   t o   h a v e   w o r k e d   i n   i n f r a r e d   s p e c t r u m   i n   s u c h   w a y   s o   t h a t   t h e   p u p i l   r e l a t i v e   e a s i e r   t o   b e   d e t e c t e d   a n d   t r a c k e d .         F i g u r e   1 .   G e n e r a l   o v e r v i e w   o f T h e   s e c o n d   m o d u l e   i s   s o f t w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   t h e   m a i n   p u r p o s e   a r e   f o r   d e t e c t   a n d   t r a c k   t h e   p u p i l   c o o r d i n a t e   u s i n g   t h r e s h o l d i n g   a n d   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m ,   t r a n s f o r m   t h a t   c o o r d i n a t e   t o   m o n i t o r   c o o r d i n a t e   t h r o u g h   c a l i b r a t i o n   a p o l i n o m i a l   r e g r e s s i o n ,   a n d   t h e   l a s t   i s   t e s t i n g   p r o c e s s   t o   m e a s u r e   a c c u r a t i o n   r a t e   i n   t e r m   o f   e r r o r   p i x e l   b e t w e e n   g a z e   c o o r d i n a t e   r e s u l t   f r o m   c a l a c u l a t i o n   o f   t h e   s y s t e m   a n d   a i m e d   m o n i t o r   c o o r d i n a t e .                         ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 7 7     3 8 6   c a m e r a s   a n d   l e n s e s ,   t h e   c o s t   o f   d e v e l o p m e n t ,   a n d   t h e   r e l a t i v e l y   s m a l l   m a r k e t   [ 1 0 ] .   r e l a t i v e l y   l o w   c o s t   s y s t e m s   h a v e   b e e n   i n v e s t i g a t e d   a s   i n   [ 1 7 ] , [ 1 8 ] .     T h e   d e s i g n   w o r k   d e s c r i b e d   h e r e i n   s h o w s   t h e   a c c u r a c y   t h a t   c a n   b e   o b t a i n e d   u s i n g   c o s t   s y s t e m s .   T h e   t h r e e   m o s t   s i g n i f i c a n t   c o n t r i b u t i o n s   o f   t h i s   r e s e a r c h   a r e   t h e   d e s i g n   o f   h a r d w a r e ,   i n   t h i s   c a s e   a   w e b c a m   [ 1 9 ]   f o r   w o r k e d   i n   t h e   i n f r a r e d   s p e c t r u m ,   u s e   o f   b l o b / c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m   t o   d e t e c t   t h e   p u p i l   i n   t h e   i n f r a r e d   s p e c t r u m   i n s t e a d   o f   i r i s   d e t e c t i o n   i n   t h e   v i s i b l e   s p e c t r u m ,   a n d   u s e   o f   h i g h e r   d i m e n s i o n a l   p o l y n o m i a l s   t o   c a l i b r a t e   a n d   m a p   t h e   d e t e c t e d   g a z e   p o s i t i o n   t o   t h e   p o s i t i o n   o n   t h e   c o m p u t e r   s c r e e n .     t r a c k i n g   s y s t e m ,   i m a g e s   o f   t h e   e y e   a r e   t a k e n   b y   a   c a m e r a   a n d   s e n t   t o   a n   i m a g e   p r o c e s s i n g   s y s t e m .   T h i s   i m a g e   d a t a   i s   a   p i c t u r e   o f   t h e   u s e r s   e y e   f r o m   a   s p e c i f i c   v a n t a g e   p o i n t .   T h e   v a n t a g e   p o i n t   c a n   b e   c l o s e   t o   t h e   u s e r s   e y e ,   a s   i n   a   h e a d   m o u n t e d   d e v i c e   o r   a w a y ,   a s   i n   a   d e v i c e   o n   a   t a b l e   n e a r   t h e   u s e r .   F o r   t h i s   p r o j e c t ,   t h e   d e s i g n   t e a m   h a s   u s e d   a   h e a d   m o u n t e d   c a m e r a ,   a s   w i l l   b e   d i s c u s s e d   l a t e r .   T h e   i m a g e   i s   p r o c e s s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   l o c a t i o n   o f   t h e   u s e r s   p u p i l   w i t h i n   t h e   i m a g e .   T h e   c o o r d i n a t e s   o f   t h e   d e t e c t e d   c e n t e r   o f   t h e   u s e r s   p u p i l   a r e   p a s s e d   t h r o u g h   a   s p e c i a l i z e d   s e t   o f   a l g o r i t h m s   t o   a c c u r a t e l y   p o s i t i o n   a   c u r s o r   o n   a   s c r e e n   d i s p l a y e d   i n   f r o n t   o f   t h e   u s e r .   T h e   c u r s o r   p o s i t i o n   o n   t h e   s c r e e n   r e p r e s e n t s   w h e r e   t h e   u s e r   i s   s   c r e a t e s   a n   o p e n   l o o p   t r a c k i n g   s y s t e m   w h e r e   a   c u r s o r   f o l l o w s   w h e r e   t h e   u s e r   i s   l o o k i n g   o n   t h e   s c r e e n .   G e n e r a l   S y s t e m   O v e r v i e w   I n   g e n e r a l   t h e   s y s t e m   i s   b u i l t   i n   t h i s   r e s e a r c h   c o n s i s t   o f   t w o   m a i n   m o d u l e i n   F i g u r e   1 .   T h e   f i r s t   m o d u l e   i s   h a r d w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   m o d i f i c a t i o n   o f   t h e   w e b c a m   i n   o r d e r   t o   h a v e   w o r k e d   i n   i n f r a r e d   s p e c t r u m   i n   s u c h   w a y   s o   t h a t   t h e   p u p i l   r e l a t i v e   e a s i e r   t o   b e   d e t e c t e d       F i g u r e   1 .   G e n e r a l   o v e r v i e w   o f   t h e   s y s t e m       T h e   s e c o n d   m o d u l e   i s   s o f t w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   t h e   m a i n   p u r p o s e   a r e   f o r   d e t e c t   a n d   t r a c k   t h e   p u p i l   c o o r d i n a t e   u s i n g   t h r e s h o l d i n g   a n d   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m ,   t r a n s f o r m   t h a t   c o o r d i n a t e   t o   m o n i t o r   c o o r d i n a t e   t h r o u g h   c a l i b r a t i o n   a n d   p o i n t   t r a n s f o r m a t i o n   p r o c e s s   u s i n g   p o l i n o m i a l   r e g r e s s i o n ,   a n d   t h e   l a s t   i s   t e s t i n g   p r o c e s s   t o   m e a s u r e   a c c u r a t i o n   r a t e   i n   t e r m   o f   e r r o r   p i x e l   b e t w e e n   g a z e   c o o r d i n a t e   r e s u l t   f r o m   c a l a c u l a t i o n   o f   t h e   s y s t e m   a n d   a i m e d   m o n i t o r               I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   c a m e r a s   a n d   l e n s e s ,   t h e   c o s t   o f   d e v e l o p m e n t ,   a n d   t h e   r e l a t i v e l y   s m a l l   m a r k e t   [ 1 0 ] .   O n l y   r e c e n t l y   s h o w s   t h e   a c c u r a c y   t h a t   c a n   b e   o b t a i n e d   u s i n g   c o s t   s y s t e m s .   T h e   t h r e e   m o s t   s i g n i f i c a n t   c o n t r i b u t i o n s   o f   t h i s   r e s e a r c h   a r e   t h e   f o r   w o r k e d   i n   t h e   i n f r a r e d   s p e c t r u m ,   u s e   o f   a b e l i n g   a l g o r i t h m   t o   d e t e c t   t h e   p u p i l   i n   t h e   i n f r a r e d   s p e c t r u m   i n s t e a d   o f   i r i s   d e t e c t i o n   i n   t h e   v i s i b l e   s p e c t r u m ,   a n d   u s e   o f   h i g h e r   d i m e n s i o n a l   p o l y n o m i a l s   t o   c a l i b r a t e   a n d   m a p   t h e   d e t e c t e d   g a z e   p o s i t i o n   t o   t h e   p o s i t i o n   o n   t h e   c o m p u t e r   s c r e e n .       t r a c k i n g   s y s t e m ,   i m a g e s   o f   t h e   e y e   a r e   t a k e n   b y   a   c a m e r a   a n d   s e n t   t o   a n   i m a g e   p r o c e s s i n g   s y s t e m .   T h i s   i m a g e   d a t a   i s   a   p i c t u r e   o f   t h e   u s e r s   e y e   f r o m   a   s p e c i f i c   v a n t a g e   p o i n t .   T h e   v a n t a g e   p o i n t   c a n   b e   c l o s e   t o   t h e   u s e r s   e y e ,   a s   i n   a   h e a d   m o u n t e d   d e v i c e   o r   f u r t h e r   a w a y ,   a s   i n   a   d e v i c e   o n   a   t a b l e   n e a r   t h e   u s e r .   F o r   t h i s   p r o j e c t ,   t h e   d e s i g n   t e a m   h a s   u s e d   a   h e a d   m o u n t e d   c a m e r a ,   a s   w i l l   b e   d i s c u s s e d   l a t e r .   T h e   i m a g e   i s   p r o c e s s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   l o c a t i o n   h e   d e t e c t e d   c e n t e r   o f   t h e   u s e r s   p u p i l   a r e   p a s s e d   t h r o u g h   a   s p e c i a l i z e d   s e t   o f   a l g o r i t h m s   t o   a c c u r a t e l y   p o s i t i o n   a   c u r s o r   o n   a   s c r e e n   d i s p l a y e d   i n   f r o n t   o f   t h e   u s e r .   T h e   c u r s o r   p o s i t i o n   o n   t h e   s c r e e n   r e p r e s e n t s   w h e r e   t h e   u s e r   i s   s   c r e a t e s   a n   o p e n   l o o p   t r a c k i n g   s y s t e m   w h e r e   a   c u r s o r   f o l l o w s   w h e r e   b u i l t   i n   t h i s   r e s e a r c h   c o n s i s t   o f   t w o   m a i n   m o d u l e s   a s   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   1 .   T h e   f i r s t   m o d u l e   i s   h a r d w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   m o d i f i c a t i o n   o f   t h e   w e b c a m   i n   o r d e r   t o   h a v e   w o r k e d   i n   i n f r a r e d   s p e c t r u m   i n   s u c h   w a y   s o   t h a t   t h e   p u p i l   r e l a t i v e   e a s i e r   t o   b e   d e t e c t e d     T h e   s e c o n d   m o d u l e   i s   s o f t w a r e   d e s i g n ,   w h i c h   i s   t h e   m a i n   p u r p o s e   a r e   f o r   d e t e c t   a n d   t r a c k   t h e   p u p i l   c o o r d i n a t e   u s i n g   t h r e s h o l d i n g   a n d   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m ,   t r a n s f o r m   t h a t   n d   p o i n t   t r a n s f o r m a t i o n   p r o c e s s   u s i n g   p o l i n o m i a l   r e g r e s s i o n ,   a n d   t h e   l a s t   i s   t e s t i n g   p r o c e s s   t o   m e a s u r e   a c c u r a t i o n   r a t e   i n   t e r m   o f   e r r o r   p i x e l   b e t w e e n   g a z e   c o o r d i n a t e   r e s u l t   f r o m   c a l a c u l a t i o n   o f   t h e   s y s t e m   a n d   a i m e d   m o n i t o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A       L o w - C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n 2 . 