眼动仪的时间精度

本页描述了能够对眼动仪时间精度产生影响的几个不同因素。

Tobii眼动仪采用的技术是传统的PCCR遥测式眼动追踪技术的改进版 (US Patent US7,572,008)。Tobii眼动仪使用了近红外光源使用户眼睛的角膜和瞳孔上产成反射图像,然后使用两个图像传感器采集眼睛与反射的图像。传感器将捕捉的图像发送给眼动仪的固件 ‐ TET Server (或Tobii眼动追踪服务器)。然后使用先进的图像处理算法和一个三维眼球模型精确地计算出眼睛在空间中的位置和视线位置。 TET Server也会在接收到每张图像时对其通过时间动态链接库-TTime.dll来进行标记。此链接库从眼动仪处理器的高精度中提取精度计数器中提取事时间息。然后TET Server会对此时间戳进行重新计算,以呈现图片被传感器捕捉到的时间。  

对于Tobii Pro ‐50

系列, X2-60和X3系列眼动仪来说,TET Server被安装在外部计算机上,通过USB和火线连接来运行。 传感器图像通过这种方式被传送到计算机。外部计算机上的TET Server会将这些图像处理成眼动数据。之后,TET Server会被其他应用调用 (例如,Tobii Pro Studio软件) 来提取和记录这些原始
的眼动数据。这些应用可以运行在TET Server计算机或其他不同的计算机上。提取眼动数据时间戳的方法是通过安装有TET Server计算机上的高精度处理器和QueryPerformanceCounter与QueryPerformanceFrequency函数共同完成的。 

对于Tobii Pro T/X系列和X2-30眼动仪来说,TET Server被集成在眼动仪的硬件系统中。因此眼动传感器的图像是由眼动仪来处理的,并且会通过TCP/IP或USB连接将这些数据传送到网络中。这种方式使眼动仪和外部应用程序(如Tobii Pro Studio软件)的集成更加简单、高效。由于TET Server运行在与计算机独立的专用环境中,因此可减少图像处理和眼动数据计算对处理器带来的负荷。在实时应用程序中,延迟也是重要的考察因素之一。应用程序与眼动仪之间的交互取决于眼动数据传输到应用程序的速度。例如,在Gaze‐Contingency研究范式和基于眼睛的交互应用中,测试通常需要被试者在特定的时间内观察屏幕的特定区域 ,以此来触发一个反馈。但对于记录的后期分析,眼动仪的采样率,眼动数据时间戳的处理以及与刺激呈现和数据采集应用程序之间的同步等因素都会影响到数据分析中所用到的时间精度 (例如基于图片和网页的测试)。  

眼动仪的延迟

眼动仪的延迟是指图像被眼动追踪传感器捕捉到的时间点(混合曝光)到TET Server将眼动数据输出到网络或输出到眼动追踪应用程序(例如 Tobii

Pro Studio)所用的时间。这种延迟包含了眼动传感器的曝光,数据传输,数据处理和系统本身的的延迟(眼动仪处理器, 网络和数据采集计算机)。 

Tobii眼动仪的技术规格中有两种类型的延迟:

"数据处理延迟" 和 "整体系统延迟"。整体系统延迟是指从眼部图像被曝光的中点到该样本被计算机通过API有效识别到所用的时间。这包含了眼睛图像曝光时间的一半加上图像读出和处理时间以及传输到计算机上的时间。

数据处理延迟是指眼动仪的处理器进行眼睛图像处理和眼动数据计算所需的时间。该延迟不应高于眼动仪的采样间隔时间。

眼动数据的时间戳

眼睛的位置是基于眼动追踪传感器捕捉都的眼睛图像来计算的。传感器对每只眼睛的曝光时间是固定的,每个眼动数据样本都是半曝光的时间。理论上来说这种半曝光对图像采集来说效果是最佳的。TET Server通过图像到达Server的时间(Server时间)减去理论的延迟值(传感器捕获图像到将其发送到Server所用的时间)来计算每个眼动数据样本的时间戳。这种理论延迟值是通过传感器供应商提供的产品规格来计算的(图像传输延迟算法)。

进一步了解Tobii眼动仪的时间精度

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