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INTERFACCE A CONTROLLO OCULARE: CARATTERISTICHE, APPLICAZIONI E SCENARI FUTURI Relatore: Prof. Marco Porta Correlatore: Prof.ssa Lidia Falomo Tesi di laurea.

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1 INTERFACCE A CONTROLLO OCULARE: CARATTERISTICHE, APPLICAZIONI E SCENARI FUTURI Relatore: Prof. Marco Porta Correlatore: Prof.ssa Lidia Falomo Tesi di laurea di Federico Dellafiore Anno accademico 2010/2011 Università degli Studi di Pavia Facoltà di Economia, Giurisprudenza,Ingegneria, Lettere e Filosofia, Scienze Politiche Corso di Laurea Interfacoltà in Comunicazione Interculturale e Multimediale

2 EYE TRACKING Metodo di analisi oculare Metodo di analisi oculare Metodo di puntamento oculare Metodo di puntamento oculare Eye Tracker: il mezzo che permette di effettuare la misurazione dei movimenti dellocchio Eye Tracker: il mezzo che permette di effettuare la misurazione dei movimenti dellocchio

3 I 4 METODI DI EYE TRACKING Electro-OculoGraphy (EOG) Electro-OculoGraphy (EOG) Scleral contact lens/search coil Scleral contact lens/search coil Photo-OculoGraphy Photo-OculoGraphyVideo-OculoGraphy Video-Based Combined Pupil/Corneal Reflection (PCCR) Video-Based Combined Pupil/Corneal Reflection (PCCR)

4 ELECTRO-OCULOGRAPHY (EOG) Gli elettrodi attorno agli occhi rilevano la differenza di potenziale elettrico tra la pelle e la cavità oculare

5 SCLERAL CONTACT LENS/SEARCH COIL Speciale lente a contatto che permette la misurazione del campo magnetico generato dal movimento dellocchio

6 PHOTO-OCULOGRAPHY VIDEO-OCULOGRAPHY Utilizzano una fotocamera o una videocamera Utilizzano una fotocamera o una videocamera Fotodiodi ad infrarossi emettono luce invisibile Fotodiodi ad infrarossi emettono luce invisibile

7 VIDEO-BASED COMBINED PUPIL/CORNEAL REFLECTION Uno o più LED a infrarossi illuminano locchio Uno o più LED a infrarossi illuminano locchio Un software calcola il punto fissato basandosi sulla posizione del centro della pupilla e sulla riflessione corneale Un software calcola il punto fissato basandosi sulla posizione del centro della pupilla e sulla riflessione corneale

8 APPLICAZIONI

9 DISABILITÀ E ACCESSIBILITÀ Disabilità visiva: screen reader Disabilità visiva: screen reader Disabilità uditiva: testo o immagini che sostituiscono i suoni Disabilità uditiva: testo o immagini che sostituiscono i suoni Disabilità cognitiva: linguaggi che associano rappresentazioni grafiche ai diversi termini Disabilità cognitiva: linguaggi che associano rappresentazioni grafiche ai diversi termini Disabilità fisica: sistemi di puntamento oculare Disabilità fisica: sistemi di puntamento oculare

10 A CHI SONO RIVOLTI I SISTEMI DI PUNTAMENTO OCULARE? Ad esempio, ai malati di: Sclerosi multipla Sclerosi multipla Distrofia muscolare Distrofia muscolare Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA)

11 SISTEMI DI PUNTAMENTO OCULARE Sistema mono-oculare Sistema mono-oculare Click del mouse tramite metodo di fissazione (dwell time) Click del mouse tramite metodo di fissazione (dwell time) Applicativo 2PC Applicativo 2PC The Grid The Grid EyeGaze System (U.S.A.)

