基于CPU+GPU平臺的實時視線跟蹤系統(tǒng).pdf

1、利用機械、電子、光學(xué)等各種檢測手段獲取視線注視方向的視線跟蹤技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于人機交互、助老助殘、車輛輔助駕駛、虛擬現(xiàn)實、軍事等領(lǐng)域。本文提出了一種以數(shù)字視頻分析以及圖像處理為技術(shù)手段,以單攝像頭設(shè)備為主要視頻輸入通道的視線跟蹤技術(shù),以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了基于CPU+GPU平臺的視線跟蹤系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過實時定位人眼特征點──主要包括瞳孔中心及內(nèi)眼角點位置信息,將特征點數(shù)據(jù)代入視線估計模型進行估計,計算得到視線注視點并實時顯示在屏幕上。

2、r>　　本文所構(gòu)建的系統(tǒng)主要包括人眼參數(shù)初始化和實時視線估計跟蹤兩個階段。在人眼參數(shù)初始化階段,通過分別截取用戶注視屏幕上九個不同方位點時的視頻圖像,對其進行圖像檢測以得到人眼特征點信息,從而對該用戶人眼的基本參數(shù)進行初始化,為視線估計提供基礎(chǔ);在實時視線估計跟蹤階段,連續(xù)處理每幀采集到的視頻圖像,檢測圖像進行人臉定位以及人眼特征點定位以得到人眼特征點坐標(biāo)信息,隨后將每一組有效的特征點信息代入視線估計模型計算得到屏幕上人眼注視點坐標(biāo),經(jīng)

3、濾波處理后實時且連續(xù)地顯示在顯示器上,從而完成視線跟蹤。
　　為了在桌面系統(tǒng)上實現(xiàn)視線跟蹤實時性,整個系統(tǒng)在CPU+GPU平臺上進行構(gòu)建,根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)特征提出了一種合理的任務(wù)劃分與調(diào)度策略。由CPU負(fù)責(zé)系統(tǒng)構(gòu)建、任務(wù)調(diào)度以及串行計算,將圖像檢測過程中計算量較大的人臉檢測以及部分人眼特征點檢測算法在GPU上并行實現(xiàn)。為此,本文深入研究并挖掘了人臉檢測以及人眼特征點檢測算法的并行性,基于GPU并行架構(gòu)特點有針對性地設(shè)計了并行算法。通過