單攝像機視線跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、視線跟蹤技術(shù)是未來智能人機接口的關(guān)鍵技術(shù)之一，在工業(yè)控制、機器人學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用前景。基于角膜反射原理和圖像處理的視線跟蹤技術(shù)，具有非侵入的優(yōu)點，近年來取得了較快進展。但由于視線跟蹤技術(shù)還沒有完全成熟及眼動本身的特點，現(xiàn)有的視線跟蹤技術(shù)要解決的主要問題是：提高視線跟蹤系統(tǒng)的精確度；提高系統(tǒng)的可靠性；簡化校準(zhǔn)程序；減少對用戶的限制。針對上述問題，論文對單攝像機視線跟蹤技術(shù)進行了深入研究，減少了對用戶頭部的限制；提高了系統(tǒng)的精確

2、度、可靠性及便利性。 論文的主要創(chuàng)新性研究工作如下： 1.提出了一種單攝像機視線跟蹤方法，利用三個光斑和瞳孔中心的位置關(guān)系計算視線方向，校準(zhǔn)參數(shù)隨用戶頭部位置不同而自動選擇；同時改進了特征檢測算法。提出的方法減少了系統(tǒng)在使用過程中對用戶頭部的限制，提高了系統(tǒng)的精確度、可靠性及便利性。 2.對視線跟蹤技術(shù)的光學(xué)采集系統(tǒng)進行了研究，設(shè)計了一種實時跟蹤眼睛與調(diào)光、變焦、聚焦相結(jié)合的CCD攝像機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在不同外部環(huán)

3、境光強及用戶不同使用位置情況下，攝像機可由大視場下的頭肩圖像通過自動調(diào)節(jié)，實時跟蹤眼睛并捕獲到小視場下的眼睛清晰圖像。避免了人工調(diào)節(jié)的繁瑣并提高了調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。 3.對眼睛圖像中瞳孔定位算法進行了研究，提出了一種眼睛紅外圖像中瞳孔橢圓邊緣及中心的亞像素定位算法，能夠精確地確定瞳孔中心位置，提高了系統(tǒng)的精確度。 4.提出了一種眨眼檢測算法和在人臉圖像序列中判別眼睛睜、閉狀態(tài)的方法，提出的算法檢測正確率高，可應(yīng)用于視疲勞監(jiān)視