2 .   H a r d w a r e   D e s i g n   T h e   h a r d w a r e   d e s i g n   o f   t h i s   s y s t e m   c o n s i s t   o f   4   m a i n   p r o c e s s   : 1 .   I n f r a r e d   f i l t e r   r e m o v a l   E v e r y   w e b c a m   i n   g e n e r a l   e q u i p p e d   w i t h   i n f r a r e d   f i l t e r   f o r   b l o c k i n g   t h e   i n f r a r e d   l i g h t   a n d   a l l o w i n g   v i s i b l e   l i g h t .   B e c a u s e   i n   t h i s   r e s e a r c h   w i l l   u s e   i n f r a r e d   s p e c t r u m   a p p w e b c a m   m u s t   b e   m o d i f i e d   t o   r e m o v e   t h e   i n f r a r e d   f i l t e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   u s e f u l   f o r   e y e   t r a c k e r s ,   m a i n l y   b e c a u s e   i t   i s   n o t   o n l y   i n v i s i b l e   t o   t h e   u s e r   b u t   a l s o   i t   c a n   b e   u s e d   f o r   c o n t r o l l i n g   l i g h t   c o n d i t i o n s ,   o b t a i n i n e s t i m a t i o n   [ 8 ] .                                                                                                                                                     ( b )                                                                                                                                                       ( c ) F i g u r e   2 .   I n f r a r e d   f i l t e r   r e m o v a l ,   ( a )   W e b c a m   M i c r o s o f t   L i f e c a m   V X s c r e w   i s   c l o s e d ,   ( c )   I n f r a r e d   f i l t e r   i s   r e m o v 2 .   A t t a c h m e n t   o f   v i s i b l e   l i g h t   f i l t e r T h e   n e x t   p r o c e s s   i s   t o   a t t a c h   a   f i l t e r   t o   b l o c k   v i s i b l e   l i g h t   a n d   l e t   o n l y   i n f r a r e d   l i g h t   i n t o   t h e   w e b c a m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   f i l t e r   i s   f i l m   n e g a t i v e   a l r e a d y   t o   b e   p r i n t e d   a n d   t a k e   t h e   b l a c k   p a r t   o f   t h a t   f i l m ,   u s u a l l y   i n   t h e   b e g i n n i n g   a n d   t h e   e n d   o f   r o l l   f i l m .   P r i c e   o f   t h e   o r i g i n a l   f i l t e r   t o   b l o c k   t h e   v i s i b l e   l i g h t   i s   v e r y   e x p e n s i v e ,   s o   f i l m p u r p o s e s   o f   t h i s   r e s e a r c h   i s   t o   b u i l t   e y e   t r a c k i n g   a n d   e y e   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m c o s t   c o m p o n e n t .       3 .   M a k i n g   o f   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e A f t e r   t h e   w e b c a m   h a s   b e e n   f o r   t h e   w e b c a m .   I n   t h i s   r e s e a r c h   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   i s   b u i l t   u s i n g   1   i n f r a r e d   L E D   w h i c h   c o n n e c t e d   i n t o   2   b a t t e r y   e a c h   o f   t h e m   1 . 5   v o l t ,   r e s i s t o r   3 3   o h m ,   a n d   1   s w i t c h   t o   t u r n   o n   o r   o f f   t h e   i n f r a r e d   L E D .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   o n l y   1   L E D   a f t e r   c o n s i d e r   t h a t   w e b c a m   w i l l   b e   p o s i t i o n e d   v e r y   c l o s e   w i t h   t h e   e y e ,   s o   1   L E D   i s   e n o u g h   f o r   i n f r a r e d   s o u r c e . 4 .   F i n a l i z i n g   T h e   l a s t   s t e p   t o   d e s i g n   h a r d w a r e   i s   l i n k i n g   u p   t o g e t h e r   a l l   t h e   c o m p o n e n t s   i n   a   h e l m e t   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   T h i s   h e l m e t   l a t e r   w i l l   h a v e   w e a r e d   b y   t h e   u s e r s   o f   t h e   s y s t e m .   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n   ( I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a T h e   h a r d w a r e   d e s i g n   o f   t h i s   s y s t e m   c o n s i s t   o f   4   m a i n   p r o c e s s   :   i n   g e n e r a l   e q u i p p e d   w i t h   i n f r a r e d   f i l t e r   f o r   b l o c k i n g   t h e   i n f r a r e d   l i g h t   a n d   a l l o w i n g   v i s i b l e   l i g h t .   B e c a u s e   i n   t h i s   r e s e a r c h   w i l l   u s e   i n f r a r e d   s p e c t r u m   a p p w e b c a m   m u s t   b e   m o d i f i e d   t o   r e m o v e   t h e   i n f r a r e d   f i l t e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   u s e f u l   f o r   e y e   t r a c k e r s ,   m a i n l y   b e c a u s e   i t   i s   n o t   o n l y   i n v i s i b l e   t o   t h e   u s e r   b u t   a l s o   i t   c a n   b e   u s e d   f o r   c o n t r o l l i n g   l i g h t   c o n d i t i o n s ,   o b t a i n i n g   h i g h e r   c o n t r a s t   i m a g e s ,   a n d   s t a b i l i z i n g   g a z e     ( a )         ( b )                                                                                                                                                       ( c )     I n f r a r e d   f i l t e r   r e m o v a l ,   ( a )   W e b c a m   M i c r o s o f t   L i f e c a m   V X - 1 0 0 0 ,   ( b )   W e b c a m   a f t e r   t h e   s c r e w   i s   c l o s e d ,   ( c )   I n f r a r e d   f i l t e r   i s   r e m o v e d       A t t a c h m e n t   o f   v i s i b l e   l i g h t   f i l t e r   T h e   n e x t   p r o c e s s   i s   t o   a t t a c h   a   f i l t e r   t o   b l o c k   v i s i b l e   l i g h t   a n d   l e t   o n l y   i n f r a r e d   l i g h t   i n t o   t h e   w e b c a m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   f i l t e r   i s   f i l m   n e g a t i v e   a l r e a d y   t o   b e   p r i n t e d   a n d   t a k e   t h e   u s u a l l y   i n   t h e   b e g i n n i n g   a n d   t h e   e n d   o f   r o l l   f i l m .   P r i c e   o f   t h e   o r i g i n a l   f i l t e r   t o   b l o c k   t h e   v i s i b l e   l i g h t   i s   v e r y   e x p e n s i v e ,   s o   f i l m   n e g a t i v e   i s   u s e d   i n s t e a d ,   b e c a u s e   t h e   m a i n   p u r p o s e s   o f   t h i s   r e s e a r c h   i s   t o   b u i l t   e y e   t r a c k i n g   a n d   e y e   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m   M a k i n g   o f   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   h a s   b e e n   m o d i f i e d ,   t h e   n e x t   s t e p   i s   s u p p l i e s   t h e   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   I n   t h i s   r e s e a r c h   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   i s   b u i l t   u s i n g   1   i n f r a r e d   L E D   w h i c h   t o   2   b a t t e r y   e a c h   o f   t h e m   1 . 5   v o l t ,   r e s i s t o r   3 3   o h m ,   a n d   1   s w i t c h   t o   t u r n   o n   o r   o f f   t h e   i n f r a r e d   L E D .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   o n l y   1   L E D   a f t e r   c o n s i d e r   t h a t   w e b c a m   w i l l   b e   p o s i t i o n e d   v e r y   c l o s e   w i t h   t h e   e y e ,   s o   1   L E D   i s   e n o u g h   f o r   i n f r a r e d   s o u r c e .     T h e   l a s t   s t e p   t o   d e s i g n   h a r d w a r e   i s   l i n k i n g   u p   t o g e t h e r   a l l   t h e   c o m p o n e n t s   i n   a   h e l m e t   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   T h i s   h e l m e t   l a t e r   w i l l   h a v e   w e a r e d   b y   t h e   u s e r s   o f   t h e   s y s t e m . B l o c k   l e n s e s   o f   t h e   w e b c a m I n f r a r e d   f i l t e r   S c r e w   p l a c e   S c r e w   p l a c e       I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a )   3 7 9   i n   g e n e r a l   e q u i p p e d   w i t h   i n f r a r e d   f i l t e r   f o r   b l o c k i n g   t h e   i n f r a r e d   l i g h t   a n d   a l l o w i n g   v i s i b l e   l i g h t .   B e c a u s e   i n   t h i s   r e s e a r c h   w i l l   u s e   i n f r a r e d   s p e c t r u m   a p p r o a c h ,   s o   t h a t   t h e   w e b c a m   m u s t   b e   m o d i f i e d   t o   r e m o v e   t h e   i n f r a r e d   f i l t e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   I n f r a r e d   l i g h t   i s   u s e f u l   f o r   e y e   t r a c k e r s ,   m a i n l y   b e c a u s e   i t   i s   n o t   o n l y   i n v i s i b l e   t o   t h e   u s e r   b u t   a l s o   i t   c a n   b e   u s e d   g   h i g h e r   c o n t r a s t   i m a g e s ,   a n d   s t a b i l i z i n g   g a z e       1 0 0 0 ,   ( b )   W e b c a m   a f t e r   t h e   T h e   n e x t   p r o c e s s   i s   t o   a t t a c h   a   f i l t e r   t o   b l o c k   v i s i b l e   l i g h t   a n d   l e t   o n l y   i n f r a r e d   l i g h t   i n t o   t h e   w e b c a m   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   T h e   f i l t e r   i s   f i l m   n e g a t i v e   a l r e a d y   t o   b e   p r i n t e d   a n d   t a k e   t h e   u s u a l l y   i n   t h e   b e g i n n i n g   a n d   t h e   e n d   o f   r o l l   f i l m .   