12 Quick Glance 3 (U.S.A.) Sistema binoculare Sistema binoculare Click del mouse tramite battito di ciglia (eye wink) o fissazione (dwell time) Click del mouse tramite battito di ciglia (eye wink) o fissazione (dwell time) Software base per Internet ed Software base per Internet ed The Grid in opzione per Word The Grid in opzione per Word

13 ERICA (U.S.A.) Sistema mono-oculare Sistema mono-oculare Click del mouse tramite fissazione, battito di ciglia oppure switch esterno Click del mouse tramite fissazione, battito di ciglia oppure switch esterno Software Life Mate 3.0 Software Life Mate 3.0

14 TM4 (U.S.A.) Sistema binoculare Sistema binoculare Click del mouse tramite fissazione, battito di ciglia o switch esterno Click del mouse tramite fissazione, battito di ciglia o switch esterno The Grid The Grid Domotica (controllo dellambiente esterno) Domotica (controllo dellambiente esterno)

15 MyTobii (Svezia) Sistema binoculare Sistema binoculare Click del mouse tramite battito di ciglia, fissazione o switch esterno Click del mouse tramite battito di ciglia, fissazione o switch esterno Software iAble Software iAble Algoritmi e calcoli compensativi: permettono luso del sistema a persone che non riescono a tener fermo il capo Algoritmi e calcoli compensativi: permettono luso del sistema a persone che non riescono a tener fermo il capo

16 SOFTWARE DI SCRITTURA OCULARE Diverse tecniche di input: Switch oculare Switch oculare Eye typing Eye typing Eye writing Eye writing

17 SWITCH OCULARE Scanning sequenziale riga-colonna Scanning sequenziale riga-colonna

18 EYE TYPING VS. EYE WRITING Tastiera a schermo (eye typing), EyeWrite (eye writing), Eye-S (eye writing)

19 GazeTalk (eye typing) GazeTalk (eye typing)

20 ALTRI METODI DI INPUT OCULARE VisionKey Sistema posizionato sulla montatura Sistema posizionato sulla montatura Richiede due movimenti distinti: Richiede due movimenti distinti: 1.Guardare langolo al bordo del grafico 2.Fissare la casella dove è inserita la lettera

21 Quickwriting Lo sguardo parte dal centro dellarea di selezione Lo sguardo parte dal centro dellarea di selezione Lutente sceglie uno dei gruppi che contiene la lettera Lutente sceglie uno dei gruppi che contiene la lettera Le sezioni adiacenti mostrano ciascuna lettera del gruppo Le sezioni adiacenti mostrano ciascuna lettera del gruppo

22 Dasher Interfaccia di zoom che opera con gesti di puntamento continui Interfaccia di zoom che opera con gesti di puntamento continui Lutente sposta lo sguardo verso larea che raggruppa le lettere Lutente sposta lo sguardo verso larea che raggruppa le lettere Il sistema inizia a zoomare verso la regione di spazio che contiene la lettera desiderata Il sistema inizia a zoomare verso la regione di spazio che contiene la lettera desiderata

23 Stargazer Caratterizzato dalla funzione di zoom Caratterizzato dalla funzione di zoom I caratteri sono disposti circolarmente attorno allarea centrale I caratteri sono disposti circolarmente attorno allarea centrale Lutente sposta il cursore verso la lettera desiderata che inizia ad ingrandirsi per facilitarne la selezione Lutente sposta il cursore verso la lettera desiderata che inizia ad ingrandirsi per facilitarne la selezione

24 PERCHÈ LEYE TRACKING E LA DISABILITÀ? Luomo è un animale sociale Luomo è un animale sociale Eye tracker = canale di comunicazione Eye tracker = canale di comunicazione La tecnologia diventa amica delluomo La tecnologia diventa amica delluomo Il fine è il raggiungimento della libertà personale Il fine è il raggiungimento della libertà personale

25 CONCLUDENDO: EYE TRACKING COME SOLUZIONE PER IL FUTURO? Interazione classica col mouse: Spostamento della mano per posizionarla sul mouse Spostamento della mano per posizionarla sul mouse Movimento dellocchio per scegliere loggetto Movimento dellocchio per scegliere loggetto Movimento del mouse per spostare il cursore verso loggetto desiderato Movimento del mouse per spostare il cursore verso loggetto desiderato Pressione del tasto del mouse Pressione del tasto del mouse Risposta del sistema Risposta del sistema

26 Interazione con eye tracking: Spostamento dello sguardo sulloggetto di interesse Spostamento dello sguardo sulloggetto di interesse Esecuzione dellazione oculare sulloggetto Esecuzione dellazione oculare sulloggetto Risposta del sistema Risposta del sistema Il tempo per eseguire delle azioni con un eye tracker dovrebbe essere minore rispetto allinterazione ordinaria col mouse


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