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| 第四章 系統設備及光學架構
4.3 瞳孔定位之校正
為提高本系統之效能、精密度及實用性，在使用本系統前需要考慮初值參數設定的重要性。故為了提高本系統之實用性及精確度，在使用本系統之前，每位使用者必需先做好設定的工作。 系統使用設定的可分為兩個階段，第一個階段是線感測器偵測視角範圍與使用者眼球視線兩者之間的相對位置調整校正，第二階段則是系統使用之參數設定。 第一階段，線感測器與使用者眼球相對角度的調整最主要的目的是為了要使眼球移動的範圍均能適當地落在線感測器所能偵測的有限一維向量上。如此一來，在之後的追瞳程式執行上，系統才能正確無誤地正常運作。因此，第一階段的設定方式是採開放式的設定法來進行。 首先，使用者先將配備針孔攝影機之頭套固定器正確地戴至頭上且裝置固定。將頭套固定器之景觀視窗調整適當，讓使用者有最佳的視野，可從頭套固定器的景觀視窗中毫無障礙地觀看景物。同時，針孔攝影機也會將眼睛移動的影像傳送到監視器的畫面上。接著調整監視器上的線感測器，使其感測晶片大約面向眼球影像的部分。啟動設定程式之後，系統會將線感射器所測得的眼球瞳孔遮蔽區域大小量化並顯示在程式螢幕上。 接著，請使用者必須注視校正畫面的最上一個ICON的位置，並調整監視器上線感測器的位置。因為此時，程式螢幕上會顯示瞳孔遮蔽區域的大小，故我們需要調整線感測器的位置，讓眼睛瞳孔能落在線感測器的掃描範圍內。依據螢幕上的數值變化，用手調整線感測器之上下位置。我們所需要注意的是，第一階段手動掃描眼球瞳孔最主要的目的是為了讓線感測器能掃描得到此時的瞳孔下半部之最小區域即可（如圖4.13所示）。
若從程式視窗所顯示的數據中已確定讓ＣＣＤ偵測過整個眼球，且確定此時所掃描的位置微眼睛注視上方時，則可固定線感測器位置，並按下結束鈕結束第一階段校正。電腦已紀錄眼睛注視正上方時，瞳孔所造成的最小遮蔽區域大小，故眼睛接下來的其餘動作，其瞳孔遮蔽區域均超越此值[27]。 如圖4.14所示，圖中深色的橫線是線感測器之掃描範圍，上方的十字圈是注視最上點的結果，下方的十字圈則是注視最下方的結果。我們可以從圖4.14中觀察到，其注視上方及下方時，瞳孔的動作均落在線感測器可偵測的範圍內，更重要的是線感測器其所掃描之區域完全落在瞳孔的下半球，此即表示系統可以安全的使用，且不會出現相同的遮蔽大小必須對應到不同Y軸座標的狀況。 圖4.15所示是第一階段校正之示意圖。在進行第一階段校正時，程式會一直計算遮蔽值D及遮蔽區域質心位置S，且將D值即時地顯示在螢幕上。操縱者再依照D值的大小來決定何時該結束第一階段校正，進入第二階段校正。操作升降桿在做第一階段校正時，當D值由０進入有值時（當然此時的D值很小）即可停止，且鎖上升降桿固定線感測器高度。此時須注意眼球左右移動是否也落在線感測器的掃描範圍內。若否，則左右調整線感測迄位置至適中為止。此即完成第一階段校正[28]。
完成第一階段校正之後，系統會進入第二階段校正。由於每一個人眼球的弧度不同，而且每一個人在使用本系統時，戴頭套固定器的位置會有些不同。所以在搜尋範圍確定後，接下來要做第二階段的定位點校正，此動作可以使本系統在分析瞳位座標時更為準確。第二階段設定之目的是為了要求得不同使用者的瀏覽注視範圍及本系統程式執行時所需之應用參數。 圖4.16是第二階段校正之流程圖。進入第二階段的參數設定程式，使用者需注視如圖4.17之畫面。其中共有五個紅色定位點，眼睛必須確實的注視定位點，在確實地執行每個定位點校正後，才可以進行下一個校正步驟。眼睛必須確實的注視每一個定位點，以便執行每個定位點校正。
圖4.17是一個擁有５ｘ３個方塊區域的視窗畫面，定位點校正的觀看畫面就如同此畫面。我們讓受測者戴上配備針孔攝影機的頭套固定器來做測試，受測者依序在注視畫面上這些紅色的校正點(靠近上下左右邊界的４個小方塊)的同時，本系統將會把線感測器擷取進來的一維影像加以計算，分析其遮蔽區域進而求出受測者的瞳孔正確位置之函數參數值。
圖4.17 使用者所注視之校正畫面 當使用者已確定注視該定位點，按下ENTER確定。當使用者按下ENTER鍵之後，系統會即時地將眼睛之一維影像擷取進電腦分析。電腦會由線感測器所擷取的影像中計算出線性影像資料內低灰階度遮蔽範圍之大小值。此時，在程式畫面上會計數已完成的校正次數。若使用者已確定依序做完九個定位點的校正設定，完成第二階段定位點參數之設定，則程式會開始瞳孔定位的工作。接著，畫面上會出現眼睛觀看螢幕時的所注視之座標的Ｘ軸數值及Ｙ軸數值。 使用前之設定參數若正常無誤，系統在操作時才能發揮最高的效能及精確度。我們所使用的校正點，其水平及垂直範圍只採取３個基準點。當然，在一定的範圍內，採用越複雜的校正，在一定的程度上來說會有越高的準確度，但不可否認的，系統與使用者的操作程序也會更複雜。
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