P r i c e   o f   t h e   o r i g i n a l   f i l t e r   i n s t e a d ,   b e c a u s e   t h e   m a i n   p u r p o s e s   o f   t h i s   r e s e a r c h   i s   t o   b u i l t   e y e   t r a c k i n g   a n d   e y e   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m   b a s e d   o n   l o w   m o d i f i e d ,   t h e   n e x t   s t e p   i s   s u p p l i e s   t h e   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   I n   t h i s   r e s e a r c h   i n f r a r e d   l i g h t   s o u r c e   i s   b u i l t   u s i n g   1   i n f r a r e d   L E D   w h i c h   t o   2   b a t t e r y   e a c h   o f   t h e m   1 . 5   v o l t ,   r e s i s t o r   3 3   o h m ,   a n d   1   s w i t c h   t o   t u r n   o n   o r   o f f   t h e   i n f r a r e d   L E D .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   o n l y   1   L E D   a f t e r   c o n s i d e r   t h a t   w e b c a m   w i l l   b e   p o s i t i o n e d   v e r y   T h e   l a s t   s t e p   t o   d e s i g n   h a r d w a r e   i s   l i n k i n g   u p   t o g e t h e r   a l l   t h e   c o m p o n e n t s   i n   a   h e l m e t   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   T h i s   h e l m e t   l a t e r   w i l l   h a v e   w e a r e d   b y   t h e   u s e r s   o f   t h e   s y s t e m .   B l o c k   l e n s e s   o f   t h e   w e b c a m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     3 8 0                                                                             ( a )                                                                                                                                               F i g u r e   3 .   A t t a c h m e n t   o f   v i s i b l e   l i g h t   f i l t e r ,   ( a )   f i l m   n e g a t i v e ,   ( b )   A t t a c h m e n t   o f   f i l m   n e g a t i v e   t o       F i g u r e   4                                                                                 ( a )                                                                                                                                   ( b )   F i g u r e   5 .   ( a )   F i n a l   h a r d w a r e ,   ( b )   h a r d w a r e   w e a r e d   b y   u s e r   2 . 3 .   S o f t w a r e   D e s i g n   T h e r e   a r e   t w o   m a i n   s u b s y s t e m s   t o   t h e   s o f t w a r e .   T h e   f i r s t   i s   t h e   i m a g e   p r o c e s s i n g   a p p l i c a t i o n ,   w h i c h   p r o c e s s e s   t h e   i m a g e   a n d   l o c a t e s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l .   T h e   s e c o n d   i s   t h e   c a l i b r a t i o n   a n d   p o i n t   t r a n s f o r m a t i o n   s u b s y s t e m s ,   w h i c h   d o   t h e   m a p p i n g   f r o m   t h e   c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   t h e   e y e   p u p i l   t o   t h e   s c r e e n   c o o r d i n a t e .   1   i n f r a r e d   L E D   a n d   1   r e s i s t o r   3 3   o h m 1   s w i t c h   t o   t u r n   o n   o r   o f f   t h e   L E D   2   b a t t e r y   e a c h   o f   t h e m   1 . 5   v o l t                     ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 7 7     3 8 6                                                                                                                                             ( b )     A t t a c h m e n t   o f   v i s i b l e   l i g h t   f i l t e r ,   ( a )   f i l m   n e g a t i v e ,   ( b )   A t t a c h m e n t   o f   f i l m   n e g a t i v e   t o   b l o c k   v i s i b l e   l i g h t           F i g u r e   4 .   I n f r a r e d   L E D ,   r e s i s t o r ,   s w i t c h   a n d   b a t t e r i e s           ( a )                                                                                                                                   ( b )   ( a )   F i n a l   h a r d w a r e ,   ( b )   h a r d w a r e   w e a r e d   b y   u s e r     a r e   t w o   m a i n   s u b s y s t e m s   t o   t h e   s o f t w a r e .   T h e   f i r s t   i s   t h e   i m a g e   p r o c e s s i n g   a p p l i c a t i o n ,   w h i c h   p r o c e s s e s   t h e   i m a g e   a n d   l o c a t e s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l .   T h e   s e c o n d   i s   t h e   c a l i b r a t i o n   a n d   p o i n t   t r a n s f o r m a t i o n   s u b s y s t e m s ,   w h i c h   d o   t h e   m a p p i n g   f r o m   t h e   c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   t h e   e y e   p u p i l   t o   t h e   s c r e e n   c o o r d i n a t e .   T h e   s o f t w a r e   i s   d e v e l o p e d   b y   u s i n g   V i s u a l   A t t a c h m e n t   o f   f i l m   n e g a t i v e   1   i n f r a r e d   L E D   a n d   1   r e s i s t o r   3 3   o h m   o r   o f f   t h e   2   b a t t e r y   e a c h   o f   t h e m               I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     A t t a c h m e n t   o f   v i s i b l e   l i g h t   f i l t e r ,   ( a )   f i l m   n e g a t i v e ,   ( b )   A t t a c h m e n t   o f   f i l m   n e g a t i v e   t o       a r e   t w o   m a i n   s u b s y s t e m s   t o   t h e   s o f t w a r e .   T h e   f i r s t   i s   t h e   i m a g e   p r o c e s s i n g   a p p l i c a t i o n ,   w h i c h   p r o c e s s e s   t h e   i m a g e   a n d   l o c a t e s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l .   T h e   s e c o n d   i s   t h e   c a l i b r a t i o n   a n d   p o i n t   t r a n s f o r m a t i o n   s u b s y s t e m s ,   w h i c h   d o   t h e   m a p p i n g   f r o m   t h e   c e n t e r   T h e   s o f t w a r e   i s   d e v e l o p e d   b y   u s i n g   V i s u a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A       L o w - C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n C + +   a n d   O p e n C V   l i b r a r y .   T h e   i n t r i c a c i e s   o f   t h e s e   s u b s y s t e m s   w i l l   b e   d e s c r i b e d   i n   m o r e   d e t a i l   i n   t h e   f o l l o w i n g   s e c t i o n s .   2 . 3 . 1 .   D e t e c t i o n   o f   t h e   c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   T h e   p u p i l   m a y   b e   d a r k e r   t h a n   t h e i r   s u r r o u n d i n g s   a n d   t h r e s h o l d s   m a y   b e   a p p l i e d   i f   t h e   c o n t r a s t   i s   s u f f i c i e n t l y   l a r g e .   Y a n g   e t   a l   a n d   S t i e f i l h a g e n   a t   a l   i n t r o d u c e   a n   i t e r a t i v e   t h r e s h o l d   a l g o r i t h m   t o   l o c a t e   t h e   p u p i l s   b y   l o o k i n g   f o r   t w o   d a r k   r e g i o n s c o n s t r a i n t s   u s i n g   a   s k i n - c o l o r   m o d e l .   T h e i r   m e t h o d   i s   l i m i t e d   b y   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   s k i n m o d e l   a n d   i t   w i l l   f a i l   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   o t h e r   d a r k   r e g i o n s   s u c h   a s   e y e b r o w s   a n d   s h a d o w s   [ 1 0 ] .   Y a n g   e t   a l   a p p l i e d   t h e   e l l i p s e   f i t t i n g   a l g o r i t h m   t o   f i t   a   s t a n d a r d   e l l i p s e   o r   c i r c l e   b a s e d   o n   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   p u p i l   e d g e   p i x e l s .   T h e   c e n t e r   o f   t h e   e l l i p s e   o r   c i r c l e   i s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   [ 7 ] .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   s i m p l e   t e c h n i q u e   t o   d e t e c t   t h e   p u p i l   c e n t e r   u s i n g   c o n n e c t e d   c o m p o n l a b e l i n g .   T h e   s t e p s   t o   d e t e c t   t h e   c e n t e r   o f   p u p i l   i s   u s e d   h e r e   b e g i n s   b y   c a p t u r i n g   a   e y e   i m a g e   g r a y s c a l i n g   p r o c e s s   c o n v e r t   t h e   R G B   c o l o r   t o   g r a y   c o l o r   s p a c e .   A s m o o t h e d   u s i n g   G a u s s i a n   f i l t e r r e d u c e   s h a r p   e d g e s ,   a i d i n g   t h e   p u p i l   d e t e c t i o n   s y s t e m .                                                                             ( a )                                                                     ( b )                                                                     ( c )                                                                         ( d )                                                                     ( e )                                                                     ( f ) F i g u r e   6 .   D e t e c t i o n   o f   t h e   c e n t e r   o f   p u p i l ,   ( a )   c a p t u r e   f r a m e   f r o m   c a m e r a ,   ( b )   g r a y s c a l e   i m a g e ,   ( c )   G a u s s i a n   b l u r   i m a g e ,   ( d )   b i n a r y   i m a g e ,   ( e )   c o m p o n e n t   l a b e l l i n g   i m a g e ,   ( f )   o u t p u t   i m a g e     T h e   n e x t   s t e p   i s   t h r e s h o l d i n g   c l e a r l y   v i s i b l e   a s   a   b l a c k   c o m p o n e n t c o m p o n e n t   a s   w e l l .   