針對虛擬與增強(qiáng)環(huán)境中人機(jī)交互完全依賴效率較低的肢體動(dòng)作、語音命令的問題,提出一套完整的三維視線追蹤方案來計(jì)算用戶的空間注視點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)雙向自然的交互操作,為上述環(huán)境提供一種自然、雙向的交互手段。本文的主要工作如下:(1)本文提出基于Vieth-Müller雙眼單視界圓的空間注視點(diǎn)計(jì)算方法,并詳細(xì)闡述了整個(gè)計(jì)算流程。在本算法中瞳孔間距和雙眼輻輳角的計(jì)算是核心,由于瞳孔間距采用成熟的雙目視覺算法即可計(jì)算得到,故本文主要研究了雙眼輻輳角的計(jì)算問題。(2)為了計(jì)算雙眼輻輳角,確定雙眼的瞳孔區(qū)域并提取瞳孔的橢圓輪廓是主要任務(wù)。本文構(gòu)建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并使用公共瞳孔數(shù)據(jù)集和特定場景圖像進(jìn)行訓(xùn)練,用訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對面部圖像切片進(jìn)行預(yù)測以判斷瞳孔區(qū)域。然后使用GVF Snakes模型在瞳孔圖像中進(jìn)行迭代變形得出瞳孔的輪廓曲線。由于瞳孔輪廓受高光點(diǎn)和眼瞼、睫毛等的影響通常呈不光滑甚至不規(guī)則的形狀,所以使用橢圓方程參數(shù)作為約束對離散的瞳孔輪廓點(diǎn)進(jìn)行最小二乘擬合。得到瞳孔間距和瞳孔輪廓的橢圓方程之后,由所述的算法便可估計(jì)瞳孔的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而得到使用者的空間注視點(diǎn)。(3)在文章的實(shí)驗(yàn)和分析部分,構(gòu)建了面向CAVE(...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
2 基于Vieth-Müller圓的空間視線計(jì)算
    2.1 Vieth-Müller雙眼單視界圓
    2.2 Vieth-Müller圓在空間視線計(jì)算中的應(yīng)用
    2.3 輻輳角計(jì)算的數(shù)學(xué)模型
    2.4 本章總結(jié)
3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瞳孔區(qū)域確定
    3.1 瞳孔區(qū)域確定方法概述
    3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
    3.3 實(shí)驗(yàn)與分析
    3.4 本章總結(jié)
4 基于梯度矢量流方法的橢圓輪廓提取
    4.1 偏微分方程在圖像處理中的應(yīng)用
    4.2 基于各向異性熱傳導(dǎo)方程的圖像濾波
    4.3 活動(dòng)輪廓模型與梯度矢量流方法
    4.4 系數(shù)約束的最小二乘橢圓擬合
    4.5 本章總結(jié)
5 空間注視點(diǎn)估計(jì)實(shí)驗(yàn)
    5.1 虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的空間注視點(diǎn)估計(jì)
    5.2 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的空間注視點(diǎn)估計(jì)
        5.2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中三維視線追蹤系統(tǒng)構(gòu)成
        5.2.2 基于Leap Motion的瞳間距測量與瞳孔圖像采集
        5.2.3 頭部三維位置和姿態(tài)追蹤
        5.2.4 誤差修正與一點(diǎn)標(biāo)定
    5.3 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和誤差分析
    5.4 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3737354