基于視覺跟蹤技術(shù)的眼控鼠標(biāo)研究.pdf

1、視覺跟蹤技術(shù)一直是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的熱門課題，伴隨著高性能計(jì)算機(jī)和高品質(zhì)攝像機(jī)的出現(xiàn)，視覺跟蹤技術(shù)正逐漸滲透到日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。將視覺跟蹤技術(shù)應(yīng)用于人機(jī)交互，會(huì)改善傳統(tǒng)人機(jī)交互模式，給用戶帶來全新、自然和高效交互體驗(yàn)?；谝曈X跟蹤技術(shù)的眼控鼠標(biāo)研究便是在這一背景下開展的，作為一種新型人機(jī)交互模式具有一定的理論與實(shí)際意義。
　　首先，考慮到實(shí)時(shí)性是本課題最重要的性能指標(biāo)，本文采用了一種基于Viola-Jones檢測框架和Kalman

2、濾波器的快速、實(shí)時(shí)目標(biāo)跟蹤算法?；谌梭w測量學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和模板匹配理論實(shí)現(xiàn)了人眼粗、精定位及分割。對Bern人臉數(shù)據(jù)庫中五種不同視角方向的人臉樣本進(jìn)行測試，證明了所選方法的有效性。
　　其次，本文以“眨眼”作為鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作的控制信號（左右眼分別控制鼠標(biāo)左右鍵），采用了基于模板匹配理論的眨眼檢測算法，通過選擇合適的閥值，眨眼檢測的精度高達(dá)90％以上。本文以特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來控制光標(biāo)的移動(dòng)，根據(jù)幾何學(xué)原理，提出了一種粗略的視線估計(jì)方法，并建立了

3、特征點(diǎn)與屏幕注視點(diǎn)的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
　　再次，基于前文的理論基礎(chǔ)，開發(fā)了一款眼控鼠標(biāo)應(yīng)用軟件。由該應(yīng)用軟件和普通單一攝像頭組成的新型人機(jī)交互系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)鼠標(biāo)，用戶可通過特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及眨眼動(dòng)作來控制光標(biāo)的移動(dòng)和鼠標(biāo)的點(diǎn)擊操作。測試結(jié)果表明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和跟蹤性能良好，所開發(fā)的軟件具有一定應(yīng)用價(jià)值。
　　最后，采用基于模型的設(shè)計(jì)思想，在基于SIMULINK/OMAP3530的DSP開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了光標(biāo)的跟蹤功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示光標(biāo)的