T h e s e   r e p r e s e n t   a r e a s   o f   t h e   i m a g e   o f   a l m o s t   e x a c t l y   t h e   s a m e   s h a d e   a n d   c o l o r   a s   t h e   p u p i l .   T h e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   s t e p   e x i s t s   c o m p o n e n t s   i n   t h e   i m a g e   a n d   d e t e r m i n e   w h i c h   i s   r e p r e s e n t a t i v e   o f   t h e   p u p i l .   c o m p o n e n t   i s   d e f i n e d   a s   a   g r o u p   o f   p i x e l s   w i t h   v a l u e s   w i t h i n   a   c e r t a i n   r a n g e .   T h e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m   u s e d   i s   a n   o p e n   s o u r c e   a d d O n c e   a l l   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   h a v e   b e e n   l o c a t e d ,   t h e   s y s t e m   c a l c u l a t e s   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o f   e a c h   b l o b   s u c h   a s   a r e a ,   a s p e c t   r a t i o ,   r o u n d n e s s ,   a n d   m o r e .   T h e s e   p a r a m e t e r s   a r e   c o m p a r e d   t o   e x p e r i m e n t a l l y   d e t e r m i n e d   v a l u e s   f o r   a   p u p i l   a n d   c o n n e c t d i s c a r d e d   b a s e d   o n   t h e m .   D u e   t o   t h e   n a t u r e   o f   t h e   h u m a n   e y e   a n d   s u r r o u n d i n g   f e a t u r e s ,   t h e r e   w i l l   n e v e r   b e   m o r e   t h a n   o n e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   t h a t   f i t s   a l l   p a r a m e t e r s   f o r   a   h u m a n   e y e .   T h u s ,   t h e   s y s t e m   s e l e c t s   t h e   c o r r e c t   c o n n e c t e d   c o m p o n e n c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   t h i s   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t .   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n   ( I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a T h e   i n t r i c a c i e s   o f   t h e s e   s u b s y s t e m s   w i l l   b e   d e s c r i b e d   i n   m o r e   d e t a i l   i n     D e t e c t i o n   o f   t h e   c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   t h e   p u p i l   T h e   p u p i l   m a y   b e   d a r k e r   t h a n   t h e i r   s u r r o u n d i n g s   a n d   t h r e s h o l d s   m a y   b e   a p p l i e d   i f   t h e   c o n t r a s t   i s   s u f f i c i e n t l y   l a r g e .   Y a n g   e t   a l   a n d   S t i e f i l h a g e n   a t   a l   i n t r o d u c e   a n   i t e r a t i v e   t h r e s h o l d   a l g o r i t h m   t o   l o c a t e   t h e   p u p i l s   b y   l o o k i n g   f o r   t w o   d a r k   r e g i o n s   t h a t   s a t i s f y   c e r t a i n   a n t h r o p o m e t r i c   c o l o r   m o d e l .   T h e i r   m e t h o d   i s   l i m i t e d   b y   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   s k i n m o d e l   a n d   i t   w i l l   f a i l   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   o t h e r   d a r k   r e g i o n s   s u c h   a s   e y e b r o w s   a n d   s h a d o w s   [ 1 0 ] .   s e   f i t t i n g   a l g o r i t h m   t o   f i t   a   s t a n d a r d   e l l i p s e   o r   c i r c l e   b a s e d   o n   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   p u p i l   e d g e   p i x e l s .   T h e   c e n t e r   o f   t h e   e l l i p s e   o r   c i r c l e   i s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   [ 7 ] .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   s i m p l e   t e c h n i q u e   t o   d e t e c t   t h e   p u p i l   c e n t e r   u s i n g   c o n n e c t e d   c o m p o n t o   d e t e c t   t h e   c e n t e r   o f   p u p i l   i s   u s e d   h e r e   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   e y e   i m a g e   f r a m e   f r o m   t h e   c a m e r a   v i a   O p e n C V s   c a m e r a   s u b s y s t e m . g r a y s c a l i n g   p r o c e s s   c o n v e r t   t h e   R G B   c o l o r   t o   g r a y   c o l o r   s p a c e .   A f t e r   t h a t   t h e   g r a y s c a l e   s m o o t h e d   u s i n g   G a u s s i a n   f i l t e r     t o   r e m o v e   a n y   n o i s e   i n   i m a g e .   T h e   s m o o t h i n g   a l s o   h e l p s   t o   r e d u c e   s h a r p   e d g e s ,   a i d i n g   t h e   p u p i l   d e t e c t i o n   s y s t e m .         ( a )                                                                     ( b )                                                                     ( c )           ( d )                                                                     ( e )                                                                     ( f )     o f   t h e   c e n t e r   o f   p u p i l ,   ( a )   c a p t u r e   f r a m e   f r o m   c a m e r a ,   ( b )   g r a y s c a l e   i m a g e ,   ( c )   G a u s s i a n   b l u r   i m a g e ,   ( d )   b i n a r y   i m a g e ,   ( e )   c o m p o n e n t   l a b e l l i n g   i m a g e ,   ( f )   o u t p u t   i m a g e t h r e s h o l d i n g   t h e   s m o o t h e d   i m a g e   t o   o b t a i n   t h e   b i n a r y   i m a g e .   T c l e a r l y   v i s i b l e   a s   a   b l a c k   c o m p o n e n t   i n   t h i s   i m a g e .   H o w e v e r ,   t h e r e   m a y   b e   o t h e r   b l a c k   c o m p o n e n t   a s   w e l l .   T h e s e   r e p r e s e n t   a r e a s   o f   t h e   i m a g e   o f   a l m o s t   e x a c t l y   t h e   s a m e   s h a d e   a n d   c o l o r   a s   t h e   p u p i l .   T h e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   s t e p   e x i s t s   h e r e   t o   l o c a t e   a l l   b l a c k   c o m p o n e n t s   i n   t h e   i m a g e   a n d   d e t e r m i n e   w h i c h   i s   r e p r e s e n t a t i v e   o f   t h e   p u p i l .   c o m p o n e n t   i s   d e f i n e d   a s   a   g r o u p   o f   p i x e l s   w i t h   v a l u e s   w i t h i n   a   c e r t a i n   r a n g e .   T h e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g   a l g o r i t h m   u s e d   i s   a n   o p e n   s o u r c e   a d d - o n   f o r   O p e n C V .     O n c e   a l l   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   h a v e   b e e n   l o c a t e d ,   t h e   s y s t e m   c a l c u l a t e s   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o f   e a c h   b l o b   s u c h   a s   a r e a ,   a s p e c t   r a t i o ,   r o u n d n e s s ,   a n d   m o r e .   T h e s e   p a r a m e t e r s   a r e   c o m p a r e d   t o   e x p e r i m e n t a l l y   d e t e r m i n e d   v a l u e s   f o r   a   p u p i l   a n d   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t e s   a r e   d i s c a r d e d   b a s e d   o n   t h e m .   D u e   t o   t h e   n a t u r e   o f   t h e   h u m a n   e y e   a n d   s u r r o u n d i n g   f e a t u r e s ,   t h e r e   w i l l   n e v e r   b e   m o r e   t h a n   o n e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   t h a t   f i t s   a l l   p a r a m e t e r s   f o r   a   h u m a n   e y e .   T h u s ,   t h e   s y s t e m   s e l e c t s   t h e   c o r r e c t   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t .   T h e   a l g o r i t h m   t h e n   c a l c u l a t e s   t h e   c e n t e r   c o o r d i n a t e   o f   t h i s   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t .     I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a )   3 8 1   T h e   i n t r i c a c i e s   o f   t h e s e   s u b s y s t e m s   w i l l   b e   d e s c r i b e d   i n   m o r e   d e t a i l   i n   T h e   p u p i l   m a y   b e   d a r k e r   t h a n   t h e i r   s u r r o u n d i n g s   a n d   t h r e s h o l d s   m a y   b e   a p p l i e d   i f   t h e   c o n t r a s t   i s   s u f f i c i e n t l y   l a r g e .   Y a n g   e t   a l   a n d   S t i e f i l h a g e n   a t   a l   i n t r o d u c e   a n   i t e r a t i v e   t h r e s h o l d   t h a t   s a t i s f y   c e r t a i n   a n t h r o p o m e t r i c   c o l o r   m o d e l .   T h e i r   m e t h o d   i s   l i m i t e d   b y   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   s k i n - c o l o r   m o d e l   a n d   i t   w i l l   f a i l   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   o t h e r   d a r k   r e g i o n s   s u c h   a s   e y e b r o w s   a n d   s h a d o w s   [ 1 0 ] .   s e   f i t t i n g   a l g o r i t h m   t o   f i t   a   s t a n d a r d   e l l i p s e   o r   c i r c l e   b a s e d   o n   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   p u p i l   e d g e   p i x e l s .   T h e   c e n t e r   o f   t h e   e l l i p s e   o r   c i r c l e   i s   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   [ 7 ] .   T h i s   r e s e a r c h   u s e   s i m p l e   t e c h n i q u e   t o   d e t e c t   t h e   p u p i l   c e n t e r   u s i n g   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t s   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   6 .   T h e   p r o c e s s   f r a m e   f r o m   t h e   c a m e r a   v i a   O p e n C V s   c a m e r a   s u b s y s t e m .   