Eye Movement Analysis for Activity Recognition in Everyday Situations

Den ständigt ökande mängden av smarta enheter i vår vardag har lett till nya problem inom HCI så som hur vi människor ska interagera med dessa enheter på ett effektivt och enkelt sätt. Än så länge har kontextuellt medvetna system visat sig kunna vara ett möjligt sätt att lösa detta problem. Om ett system hade kunnat automatiskt detektera personers aktiviteter och avsikter, kunde det agera utan någon explicit inmatning från användaren. Ögon har tidigare visat sig avslöja mycket information om en persons kognitiva tillstånd och skulle kunna vara en möjlig modalitet för att extrahera aktivitesinformation ifrån. I denna avhandling har vi undersökt möjligheten att detektera aktiviteter genom att använda en billig, hemmabyggd ögonspårningsapparat. Ett experiment utfördes där deltagarna genomförde aktiviteter i ett kök för att samla in data om deras ögonrörelser. Efter experimentet var färdigt, annoterades, förbehandlades och klassificerades datan med hjälp av en multilayer perceptron--och en random forest--klassificerare. Trots att mängden data var relativt liten, visade resultaten att igenkänningsgraden var mellan 30-40% beroende på vilken klassificerare som användes. Detta bekräftar tidigare forskning att aktivitetsigenkänning genom att analysera ögonrörelser är möjligt. Dock visar det även att det fortfarande är svårt att uppnå en hög igenkänningsgrad.The increasing amount of smart devices in our everyday environment has created new problems within human-computer interaction such as how we humans are supposed to interact with these devices efficiently and with ease. So far, context-aware systems could be a possible candidate to solve this problem. If a system automatically could detect people's activities and intentions, it could act accordingly without any explicit input from the user. Eyes have previously shown to be a rich source of information about a person's cognitive state and current activity. Because of this, eyes could be a viable input modality for extracting information from. In this thesis, we examine the possibility of detecting human activity by using a low cost, home-built monocular eye tracker. An experiment was conducted were participants performed everyday activities in a kitchen to collect eye movement data. After conducting the experiment, the data was annotated, preprocessed and classified using multilayer perceptron and random forest classifiers. Even though the data set collected was small, the results showed a recognition rate of between 30-40% depending on the classifier used. This confirms previous work that activity recognition using eye movement data is possible but that achieving high accuracy is challenging