Gaze Usages, Analysis and Interaction - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Gaze Usages, Analysis and Interaction

Utilisation du regard, analyse et interaction

Almoctar Hassoumi
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1015038

Résumé

Eye-tracking tools estimate the locations in a scene where a user is fixating on. They are used in various domains including human-computer interaction (HCI) and learning transfer. As an example, gaze-based text entry allows interacting with computing systems remotely without touching the interface. They are also used to comprehend the visual behaviors of a pilot searching for information in a cockpit. However, a number of barriers still exists and makes these devices less accurate and difficult to use in daily activities. One of these problems is the shift between the actual and the estimated position of the user’s point-of-regard, which systematically comes from the eye-tracking systems’ accuracy. Following recent advances, there is an increasing interest in affordable systems that have the potential to be more accurate and, researchers are continually investigating novel approaches. This thesis covers different issues of eye movement research. It proposes the use of novel approaches as a step towards overcoming these accuracy issues. More specifically, we introduce novel strategies for detecting mapping functions for gaze estimation and calibration-free gaze interaction. In addition to proposing frameworks and strategies for improving accuracy, new calibration procedures and patterns are also revealed and discussed. In this thesis, we address these issues in three different ways: calibration and mapping functions, Human-computer Interaction using the eyes, visualization and exploration. We present four main contributions. First, we present a new method for calibrating state-of-the-art eye trackers with better accuracy. Second, we present a new gaze-based authentication method which works without any prior calibration, and can be extended to any alphanumeric-based input modality. Third, we present an uncertainty visualization approach. Finally, a method of analyzing eye movements data and aircraft trajectories using a novel brushing technique is proposed.
Les technologies de suivi du regard permettent d’estimer les positions du regard d'un utilisateur dans une scène. Les capacités des dispositifs informatiques sont en perpétuelle croissance, ainsi que le besoin pour de nouvelles formes d'analyse ou d'interaction. Ces outils sont utilisés dans divers domaines, notamment dans l’interaction homme-machine, les études sur l’ergonomie et l’utilisabilité, et le transfert de connaissance. Par exemple, pour les personnes ayant un handicap moteur, la saisie de texte par le regard peut être un moyen d’interaction. En outre, ces outils peuvent être également utilisés pour comprendre les comportements visuels d’un pilote cherchant de l’information dans un cockpit. Toutefois, un certain nombre de barrières continuent d'exister et rendent ces outils moins précis et donc moins efficaces. L’un des problèmes majeurs est le décalage entre la position réelle et la position estimée du point de regard de l’utilisateur. Celui-ci, sujet à des erreurs de précision, ne permet pas encore de se servir pleinement du canal d’interaction que peut offrir le regard. À la suite des progrès récents, on s’intéresse de plus en plus aux systèmes abordables, pas coûteux, précis et facilement utilisable. Cette thèse porte sur différents aspects de la recherche sur les mouvements oculaires. Elle propose de nouvelles approches qui permettent d’augmenter la précision de calcul de l’estimation du regard. Nous proposons une nouvelle façon de construire automatiquement de nouveaux modèles qui sont mieux adaptés pour l’estimation du regard, et ce, pour tous les types de méthodes de calibration connus à ce jour. Nous présentons aussi de nouvelles stratégies pour l’interaction basée sur le regard, ne nécessitant aucune calibration préalable. En plus de proposer des stratégies pour améliorer la précision et des techniques d’interaction, des outils de visualisation et d’exploration sont également proposés. Nous contribuons alors sous quatre différents angles : les techniques de calibration, l’interaction homme-machine basée sur le regard, la visualisation et l’exploration.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

tel-02951576 , version 1 (28-09-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02951576 , version 1

Citer

Almoctar Hassoumi. Gaze Usages, Analysis and Interaction. Human-Computer Interaction [cs.HC]. Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE), 2019. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02951576⟩

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