T h e   f t e r   t h a t   t h e   g r a y s c a l e   i m a g e   i s   t o   r e m o v e   a n y   n o i s e   i n   i m a g e .   T h e   s m o o t h i n g   a l s o   h e l p s   t o       o f   t h e   c e n t e r   o f   p u p i l ,   ( a )   c a p t u r e   f r a m e   f r o m   c a m e r a ,   ( b )   g r a y s c a l e   i m a g e ,   ( c )   G a u s s i a n   b l u r   i m a g e ,   ( d )   b i n a r y   i m a g e ,   ( e )   c o m p o n e n t   l a b e l l i n g   i m a g e ,   ( f )   o u t p u t   i m a g e   t h e   s m o o t h e d   i m a g e   t o   o b t a i n   t h e   b i n a r y   i m a g e .   T h e   p u p i l   w i l l   b e   .   H o w e v e r ,   t h e r e   m a y   b e   o t h e r   b l a c k   c o m p o n e n t   a s   w e l l .   T h e s e   r e p r e s e n t   a r e a s   o f   t h e   i m a g e   o f   a l m o s t   e x a c t l y   t h e   s a m e   s h a d e   a n d   t o   l o c a t e   a l l   b l a c k   c o m p o n e n t s   i n   t h e   i m a g e   a n d   d e t e r m i n e   w h i c h   i s   r e p r e s e n t a t i v e   o f   t h e   p u p i l .   A   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   i s   d e f i n e d   a s   a   g r o u p   o f   p i x e l s   w i t h   v a l u e s   w i t h i n   a   c e r t a i n   r a n g e .   T h e   c o n n e c t e d   O n c e   a l l   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   h a v e   b e e n   l o c a t e d ,   t h e   s y s t e m   c a l c u l a t e s   s e v e r a l   p a r a m e t e r s   o f   e a c h   b l o b   s u c h   a s   a r e a ,   a s p e c t   r a t i o ,   r o u n d n e s s ,   a n d   m o r e .   T h e s e   p a r a m e t e r s   e d   c o m p o n e n t e s   a r e   d i s c a r d e d   b a s e d   o n   t h e m .   D u e   t o   t h e   n a t u r e   o f   t h e   h u m a n   e y e   a n d   s u r r o u n d i n g   f e a t u r e s ,   t h e r e   w i l l   n e v e r   b e   m o r e   t h a n   o n e   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   t h a t   f i t s   a l l   p a r a m e t e r s   f o r   a   h u m a n   e y e .   t .   T h e   a l g o r i t h m   t h e n   c a l c u l a t e s   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     3 8 2 2 . 3 . 2 .   C a l i b r a t i o n   a n d   P o i n t   T r a n s f o r m a t i o n C a l i b r a t i o n   i s   n e c e s s a r y   d u e   t o   t h e   f a c t   t h a t   a   s c r e e n   m o n i t o r   i s   a   f l a t   n   b y   m   p i x e l   r e c t a n g l e   w h i l e   t h e   h u m a n   e y e   i s   n o t .   M a p p i n g   i s c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   t o   t h e   c o o r d i n a t e s   o n   t h e   d i s p l a y .   C a l i b r a t i o n   m u s t   b e   d o n e   e v e r y   t i m e   t h e   s y s t e m   i s   r e s t a r t e d   d u e   t o   v a r i a t i o n s   i n   u s e .   T h e   e y e   w i l l   n o t   b e   i n   t h e   s a m e   l o c a t i o n   r e l a t i v e   t o   t h e   s c r e e n   e v e r y   t i m e   t h e   s a m e   u s e r   w e a r s   i t ,   a l s o ,   d i f f e r e n t   u s e r s   w i t h   d i f f e r e n t   e y e   a n d   f a c e   s h a p e s   w i l l   r e q u i r e   a   n e w   c a l i b r a t i o n .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   i s   d o n e   u s i n g   9 ,   1 6 ,   o r   2 5   p i x e l   l o c a t i o n s ,   b y   a s k i n g   t h e   u s e r   t o   l o o k   a t   t h e   d o t   i n   m o n i t o r . c a n   b e   s h o w n   i n   F i g u r e   7 .       ( a )                                                                                     F i g u r e   7 .   C a l i b r a t i o n   p i x e l   l o c a t i o n s ,   ( a )   9   p i x e l ,   ( b )   1 6   p i x e l ,   ( c )   2 5   p i x e l     B y   u s i n g   t h e   c e n t e r   l o c a t i o n   o f   t h e   e y e   w h e n   l o o k i n g   a t   t h o s e   k n o w n   p i x e l   l o c a t i o n s   t h e   c o e f f i c i e n t s   o f   t h e   c a l i b r a t i o n   e q u a t i o n   a r e   d e t e r m i n e d   u s i n g   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   s i m i l a r   w i t h   [ 8 ] ,   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   T h i s   p a p e r   u s e d   f i r s t   ( e q u a t i o n   ( 1 )   a n d   ( 2 ) ) ,   s e c o n d   ( e q u a t i o n   ( 3 )   a n d   ( 4 ) ( e q u a t i o n   ( 5 )   a n d   ( 6 ) )   o r d e r   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n .   P o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   i s   a   s t a t i s t i c a l   t e c h n i q u e   u s e d   t o   a p p r o x i m a t e   c o r r e l a t i o n   o f   v a r i a b l e s .   S h o w n   b e l o w   t h e   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   f o r m u l a :        1       1       1                       4        1                       4          1                       4                        7        1                       4                      7     ( , )   a n d   ( , )   r e p r e s e n t s   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   a n d   t a r g e t   ( s c r e e n   m o n i t o r )   c o o r d i n a t e   r e s p e c t i v e l y .   W i t h   9 , 1 6 ,   o r   2 5   p o i n t s   s a m p l e / t r a i n i n g   p o i n t s   i n   t h e   m o n i t o r   w i l l   p r o d u c e   9 , 1 6 ,   o r   2 5   e q u a t i o n s   f o r   e a c h   o f   t h i s   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   5 )   a n d   ( 6 )   e q u a t i o n s .   T o   o b t a i n   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   i s   u s e d   l e a s t   s q u a r e   m e t h o d .   T h i s   m e t h o d   w i l l   c o n v e r t   t h e   e q u a t i o n s   i n   m a t r i x   f o r m   ( 7 )   a n d   ( 8 )   ( h e r e   o n l y   s h o w n   s a m p l e   f o r   f i r s t   o r d e r   p o l y n o m i a l   f r o m   e q                     ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 7 7     3 8 6   C a l i b r a t i o n   a n d   P o i n t   T r a n s f o r m a t i o n   C a l i b r a t i o n   i s   n e c e s s a r y   d u e   t o   t h e   f a c t   t h a t   a   s c r e e n   m o n i t o r   i s   a   f l a t   n   b y   m   p i x e l   r e c t a n g l e   w h i l e   t h e   h u m a n   e y e   i s   n o t .   M a p p i n g   i s   r e q u i r e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   t o   t h e   c o o r d i n a t e s   o n   t h e   d i s p l a y .   C a l i b r a t i o n   m u s t   b e   d o n e   e v e r y   t i m e   t h e   s y s t e m   i s   r e s t a r t e d   d u e   t o   v a r i a t i o n s   i n   u s e .   T h e   e y e   w i l l   n o t   b e   i n   t h e   s a m e   l o c a t i o n   r e l a t i v e   t o   t i m e   t h e   s a m e   u s e r   w e a r s   i t ,   a l s o ,   d i f f e r e n t   u s e r s   w i t h   d i f f e r e n t   e y e   a n d   f a c e   s h a p e s   w i l l   r e q u i r e   a   n e w   c a l i b r a t i o n .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   i s   d o n e   u s i n g   9 ,   1 6 ,   o r   2 5   p i x e l   l o c a t i o n s ,   b y   a s k i n g   t h e   u s e r   t o   l o o k   a t   t h e   d o t   i n   m o n i t o r .   T h e   p i x e l   l o c a t i o n s                                                                                             ( b )                                                                                     ( c )   F i g u r e   7 .   C a l i b r a t i o n   p i x e l   l o c a t i o n s ,   ( a )   9   p i x e l ,   ( b )   1 6   p i x e l ,   ( c )   2 5   p i x e l l o c a t i o n   o f   t h e   e y e   w h e n   l o o k i n g   a t   t h o s e   k n o w n   p i x e l   l o c a t i o n s   t h e   c o e f f i c i e n t s   o f   t h e   c a l i b r a t i o n   e q u a t i o n   a r e   d e t e r m i n e d   u s i n g   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   s i m i l a r   w i t h   ] .   T h i s   p a p e r   u s e d   f i r s t   ( e q u a t i o n   ( 1 )   a n d   ( 2 ) ) ,   s e c o n d   ( e q u a t i o n   ( 3 )   a n d   ( 4 ) ( e q u a t i o n   ( 5 )   a n d   ( 6 ) )   o r d e r   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n .   P o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   i s   a   s t a t i s t i c a l   t e c h n i q u e   u s e d   t o   a p p r o x i m a t e   c o r r e l a t i o n   o f   v a r i a b l e s .   S h o w n   b e l o w   t h e   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n    2    3      2    3        2    3            5      6        2    3            5      6      2    3          5      6          8        9      1 0  2    3            5      6          8        9      1 0 )   r e p r e s e n t s   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   a n d   t a r g e t   ( s c r e e n   m o n i t o r )   c o o r d i n a t e   r e s p e c t i v e l y .   W i t h   9 , 1 6 ,   o r   2 5   p o i n t s   s a m p l e / t r a i n i n g   p o i n t s   i n   t h e   m o n i t o r   w i l l   p r o d u c e   9 , 1 6 ,   o r   e q u a t i o n s   f o r   e a c h   o f   t h i s   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   5 )   a n d   ( 6 )   e q u a t i o n s .   T o   o b t a i n   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   i s   u s e d   l e a s t   s q u a r e   m e t h o d .   