DeepVOG: Open-source pupil segmentation and gaze estimation in neuroscience using deep learning

小学生 计算机科学 人工智能 分割 计算机视觉 凝视 卷积神经网络 面子(社会学概念) 深度学习 模式识别(心理学) 光学 社会科学 物理 社会学
作者
Yuk-Hoi Yiu,Moustafa Aboulatta,Theresa Raiser,Leoni Ophey,Virginia L. Flanagin,Peter zu Eulenburg,Seyed‐Ahmad Ahmadi
出处
期刊:Journal of Neuroscience Methods [Elsevier BV]
卷期号:324: 108307-108307 被引量:196
标识
DOI:10.1016/j.jneumeth.2019.05.016
摘要

BACKGROUND: A prerequisite for many eye tracking and video-oculography (VOG) methods is an accurate localization of the pupil. Several existing techniques face challenges in images with artifacts and under naturalistic low-light conditions, e.g. with highly dilated pupils. NEW METHOD: For the first time, we propose to use a fully convolutional neural network (FCNN) for segmentation of the whole pupil area, trained on 3946 VOG images hand-annotated at our institute. We integrate the FCNN into DeepVOG, along with an established method for gaze estimation from elliptical pupil contours, which we improve upon by considering our FCNN's segmentation confidence measure. RESULTS: The FCNN output simultaneously enables us to perform pupil center localization, elliptical contour estimation and blink detection, all with a single network and with an assigned confidence value, at framerates above 130 Hz on commercial workstations with GPU acceleration. Pupil centre coordinates can be estimated with a median accuracy of around 1.0 pixel, and gaze estimation is accurate to within 0.5 degrees. The FCNN is able to robustly segment the pupil in a wide array of datasets that were not used for training. COMPARISON WITH EXISTING METHODS: We validate our method against gold standard eye images that were artificially rendered, as well as hand-annotated VOG data from a gold-standard clinical system (EyeSeeCam) at our institute. CONCLUSIONS: Our proposed FCNN-based pupil segmentation framework is accurate, robust and generalizes well to new VOG datasets. We provide our code and pre-trained FCNN model open-source and for free under www.github.com/pydsgz/DeepVOG.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小小智发布了新的文献求助10
1秒前
结实大白完成签到,获得积分10
1秒前
Ws完成签到,获得积分10
1秒前
李存发布了新的文献求助10
2秒前
我是老大应助净心采纳,获得10
2秒前
2秒前
李根苗完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.4应助kb采纳,获得10
3秒前
orixero应助赵岩采纳,获得10
3秒前
追梦完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
FF发布了新的文献求助10
5秒前
Didei完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
任伟超完成签到,获得积分10
9秒前
LYB发布了新的文献求助10
9秒前
李存完成签到,获得积分10
11秒前
Tina完成签到 ,获得积分10
11秒前
海里的鱼额完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
weber完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Echoheart完成签到,获得积分10
15秒前
xl完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
一人完成签到,获得积分10
17秒前
小耿完成签到 ,获得积分10
18秒前
黑黑黑完成签到,获得积分10
19秒前
FashionBoy应助小小智采纳,获得10
19秒前
认真的沛儿完成签到,获得积分20
20秒前
赵岩发布了新的文献求助10
20秒前
YZ_Yue完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
空白格完成签到 ,获得积分10
23秒前
wxh完成签到 ,获得积分10
24秒前
分析发布了新的文献求助10
26秒前
Z奋勇完成签到 ,获得积分10
27秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7318664
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934391
关于积分的说明 18938728
捐赠科研通 6977413
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214255
关于科研通互助平台的介绍 2382228
邀请新用户注册赠送积分活动 2193246