人眼瞳孔精确跟踪算法研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：51307220106重庆理工大学硕士学位论文人眼瞳孔精确跟踪算法研究研究生:周永修指导教师：张莲教授学位类型：学术学位学科专业：电气测试技术与仪器研究方向：控制理论及应用培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2016年3月25日论文答辩日期：2016年5月26日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51307220106Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyR

2、esearchonEyePupilsPreciseTrackingAlgorithmPostgraduate：ZhouYongXiuSupervisor：Prof.ZhangLianDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty：ElectricalMeasurementTechnologyandInstrumentsResearchDirection：ControlTheoryandApplicationsTrainingUnit：SchoolofElectronicInformationandAutoma

3、tionThesisDeadline：March25,2016OralDefenseDate：May26,2016重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的レ成果。除文中特别加ッ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。：。作者签名：轉Ｌ曰期｝化年＾月３曰ｉｊ巧学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学

4、位论文的规定，同意学校保留并向。国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权重庆理工大学可１＾＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。＂＂本学位论文属于（请在Ｗ下相应方框内打Ｖ）；１．保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿２．不保密。１作者签名：诏唉曰期：２名年（月３曰导师签名：曰期：年／月多曰摘要摘要随着计算机视觉技术的飞速发展，以模式识别和目标跟踪理论为基础的瞳孔跟踪技术开始广泛被应用于人机交互、身

5、份识别、医学、心理学等各个领域。针对传统的瞳孔跟踪算法存在的识别和跟踪精度较低，鲁棒性不高等问题，本文基于模式识别和目标跟踪等人工智能算法，提出了一种改进的瞳孔精确跟踪算法，有效提高了瞳孔识别和跟踪的计算精度及鲁棒性。本文的主要研究内容包括人眼区域检测算法、瞳孔精确定位算法和瞳孔精确跟踪算法，并利用Matlab、VisualStudio2013、QT和OpenCV等多种软件开发平台对本文所提算法进行编程验证。首先，本文研究了人脸检测算法，对现有的人眼区域检测算法进行了研究并提出了改进方法。针对人眼区域检测算法，提出了一种通过人脸的垂直方向

6、上的灰度梯度积分和水平方向上的人脸边缘点积分定位的方法，实现人眼区域的粗略检测，该方法具有计算简单，定位准确的特点。其次，针对传统边缘检测算子用于瞳孔定位时精度较低的缺点，本文提出了一种改进的边缘检测算法，通过对改进边缘检测算法进行Hough变换后的实验结果进行分析，证明了该算法用于瞳孔精确定位具有较高的定位精度。然后，本文研究了基于Mean-Shift算法瞳孔精确跟踪算法。针对传统Mean-Shift算法用于瞳孔跟踪时存在目标丢失的问题，提出了利用帧差法对现有的Mean-Shift算法进行改进，并用于瞳孔跟踪，解决了传统Mean-Shi

7、ft算法在瞳孔跟踪时的目标丢失问题。最后，本文研究了基于加权纹理颜色特征的目标表示方法。针对传统Mean-Shift算法用于瞳孔跟踪时存在跟踪精度不高的问题，提出了一种加权纹理颜色特征的改进Mean-Shift算法用于瞳孔跟踪，有效提高了瞳孔跟踪的精度。在对传统的瞳孔定位及跟踪算法的研究基础上，本文最终实现了一种改进的瞳孔精确跟踪算法。本文将所提出的方法在Matlab和VisualStudio2013编程平台上进行了验证，并设计了一个瞳孔检测及跟踪系统，最终可以得出结论：与传统的瞳孔精确跟踪算法相比，本文所提的方法确实具有定位和跟踪精度更

8、高，鲁棒性更好的优点。关键词：人眼检测,瞳孔定位,瞳孔跟踪,改进Mean-Shift算法，帧差法，LBP纹理模型IAbstractAbstractWiththerapiddevelopment