T h i s   m e t h o d   w i l l   c o n v e r t   t h e   e q u a t i o n s   i n   m a t r i x   f o r m   ( 7 )   a n d   ( 8 )   ( h e r e   o n l y   s h o w n   s a m p l e   f o r   f i r s t   o r d e r   p o l y n o m i a l   f r o m   e q u a t i o n   1   a n d   2 ) .             I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   C a l i b r a t i o n   i s   n e c e s s a r y   d u e   t o   t h e   f a c t   t h a t   a   s c r e e n   m o n i t o r   i s   a   f l a t   n   b y   m   p i x e l   r e q u i r e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   c o o r d i n a t e s   o f   t h e   c e n t e r   o f   t h e   p u p i l   t o   t h e   c o o r d i n a t e s   o n   t h e   d i s p l a y .   C a l i b r a t i o n   m u s t   b e   d o n e   e v e r y   t i m e   t h e   s y s t e m   i s   r e s t a r t e d   d u e   t o   v a r i a t i o n s   i n   u s e .   T h e   e y e   w i l l   n o t   b e   i n   t h e   s a m e   l o c a t i o n   r e l a t i v e   t o   t i m e   t h e   s a m e   u s e r   w e a r s   i t ,   a l s o ,   d i f f e r e n t   u s e r s   w i t h   d i f f e r e n t   e y e   a n d   f a c e   s h a p e s   w i l l   r e q u i r e   a   n e w   c a l i b r a t i o n .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   i s   d o n e   u s i n g   9 ,   T h e   p i x e l   l o c a t i o n s     ( b )                                                                                     ( c )   F i g u r e   7 .   C a l i b r a t i o n   p i x e l   l o c a t i o n s ,   ( a )   9   p i x e l ,   ( b )   1 6   p i x e l ,   ( c )   2 5   p i x e l   l o c a t i o n   o f   t h e   e y e   w h e n   l o o k i n g   a t   t h o s e   k n o w n   p i x e l   l o c a t i o n s   t h e   c o e f f i c i e n t s   o f   t h e   c a l i b r a t i o n   e q u a t i o n   a r e   d e t e r m i n e d   u s i n g   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   s i m i l a r   w i t h   ] .   T h i s   p a p e r   u s e d   f i r s t   ( e q u a t i o n   ( 1 )   a n d   ( 2 ) ) ,   s e c o n d   ( e q u a t i o n   ( 3 )   a n d   ( 4 ) ) ,   o r   t h i r d   ( e q u a t i o n   ( 5 )   a n d   ( 6 ) )   o r d e r   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n .   P o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   i s   a   s t a t i s t i c a l   t e c h n i q u e   u s e d   t o   a p p r o x i m a t e   c o r r e l a t i o n   o f   v a r i a b l e s .   S h o w n   b e l o w   t h e   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   ( 1 )   ( 2 )   ( 3 )   ( 4 )   1 0             ( 5 )   1 0     ( 6 )   )   r e p r e s e n t s   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   a n d   t a r g e t   ( s c r e e n   m o n i t o r )   c o o r d i n a t e   r e s p e c t i v e l y .   W i t h   9 , 1 6 ,   o r   2 5   p o i n t s   s a m p l e / t r a i n i n g   p o i n t s   i n   t h e   m o n i t o r   w i l l   p r o d u c e   9 , 1 6 ,   o r   e q u a t i o n s   f o r   e a c h   o f   t h i s   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   5 )   a n d   ( 6 )   e q u a t i o n s .   T o   o b t a i n   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   i s   u s e d   l e a s t   s q u a r e   m e t h o d .   T h i s   m e t h o d   w i l l   c o n v e r t   t h e   e q u a t i o n s   i n   m a t r i x   f o r m   u a t i o n   1   a n d   2 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       L o w - C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n   ( I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a )   3 8 3   n P x P y  P x P x  P x  P y P y P x P y P y          K o e f X 1 K o e f X 2 K o e f X 3     =     S x P x  S x P y  S x                               ( 7 )     n P x P y  P x P x  P x  P y P y P x P y P y          K o e f Y 1 K o e f Y 2 K o e f Y 3     =     S y P x S y P y S y                             ( 8 )       K o e f Y 1 ,   K o e f Y 2 ,   K o e f Y 3   a r e   t h e   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   t h a t   w i l l   b e   c o m p u t e d .   T h e   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   a r e   c a l c u l a t e d   u s i n g   G a u s s   E l i m i n a t i o n   m e t h o d s .   T h e   n e x t   s t e p   a f t e r   t h e   c o e f f i c i e n t s   a r e   o b t a i n e d   i s   t r a n s f o r m   o r   m a p p i n g   t h e   p u p i l   c o o r d i n a t e   t o   s c r e e n   c o o r d i n a t e   t o   g e t   t h e   g a z e   p o i n t   ( G x , G y ) .   T h i s   p o i n t   c a n   b e   a c h i e v e d   b y   m u l t i p l i c a t i o n   o f   p u p i l   c o o r d i n a t e   o u t p u t   f r o m   d e t e c t i o n   o f   c e n t e r   p u p i l   w i t h   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   o u t p u t   f r o m   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s .   T h e   f i r s t   ( e q u a t i o n   ( 9 )   a n d   ( 1 0 ) ) ,   s e c o n d   ( e q u a t i o n   ( 1 1 )   a n d   ( 1 2 ) ) ,   a n d   t h i r d   ( e q u a t i o n   ( 1 3 )   a n d   ( 1 4 ) )   o r d e r   p o l y n o m i a l   g a z e   p o i n t   c a n   b e   c o m p u t e d   a s   b e l o w :     G x =   K o e f X [0 ] + P x K o e f X [1 ] +   P y K o e f X [2 ]     ( 9 )     G y =   K o e f Y [0 ] + P x K o e f Y [1 ] +   P y K o e f Y [2 ]     ( 1 0 )     =    [0 ] +  [ 1 ] +    [2 ]   +      [ 3 ]   +     ( 1 1 )   G y =   K o e f Y [0 ] + P x K o e f Y [1 ] +   P y K o e f Y [2 ] +   P x   K o e f Y [3 ] +                             P x   P y   K o e f Y [4 ] +   P y   K o e f Y [5 ]     ( 1 2 )     G x =   K o e f X [0 ] + P x K o e f X [1 ] +   P y K o e f X [2 ] +   P x   K o e f X [3 ] +                         P x   P y   K o e f X [ 4 ] +   P y   K o e f X [ 5 ] +   P x   K o e f X [6 ] +                           P x P y   K o e f X [7 ] +   P x   P y   K o e f X [8 ] +   P y   K o e f X [9 ]     ( 1 3 )     G y =   K o e f Y [0 ] + P x K o e f Y [1 ] +   P y K o e f Y [2 ] +   P x   K o e f Y [3 ] +                         P x   P y   K o e f Y [ 4 ] +   P y   K o e f Y [5 ] +   P x   K o e f Y [6 ] +                           P x P y   K o e f Y [7 ] +   P x   P y   K o e f Y [8 ] +   P y   K o e f Y [9                                 ( 1 4 )     T h i s   g a z e   p o i n t   c a n   b e   u s e d   t o   c o n t r o l   t h e   m o v e m e n t   o f   m o u s e   c u r s o r   u s i n g   o u r   e y e .       3 .   R e s u l t s   a n d   A n a l y s i s   T o   o b t a i n   p e r f o r m a n c e   o f   t h i s   s y s t e m ,   t h e   t e s t i n g   u s e d   d a t a   f r o m   1 0   u s e r s .   E a c h   u s e r   d o   9   m o d e l   t e s t i n g   ( c o m b i n a t i o n   o f   9 ,   1 6 ,   2 5   s a m p e l   p o i n t   w i t h   f i r s t ,   s e c o n d   a n d   t h i r d   o r d e r   p o l y n o m i a l ) .   F r o m   e a c h   m o d e l   t e s t i n g   o f   e a c h   u s e r   i s   c a l c u l a t e d   t h e   g a z e   p o i n t s   a n d   c a l c u l a t e   t h e   d i s t a n c e   ( e r r o r   p i x e l s )   b e t w e e n   t h e   p o i n t   a n d   3 6   t e s t i n g   p o i n t s   i n   t h e   m o n i t o r   s c r e e n   u s i n g   e u c l i d e a n   d i s t a n c e   [ 2 2 ]   ( s e e   F i g u r e   8 ) .   A v e r a g e   ( a v g E r r o r )   a n d   m a x i m a l   ( m a x E r r o r )   e r r o r   d i s t a n c e   f r o m   3 6   d i s t a n c e s   f r o m   e a c h   m o d e l   t e s t i n g   o f   e a c h   u s e r   a r e   c o m p u t e d .   T o   m e a s u r e   w h i c h   m o d e l   h a s   t h e   b e s t   p e r f o r m a n c e ,   f o u r   i n d i c a t o r s   b e l o w   a r e   c o m p u t e d   u s i n g   1 0   u s e r s   i n   o f f l i n e   m o d e :     -   a v e r a g e   d i s t a n c e / e r r o r   p i x e l   ( f i n a l A v g E r r o r )   -   a v e r a g e   m a x i m a l   d i s t a n c e / e r r o r   p i x e l   ( f i n a l M a x E r r o r )   -   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   b e t w e e n   a v g E r r o r   a n d   f i n a l A v g E r r o r   ( f i n a l S t d D e v i a s i A v g E r r o r )   -   s t a n d a r d   d e v i a t i o n   b e t w e e n   M a x E r r o r   a n d   f i n a l M a x E r r o r   ( f i n a l S t d D e v i a s i M a x E r r o r ) .     G r a y   c i r c l e s   i n   F i g u r e   8   r e p r e s e n t s   t a r g e t   p o i n t s ,   w h i l e   b l a c k   c r o s s   s i g n   r e p r e s e n t s   g a z e   p o i n t   o b t a i n e d   f r o m   t e s t i n g .   T h e   F i g u r e   i s   o b t a i n e d   f r o m   m o d e l   9   w h i c h   c o m b i n e   2 5   s a m p l e   p o i n t s   w i t h   t h i r d   o r d e r   r e g r e s s i o n   p o l y n o m i a l .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     3 8 4   ( a )                                                                                                                                                   F i g u r e   8 .   ( a )   3 6   p o i n t   t e s t i n g   g r i d ,   ( b )   t e s t i n g   r e s u l t   f r o m   c o m b i n a t i o n   o f   2 5   s a m p l e   p o i n t   a n d       F i g u r e   9 .   C o m p a r a t i o n   o f   9   t e s t i n g   m o d e l T h e   g r a p h i c   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   9   h a s   b e e n   s o r t e d   b a s e d   o n   t h e   l o w e s t   a c c u r a c y   f r o m   l e f t   t o   r i g h t .   