基于视频图像的眼动系统算法研究与实现

《基于视频图像的眼动系统算法研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：ＴＰ３９１．４单位代码：１０１８３研究生学号；２０１３巧２１１７密级：公开馨吉林大学硕女学位论文学术学位（）基于视频图像的眼动系统算法研究与实现ＴｈｅＥｅＴｒａｃｋｉｎＳｓｔｅｍＡｌｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＶｉｄｅｏＩｍａｅｙｇｙｇｇ作者姓名：王际航专业：模式识别与智能系统研究方向：机器视觉指导教师：刘富教授培养单位：通信工程学院２０１６年６月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、

2、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕±学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文’不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名本曰期；．；口／名年知曰１４—————————————————————基于视频图像的眼动系统算法研究与实现Theeyet

3、rackingsystemalgorithmbasedonvideoimage作者姓名：王际航专业名称：模式识别与智能系统指导教师：刘富教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月摘要摘要基于视频图像的眼动系统算法研究与实现眼动系统是人机交互领域中的一项关键性技术，在安保、车辆、助残、仪器、军事、医学、计算机等诸多领域中都有很广泛的应用前景。所谓眼动，就是指瞳孔扫视、凝视、眨眼等基本眼姿势的改变。本文研究的就是基于视频图像的眼动系统中的关键算法。通过分析几何模型，本文搭建了一个简单的单摄像机眼动视频采集平台，器材包括一个CCD工业摄像机和一台计算机。本文的主要工作如下：1．采用3种眼动

4、视频图像预处理的方法，为后续工作奠定了良好的基础。通过表格的方式比较了几种人脸检测算法的优缺点，提出了基于YCbCr颜色模型的肤色分割人脸定位算法和基于Gabor变换的人眼检测方法。2．利用Sobel算子对视频流中的人脸图像进行了边缘检测，为了突出眉眼区域中水平边缘信息，采用改进的水平Sobel算子对视频流中的人脸图像进行处理。水平投影值相对较大的行在眉眼区域附近，并且眉眼间具有一定宽度，利用这两个特性将眉眼区域从人脸定位结果中分离。对眉眼区域利用垂直灰度投影法分割左右眼，其目的是为了跟踪单眼的眼动过程。然后，用水平灰度投影确定人眼条形区域。利用搜索算法确定跟踪点，即瞳孔精确定位的结果。

5、仿真实验选取了眼动视频流中的15帧图像作为跟踪眼动过程的结果。3．本文提出了一种基于时空上下文环境STC（Spatio-temporalcontext）眼动跟踪方法，这也是本文的创新点。瞳孔的精确定位结果作为跟踪起始初始化的条件，在MATLAB中实现了水平向左扫视，水平向右扫视，垂直向下扫视，垂直向上扫视以及不规则眼动过程的跟踪，并绘制了水平向左扫视和水平向右扫视的眼动轨迹。通过比对异常点的个数衡量了其准确性。实验发现，这种跟踪算法可以有效地克服了头部轻微转动和眨眼对瞳孔跟踪带来的影响。处理10个眼动视频流发现，其平均每帧的处理速度可以达到0.014秒一帧，处理速度相对较快，可以满足实时

6、性、鲁棒性的要求。关键词：眼动系统，人脸定位，灰度投影，瞳孔定位，时空上下文IAbstractAbstractTheeyetrackingsystemalgorithmbasedonvideoimageEyemovementsystemisakeytechnologyinthefieldofhuman-computerinteraction.Ithasawiderangeofapplicationinsecurity,vehicles,assistive,instrument,military,medical,computerscience,andmanyotherfields.Thee

7、yemovement,isreferstothemovementofscanning,staringandblinkingofthepupil.Thispaperstudiesthekeyalgorithmofeyemovementsystembasedonvideoimage.Byanalyzingthegeometricmodel,thispaperbuildsasimpleplatformforcollectingtheeye