基于CPU+GPU平臺(tái)的實(shí)時(shí)視線跟蹤系統(tǒng).pdf

1、利用機(jī)械、電子、光學(xué)等各種檢測(cè)手段獲取視線注視方向的視線跟蹤技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于人機(jī)交互、助老助殘、車(chē)輛輔助駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)、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(tái)的視線跟蹤系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)定位人眼特征點(diǎn)──主要包括瞳孔中心及內(nèi)眼角點(diǎn)位置信息,將特征點(diǎn)數(shù)據(jù)代入視線估計(jì)模型進(jìn)行估計(jì),計(jì)算得到視線注視點(diǎn)并實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)視線估計(jì)跟蹤兩個(gè)階段。在人眼參數(shù)初始化階段,通過(guò)分別截取用戶注視屏幕上九個(gè)不同方位點(diǎn)時(shí)的視頻圖像,對(duì)其進(jìn)行圖像檢測(cè)以得到人眼特征點(diǎn)信息,從而對(duì)該用戶人眼的基本參數(shù)進(jìn)行初始化,為視線估計(jì)提供基礎(chǔ);在實(shí)時(shí)視線估計(jì)跟蹤階段,連續(xù)處理每幀采集到的視頻圖像,檢測(cè)圖像進(jìn)行人臉定位以及人眼特征點(diǎn)定位以得到人眼特征點(diǎn)坐標(biāo)信息,隨后將每一組有效的特征點(diǎn)信息代入視線估計(jì)模型計(jì)算得到屏幕上人眼注視點(diǎn)坐標(biāo),經(jīng)

3、濾波處理后實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)視線跟蹤實(shí)時(shí)性,整個(gè)系統(tǒng)在CPU+GPU平臺(tái)上進(jìn)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(jì)算,將圖像檢測(cè)過(guò)程中計(jì)算量較大的人臉檢測(cè)以及部分人眼特征點(diǎn)檢測(cè)算法在GPU上并行實(shí)現(xiàn)。為此,本文深入研究并挖掘了人臉檢測(cè)以及人眼特征點(diǎn)檢測(cè)算法的并行性,基于GPU并行架構(gòu)特點(diǎn)有針對(duì)性地設(shè)計(jì)了并行算法。通過(guò)