【摘要】： 視線跟蹤技術(shù)是目前人機(jī)自然交互領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究方向,基于視線跟蹤技術(shù)的新型人機(jī)交互方式的設(shè)計(jì)也是圖像實(shí)時(shí)處理的重要應(yīng)用課題。本文系統(tǒng)基于視線跟蹤技術(shù),結(jié)合數(shù)字圖像處理算法,設(shè)計(jì)了一種用攝像頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)手動(dòng)操作鼠標(biāo)作為輸入設(shè)備,通過實(shí)時(shí)檢測(cè)和跟蹤人臉特征點(diǎn),判斷人臉、瞳孔和眼角在每幀視頻圖像中的位置變化,進(jìn)而推導(dǎo)和跟蹤使用者的視線變化,并控制鼠標(biāo)動(dòng)作的眼控鼠標(biāo)系統(tǒng),即“眼標(biāo)系統(tǒng)”。其中,對(duì)瞳孔中心定位和內(nèi)眼角提取以及視頻幀預(yù)測(cè)機(jī)制的設(shè)計(jì)是本文的主要研究?jī)?nèi)容。 本文研究開發(fā)的眼控鼠標(biāo)系統(tǒng),在定位被跟蹤目標(biāo)的過程中,改變以往研究中視線跟蹤的方法,提出一種以內(nèi)眼角為參考點(diǎn)來計(jì)算視線的注視方向和位置。首先,利用混合投影函數(shù)和區(qū)域質(zhì)心算法精確定位瞳孔中心,并在內(nèi)眼角窗口中應(yīng)用改進(jìn)的Susan算法和內(nèi)眼角檢測(cè)算子提取內(nèi)眼角點(diǎn),然后,根據(jù)瞳孔中心與內(nèi)眼角點(diǎn)位置的相對(duì)偏離程度來估計(jì)人眼的視線方向并進(jìn)行跟蹤。該方法克服了過去使用mark點(diǎn)或普爾欽斑(Purkinje)點(diǎn)為參考點(diǎn)的缺陷,無需使用者在臉上做mark點(diǎn),使用環(huán)境簡(jiǎn)單,無需特殊輔助光源,而且允許人臉在較大范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)。 在人臉特征點(diǎn)檢測(cè)過程中,為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,本文在系統(tǒng)中加入幀預(yù)測(cè)機(jī)制,即通過上一幀成功定位的人臉特征點(diǎn)的位置預(yù)測(cè)當(dāng)前幀中人臉特征點(diǎn)的搜索范圍,從而大大減少了目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的運(yùn)算量,提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。
【圖文】：

cy = 152.02， = 2.53 (弧度)，， ecy = 2.41， b = 14.03 .膚色點(diǎn)落在如圖 2-1 中標(biāo)記的綠色橢圓內(nèi)。 Ccyr sincos

反映了圖像在水平方向上的區(qū)域變化。同樣地，，由于只考慮了灰度值的變化情況而沒有考慮灰度均值，在方差相同的情況下，VPF 也會(huì)失效，如圖 2-2(b)所示。在水平方向上有三個(gè)明顯不同的區(qū)域，但 VPF 對(duì)應(yīng)的曲線并不能反映這種變化。另外，由于 VPF 的運(yùn)算量較大，在實(shí)時(shí)性上較差于 IPF。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP334.2

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本文編號(hào)：2600735