S o r t i n g   p r o c e s s   u s e s   a v e r a g e   v a l u e   f r o m   4   i n d i c a t o r   w h i c h   h a s   b e e n   t o l d   b e f o r e .   T h e   g r a p h i c   t e l l   u s   s e v e r a l   t h i n g s   b e l o w :   1 .   I n   g e n e r a l   a l l   m o d e l s   e x c e p t   m o d e l   3   g i v e   a   h i g h   e n o u g h   a c c u r a c y   b a s e d   o n   f i n a l A v g E r r o r   r e s u l t .   T h i s   a c c u r a c y   r a n g e   f r o m   2 T h i s   r e s u l t   r e l a t i v e l y   c l o s e d   t o   t h e   r e s u l t   i n   [ 7 ] ,   n a m e l y   a b o u t   0 . 3 2 7 2 .   T h e   b e s t   m o d e l   f r o m   l e f t   t o   r i g h t   a r e   m o d e l   9 ,   8 ,   7 ,   5 ,   6 ,   4 ,   3 ,   2 ,   1 ,   a n d   t h e   l a s t   3 . 3 .   M o d e l   t h a t   u s e   m o r e   s a m p l e   p o i n t s   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   8   a n d   7   u s e s   2 5   p o i n t s m o d e l   a f t e r   t h a t   a r e   m o d e l   5   ,   6   ,   a n d   4   u s e s   1 6   s a m p l e   p o i n t s a r e   m o d e l   2 ,   1 ,   a n d   3   u s e s   9   s a m p l e   p o i n t s . 4 .   T h e   s e c o n d   a n d   t h i r d   o r d e r p o l y n o m i a l   l i n e r   r e g r e s s i o n   ( f i r s t   o r d e r ) .   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   8   a n d   7 ,   i n     m o d e l   9   a n d   8   u s e s   t h i r d   a n d   s e c o n d   o r d e u s e s   f i r s t   o r d e r .   N e x t   t h r e e   m o d e l   5 ,   6   a n d   4 ,   i n   m o d e l   5   a n d   6   u s e s   t h i r d   a n d   s e c o n d   o r d e r   r e s p e c t i v e l y ,   w h e r e a s   m o d e l   4   u s e s   f i r s t   o r d e r .   T h e r e   w a s   e x c e p t i o n   i n   n e x t   t h r e e   m o d e l   2 , 1   0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 Mo d e l   9 Mo d e l   8 Mo d e l   7                   ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 7 7     3 8 6                                                                                                                                                   ( b )   ( a )   3 6   p o i n t   t e s t i n g   g r i d ,   ( b )   t e s t i n g   r e s u l t   f r o m   c o m b i n a t i o n   o f   2 5   s a m p l e   p o i n t   a n d   t h i r d   o r d e r   r e g r e s s i o n   p o l y n o m i a l .   F i g u r e   9 .   C o m p a r a t i o n   o f   9   t e s t i n g   m o d e l       T h e   g r a p h i c   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   9   h a s   b e e n   s o r t e d   b a s e d   o n   t h e   l o w e s t   a c c u r a c y   f r o m   t o   r i g h t .   S o r t i n g   p r o c e s s   u s e s   a v e r a g e   v a l u e   f r o m   4   i n d i c a t o r   w h i c h   h a s   b e e n   t o l d   b e f o r e .   T h e   g r a p h i c   t e l l   u s   s e v e r a l   t h i n g s   b e l o w :     I n   g e n e r a l   a l l   m o d e l s   e x c e p t   m o d e l   3   g i v e   a   h i g h   e n o u g h   a c c u r a c y   b a s e d   o n   f i n a l A v g E r r o r   r e s u l t .   T h i s   a c c u r a c y   r a n g e   f r o m   2 6 . 2   u n t i l   1 4 . 2   p i x e l   o r   0 . 7 3 o   u n t i l   0 . 3 9 o T h i s   r e s u l t   r e l a t i v e l y   c l o s e d   t o   t h e   r e s u l t   i n   [ 7 ] ,   n a m e l y   a b o u t   0 . 3 2 7 o .     T h e   b e s t   m o d e l   f r o m   l e f t   t o   r i g h t   a r e   m o d e l   9 ,   8 ,   7 ,   5 ,   6 ,   4 ,   3 ,   2 ,   1 ,   a n d   t h e   l a s t   3 . t h a t   u s e   m o r e   s a m p l e   p o i n t s   i n   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   g i v e   m o r e   a c c u r a t e   r e s u l t .   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   8   a n d   7   u s e s   2 5   p o i n t s m o d e l   a f t e r   t h a t   a r e   m o d e l   5   ,   6   ,   a n d   4   u s e s   1 6   s a m p l e   p o i n t s ,     a n d   t h e   l a s t   t h r e e   m o d e l   u s e s   9   s a m p l e   p o i n t s .   T h e   s e c o n d   a n d   t h i r d   o r d e r   p o l y n o m i a l   ( n o n   l i n i e r )   r e g r e s s i o n   g i v e   m o r e   a c c u r a t e   t h a n   r e g r e s s i o n   ( f i r s t   o r d e r ) .   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   8   a n d   7 ,   i n     m o d e l   9   a n d   8   u s e s   t h i r d   a n d   s e c o n d   o r d e r   r e s p e c t i v e l y ,   w h e r e a s   i n   m o d e l   7   u s e s   f i r s t   o r d e r .   N e x t   t h r e e   m o d e l   5 ,   6   a n d   4 ,   i n   m o d e l   5   a n d   6   u s e s   t h i r d   a n d   s e c o n d   o r d e r   r e s p e c t i v e l y ,   w h e r e a s   m o d e l   4   u s e s   f i r s t   o r d e r .   T h e r e   w a s   e x c e p t i o n   i n   n e x t   t h r e e   m o d e l   2 , 1   Mo d e l   Mo d e l   5 Mo d e l   6 Mo d e l   4 Mo d e l   2 Mo d e l   1 Mo d e l   3             I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     ( a )   3 6   p o i n t   t e s t i n g   g r i d ,   ( b )   t e s t i n g   r e s u l t   f r o m   c o m b i n a t i o n   o f   2 5   s a m p l e   p o i n t   a n d     T h e   g r a p h i c   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   9   h a s   b e e n   s o r t e d   b a s e d   o n   t h e   l o w e s t   a c c u r a c y   f r o m   t o   r i g h t .   S o r t i n g   p r o c e s s   u s e s   a v e r a g e   v a l u e   f r o m   4   i n d i c a t o r   w h i c h   h a s   b e e n   t o l d   b e f o r e .   I n   g e n e r a l   a l l   m o d e l s   e x c e p t   m o d e l   3   g i v e   a   h i g h   e n o u g h   a c c u r a c y   b a s e d   o n   f i n a l A v g E r r o r   o   i n   v i s u a l   d e g r e e .   T h e   b e s t   m o d e l   f r o m   l e f t   t o   r i g h t   a r e   m o d e l   9 ,   8 ,   7 ,   5 ,   6 ,   4 ,   3 ,   2 ,   1 ,   a n d   t h e   l a s t   3 .   i n   t h e   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s   g i v e   m o r e   a c c u r a t e   r e s u l t .   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   8   a n d   7   u s e s   2 5   p o i n t s ,     t h e n   t h e   t h r e e   t h e   l a s t   t h r e e   m o d e l   r e g r e s s i o n   g i v e   m o r e   a c c u r a t e   t h a n   r e g r e s s i o n   ( f i r s t   o r d e r ) .   T h i s   c a n   b e e n   s e e n   f r o m   t h e   t o p   t h r e e   m o d e l   a r e   9 ,   r   r e s p e c t i v e l y ,   w h e r e a s   i n   m o d e l   7   u s e s   f i r s t   o r d e r .   N e x t   t h r e e   m o d e l   5 ,   6   a n d   4 ,   i n   m o d e l   5   a n d   6   u s e s   t h i r d   a n d   s e c o n d   o r d e r   r e s p e c t i v e l y ,   w h e r e a s   m o d e l   4   u s e s   f i r s t   o r d e r .   T h e r e   w a s   e x c e p t i o n   i n   n e x t   t h r e e   m o d e l   2 , 1   f i n al A vg E r r o r f i n al Max E r r o r f i n al S t d A vg E r r o r f i n al S t d Max E r r o r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       L o w - C o s t   B a s e d   E y e   T r a c k i n g   a n d   E y e   G a z e   E s t i m a t i o n   ( I   K e t u t   G e d e   D a r m a   P u t r a )   3 8 5   a n d   3 ,   i n   m o d e l   3   w h i c h   u s e s   t h i r d   o r d e r   g i v e   t h e   w o r s t   a c c u r a c y ,   t h i s   i s   b e c a u s e   t h e   n u m b e r   o f   s a m p l e   p o i n t s   u s e s   i n   m o d e l   3   a r e   9   p o i n t s   w h i c h   i s   t h a t   s a m p l e   p o i n t s   s m a l l e r   t h a n   t h e   n u m b e r   o f   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   r e s u l t   u s e s   t h i r d   o r d e r   ( 1 0   c o e f f i c i e n t s ) .   M a i n   p r e r e q u i s i t e   f r o m   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   m e t h o d   i s   t h e   n u m b e r   o f   s a m p l e   p o i n t s   h a s   t o   b e   g r e a t e r   t h a n   t h e   n u m b e r   o f   r e g r e s s i o n   c o e f f i c i e n t s   r e s u l t .     5 .   C h o i s e   o f   n u m b e r   o f   o r d e r   i n   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   h a s   d i r e c t   e f f e c t   t o   t h e   n u m b e r   o f   s a m p l e   p o i n t s   i n   c a l i b r a t i o n   p r o c e s s .   T h e   h i g h e r   o r d e r   i s   u s e d ,   s o   t h e   g r e a t e r   n u m b e r   o f   s a m p l e   p o i n t s   i s   r e q u i r e d .         4 .   C o n c l u s i o n       W e   h a v e   b e e n   d e v e l o p e d   a   l o w   c o s t   d e v i c e   f o r   g a z e   t r a c k i n g   s y s t e m .   T h e   d e v i c e   i s   b u i l t   b y   u t i l i z i n g   o f   m o d i f i e d   w e b c a m   i n   i n f r a r e d   s p e c t r u m .   A   n e w   t e c h n i q u e   i s   p r o p o s e d   i n   t h i s   p a p e r   t o   d e t e c t   t h e   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   b a s e d   o n   c o n n e c t e d   c o m p o n e n t   l a b e l i n g .   