眼动注视点大数据在图像质量优化中的应用研究

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1、学校代码10530学号201431111805分类号TP391密级公开硕士学位论文眼动注视点大数据在图像质量优化中的应用研究学位申请人龙哲指导教师石跃祥教授学院名称信息工程学院学科专业计算机科学与技术研究方向图像处理二〇一六年四月六日TheApplicationoftheBigDataofEyeTrackingintheOptimizationofImageQualityCandidateLongZheSupervisorProf.ShiYuexiangCollegeCollegeOfInformationEngineeringProgramComputerScien

2、ceandTechnologySpecializationTheimageprocessingDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDate2016-4-6湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。？作者签名；曰期；年今月曰学位

3、论文版权使巧授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，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被查阅和借賴。本人授权湘潭大学可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１＾采用影印、缩印或打描等复制手段保存和汇，可编本学位论文。嫂密论文按学校规定处理。＾作者签名：寸仁聲日期饼／年中月２＾日＂才，导师签名：Ｉ日期：為￡＾占月＾日摘要人类的视觉系统是一种多目标跟踪系统。为了便于大脑在最短时间内获得关键信息，人眼会将注意力集中到少数几个区域或物体，这个行为称作视觉注意。这些区域或

4、物体在场景中就构成了感兴趣区域（RegionofInterest，ROI）。提取ROI是图像处理、图像增强、机器学习等学科的重点研究方向，可以大大减少计算机对图像压缩编码、目标识别、图像匹配的耗时，有效地提高信息的处理效率。实验室获取ROI的受试人员有限，获得的数据量较小，设备昂贵，无法将ROI获取普及到各行各业。因此，本文探讨如何利用公众资源大量地收集眼动大数据，并具体从流程上介绍了数据获取过程，最后提出一种利用眼动大数据提升图像感官质量的方式。主要工作如下：首先，为广泛收集眼动数据，增加受试人员数量，本文仿照眼动仪改进了虚拟现实眼镜。利用红外光源，在不影响用户使用

5、的前提下，使其可以收集眼动数据，并应用视点跟踪技术获取视线，得到的视点经坐标变换映射到真实图像位置。其次，获取眼动大数据后，本文利用改进后的k-means算法和二维高斯分布模拟来分析眼动数据，得到真实的ROI。考虑到原有K-means算法的不足，本文进行了改进，并利用改进后的k-means算法将ROI识别成功。同时指出，K-means获得的是规则圆的ROI区域，因此可以利用二维高斯分布模拟，使其形成山区高度图，并利用“削山顶法”得到不规则的ROI区域。最后，根据人眼视觉中央凹视区最为清晰的特性，本文提出一种利用公众资源大数据获取眼动数据，并分析眼动数据得出ROI，进而

6、优化图像感官质量的方法。由此可以动态地调节图像质量以匹配不同的带宽，节省下载空间量，从而解决因带宽限制不得不退而求其次下载低清晰度图像的问题。本文在前人研究的基础上，结合当今大数据时代的优势，提出了利用公众资源来优化图像，并利用优化的图像进一步吸引公众资源的这种良性循环的研究思路，拓展了研究视野，开辟了研究道路。关键词：VR设备；眼动数据；ROI；中央凹视区；图像高清插值IAbstractHuman’svisualsystemisakindofmulti-targettrackingsystem.Toofferthebraineasyaccesstokeyinform

7、ationintheminimumtime,human’seyeswillfocusononlyahandfulofareasorobjects,thebehaviorofwhichisoftencalledvisualattention.AndtheseareasorobjectsinthescenemakeuptheRegionofInterest(ROI).ExtractingtheROIisthekeyresearchorientationofvariousdisciplinessuchasimageprocessing,imageenhan