T h e   f i r s t ,   s e c o n d ,   a n d   t h i r d   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   a l s o   t r i e d   i n   t h e   e x p e r i m e n t s   t o   d e t e r m i n e   t h e   p o i n t   o f   g a z e .   B y   c o m b i n a t i o n   o f   c e n t e r   p u p i l   c o o r d i n a t e   d e t e c t i o n   m e t h o d   w i t h   t h i r d   o r d e r   p o l y n o m i a l   r e g r e s s i o n   i n   d e t e r m i n i n g   t h e   g a z e   p o i n t ,   t h e   e x p e r i m e n t   r e s u l t s   s h o w   o u r   s y s t e m   h a s   a n   a c c e p t a b l e   a c c u r a c y   r a t e   w i t h   e r r o r   p i x e l   r a n g e   b e t w e e n   2 6 . 2   t o   1 4 . 2   p i x e l   o r     0 . 7 0   o   t o   0 . 3 9 o   i n   v i s u a l   d e g r e e .     T h e   a p p l i e d   o f   t h i s   s y s t e m   o n   s p e c i f i c   a p p l i c a t i o n   f o r   g e n e r a l   p u b l i c   d o m a i n   i s   i n t e r e s t i n g   f u r t h e r   r e s e a r c h   a r e a .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   A.   D u c h o w s k i .   b r e a d t h - f i r s t   s u r v e y   o f   e y e - t r a c k i n g   a p p l i c a t i o n s .   Be h a v i o r   R e s e a r c h   M e t h o d s   I n s t r u m e n t s   a n d   C o m p u t e r s .   2 0 0 2 ;   3 4 ( 4 ) :   4 5 5 4 7 0 .   [ 2 ]     R .   J a c o b .   T h e   u s e   o f   e y e   m o v e m e n t s   i n   h u m a n - c o m p u t e r   i n t e r a c t i o n   t e c h n i q u e s :   w h a t   y o u   l o o k   a t   i s   w h a t   y o u   g e t .   AC M   T r a n s a c t i o n s   o n   I n f o r m a t i o n   S y s t e m s .   1 9 9 1 ;   9 ( 2 ) :   1 5 2 1 6 9 .   [ 3 ]     P.   M a j a r a n t a ,   K.   R a i h a .   T w e n t y   y e a r s   o f   e y e   t y p i n g :   s y s t e m s   a n d   d e s i g n   i s s u e s .   I n   A C M   Ey e   T r a c k i n g   R e s e a r c h   a n d   A p p l i c a t i o n s   Sy m p o s i u m .   N e w   O r l e a n s ,   L o u i s i a n a ,   U SA.   M a r c h   2 0 0 2 ;   1 :   1 5 2 2 .   [ 4 ]     A.   J .   H o r n o f ,   A.   C a v e n d e r ,   R .   H o s e l t o n .   Ey e d r a w :   a   s y s t e m   f o r   d r a w i n g   p i c t u r e s w i t h   e y e   m o v e m e n t s .   I n   AC M   SI G AC C ESS  C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r s   a n d   Ac c e s s i b i l i t y .   At l a n t a ,   G e o r g i a .   O c t o b e r   2 0 0 4 ;   1 :   8 6 9 3 .   [ 5 ]   L .   Si b e r t ,   R .   J a c o b .     E v a l u a t i o n   o f   e y e   g a z e   i n t e r a c t i o n .     I n   SI G C H I   C o n f e r e n c e   o n   H u m a n   F a c t o r s   i n   C o m p u t i n g   Sy s t e m s .   H a g u e ,   N e t h e r l a n d s .   Ap r i l   2 0 0 0 ;   1 :   2 8 1 2 8 8 .   [ 6 ]     V.   T a n r i v e r d i ,     R .   J a c o b .   I n t e r a c t i n g   w i t h   e y e   m o v e m e n t s   i n   v i r t u a l   e n v i r o n m e n t s .   I n   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   SI G C H I   C o n f e r e n c e   o n   H u m a n   F a c t o r s   i n   C o m p u t i n g   Sy s t e m s .   H a g u e ,   N e t h e r l a n d s .   Ap r i l   2 0 0 0 ;   1 :     2 6 5 2 7 2 .   [ 7 ]     Y a n g   X ,   J i a n d e   Su n ,     J u   L i u ,   J i n y u   C h u ,   W e i   L i e ,   Y u l i n g   G a o .     G a z e   t r a c k i n g   s c h e m e   f o r   e y e - b a s e d   i n t e l l i g e n t   c o n t r o l .   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   8 t h   w o r l d   C o n g r e s s   o n   I n t e l l i g e n t   C o n t r o l   a n d   Au t o m a t i o n .   J i n a n ,   C h i n a .   J u l y   2 0 1 0 ;   1 :   5 0 - 5 5 .   [ 8 ]     J o s e   Si g u t ,   Si d - A h m e d   Si d h a .   I r i s   C e n t e r   C o r n e a l   R e f l e c t i o n   M e t h o d   f o r   G a z e   T r a c k i n g   U s i n g   Vi s i b l e   L i g h t .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   Bi o m e d i c a l   E n g i n e e r i n g .   2 0 1 1 ;   5 8 ( 2 ) :   4 1 1 - 4 1 9 .   [ 9 ]     L e e   H C . ,   D u e   T h i e n   L u o n g ,   C h u l   W o o   C h o ,   Eu i   C h u l   L e e ,   Ka n g   R y o u n g   Pa r k .   G a z e   T r a c k i n g   s y s t e m   a t   a   d i s t a n c e   f o r   c o n t r o l l i n g   I PT V.   I EEE   T r a n s a c t i o n   o n   C o n s u m e r   E l e c t r o n i c s .   2 0 1 0 ;   5 6 ( 4 ) :   2 5 7 7 - 2 5 8 3 .   [ 1 0 ]     D a n   W i t z n e r   H a n s e n ,   Q i a n g   J i .   I n   t h e   Ey e   o f   t h e   Be h o l d e r :   A   Su r v e y   o f   M o d e l s   f o r   Ey e s   a n d   G a z e .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   P a t t e r n   A n a l y s i s   a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e .   2 0 1 0 ;   3 2 ( 3 ) :   4 7 8 - 5 0 0 .   [ 1 1 ]     L a w r e n c e   H . Y u ,   M o s h e   Ei z e n m a n .   N e w   M e t h o d o l o g y   f o r   D e t e r m i n i n g   Po i n t - o f - G a z e   i n   H e a d - M o u n t e d   Ey e   T r a c k i n g   Sy s t e m s .   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n   B i o m e d i c a l   En g i n e e r i n g .   2 0 0 4 ;   5 1 ( 1 0 ) :   1 7 6 5 - 1 7 7 3 .   [ 1 2 ]     Z h o r   R a m d a n e   C h e r i f ,   Am i n e   N a i t   Al i .   An   A d a p t i v e   Al g o r i t h m   f o r   Ey e - G a z e - T r a c k i n g - D e v i c e   C a l i b r a t i o n .   I EEE  T r a n s a c t i o n s   O n   I n s t r u m e n t a t i o n   a n d   M e a s u r e m e n t .   2 0 0 8 ;   5 7 ( 4 ) :   7 1 6 - 7 2 3 .   [ 1 3 ]     C r a i g   H e n n e s s e y ,   Bo r n a   N o u r e d d i n ,   Pe t e r   L a w r e n c e .   F i x a t i o n   Pr e c i s i o n   i n   H i g h - Sp r e e d   N o n c o n t a c t   E x e - G a z e   T r a c k i n g .   I EEE   T r a n s a c t i o n s   o n   s y s t e m s ,   M a n ,   a n d   c y b e r n e t i c s - Pa r t   B: C y b e r n e t i c s .   2 0 0 8 ;   3 8 ( 2 ) :   2 8 9 - 2 9 8 .   [ 1 4 ]     C r a i g   H e n n e s s e y ,   Pe t e r   L a w r e n c e .   N o n c o n t a c t   Bi n o c u l a r   Ey e - G a z e   T r a c k i n g   f o r   Po i n t - o f - G a z e   Es t i m a t i o n   i n   T h r e e   D i m e n s i o n s .   I EEE  t r a n s a c t i o n s   o n   b i o m e d i c a l   e n g i n e e r i n g .   2 0 0 9 ;   5 6 ( 3 ) :   7 9 0 : 7 9 9 .   [ 1 5 ]     I o a n a   B a c i v a r o v ,   M i r c e a   I o n i t a ,   Pe t e r   C o r c o r a n .   St a t i s t i c a l   M o d e l s   o f   Ap p e a r a n c e   f o r   Ey e   t r a c k i n g   a n d   Ey e   Bl i n k   D e t e c t i o n   a n d   M e a s u r e m e n t .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   C o n s u m e r   El e c t r o n i c s .   2 0 0 8 ;   5 4 ( 3 ) :   1 3 1 2 - 1 3 2 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 7 7     3 8 6   3 8 6 [ 1 6 ]     L .   Y o u n g ,   D .   Sh e e n a .   S u r v e y   o f   e y e   m o v e m e n t   r e c o r d i n g   m e t h o d s .   B e h a v i o r   R e s e a r c h   M e t h o d s   a n d   I n s t r u m e n t a t i o n .   1 9 7 5 ;   7 :   3 9 7 4 2 9 .   [ 1 7 ]     J . Ba b c o c k ,   J . Pe l z .   Bu i l d i n g   a   l i g h t   w e i g h t   e y e   t r a c k i n g   h e a d   g e a r .   I n   AC M   Ey e   T r a c k i n g   R e s e a r c h   a n d   Ap p l i c a t i o n s   Sy m p o s i u m .   Sa n   An t o n i o ,   T X ,   U SA.   2 0 0 4 ;   1 :   1 0 9 1 1 4 ,   [ 1 8 ]     L i ,   D o n h e n g ,   Ba b c o c k   J a s o n ,   J   Pa r k h u r s t   D e r r i c k .   o p e n Ey e s :   a   l o w - c o s t   h e a d - m o u n t e d   e y e - t r a c k i n g   s o l u t i o n .   AC M   Ey e   T r a c k i n g   R e s e a r c h   a n d   Ap p l i c a t i o n s   Sy m p o s i u m .   Sa n   D i e g o ,   C A,   U SA.   2 0 0 6 ;   1 :   9 5 - 1 0 0 .   [ 1 9 ]       Ka r t i k a   F i r d a u s y ,   Se l a m a t   R i y a d i ,   T o l e   Su t i k t o ,   M u c h l a s .   Ap l i k a s i   W e b c a m   u n t u k   Si s t e m   Pe m a n t a u   r u a n g   b e r b a s i s   W e b .   T E L KO M N I KA .   Ap r i l   2 0 0 8 ;   6 ( 1 ) :   3 9 - 4 8 .         [ 2 0 ]     G o u j i a n   S h a o ,   M i n g   C h e ,   Bi n g y i   Z h a n g ,   K u n f a n g   C e n ,   W e i   G a o .   N o v e l   S i m p l e   2 D   M o d e l   o f   Ey e   G a z e   Es t i m a t i o n .   Se c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n t e l l i g e n t   H u m a n - M a c h i n e   Sy s t e m s   a n d   C y b e r n e t i c s .   N a n j i n g ,   C h i n a .   2 0 1 0 ;   1 :   3 0 0 - 3 0 4 .   [ 2 1 ]     Q i o n g   Z h a n g ,   Z h i l i a n g   W a n g ,   J i a n n a n   C h i ,   Pe n g y i   Z h a n g ,   Y i   Y a n g .   D e s i g n   a n d   C a l i b r a t i o n   f o r   G a z e   T r a c k i n g   Sy s t e m .   2 n d   I EEE  i n t e r n a t i o n a l   c o n f e r e n c e   o n   i n f o r m a t i o n   m a n a g e m e n t   a n d   e n g i n e e r i n g .   C h e n g d u ,   Si c h u a n ,   C h i n a .   Ap r i l   2 0 1 0 ;   5 :   2 2 1 - 2 2 5 .   [ 2 2 ]         Ab d u l   F a d l i l .   An   A u t o m a t i c   I d e n t i f i c a t i o n   Sy s t e m   o f   H u m a n   Sk i n   I r r i t a t i o n .   T EL KO M N I KA .     D e c e m b e r   2 0 1 0 ;   8 ( 3 ) :   2 5 5 - 2 6 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.