基于视频图像的瞳孔定位算法研究

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1、中ｆｉ討《廣化ＣＨＩＮＡＩＬＩＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ硕±学位论文ＭＡＳＴＥ民ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于视频图像的瞳孔定位算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｕｉｌＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎＡｌｏｒｉｔｌｉｉｉｉｐｇＢａｓｅｄｏｎＶｉｄｅｏＩｍａｇｅｓ作者谢波校内导师张远辉副教授校外导师苏建杰高工专业领域控制工程中国计量学院二〇—六年Ｓ月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研巧成果，除了文中特

2、剤加（ｉｕ示注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字日期；月＾／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。恃授权中国计量学院可Ｌ：Ｊ将学位论文的全部或部分内容编入有关数ｌ据库进行检索，井采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅

3、。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师灌名心ｎ签日；日签日日字期月字期；＾４月厶＾Ｙ／＾ResearchonPupilLocalizationAlgorithmBasedonVideoImagesByBoXieADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementFortheDegreeofMaste

4、rofEngineeringChinaJiliangUniversityMarch,2016中图分类号TP391.4学校代码10356UDC621.3密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于视频图像的瞳孔定位算法研究ResearchonPupilLocalizationAlgorithmBasedonVideoImages作者谢波专业领域控制工程校内导师张远辉副教授校外导师苏建杰高工申请学位工学硕士论文类型应用研究二〇一六年三月致谢在硕士毕业论文即将完成之际，谨向所有曾经帮助、关心、支持

5、过我的老师、同学、朋友和亲人致以由衷的感谢！首先，要深深地感谢我的导师张远辉老师。在我攻读硕士学位期间，张老师对我严格要求，在学习上和科研方面给了我极大的指导与帮助，在生活方面也给予我无微不至的关心。张老师为人和善、平易近人、学识渊博，从课题的选择、研究工作的展开到论文的撰写，每一个环节他都给予充分的交流和悉心指导，不仅肯定大家提出的新方法，还创造性的展示一些新思路。在此，我要衷心感谢张老师对我的指导帮助，致以真挚的谢意和崇高的敬意！然后，要感谢实验室的小伙伴们，在大家的共同努力下，我们拥有一个积极向上的学

6、习氛围和良好的生活环境。特别感谢张鼎、夏学海、李颜等同学在课题研究和生活上给予我的帮助。感谢我的家人，他们的坚定支持、无尽关怀和无私奉献，激励我渡过了一个又一个难关，在求学道路上不断前行！最后向评审本文的各位老师表示诚挚的谢意！感谢您们百忙之中对本论文的审阅评议，感谢您们提出的宝贵意见和建议。谢波2016年3月基于视频图像的瞳孔定位算法研究摘要：随着人机交互领域相关技术的发展，视线跟踪技术得到了广大研究人员的重视。视觉是人类获取环境信息以及感知和认识客观世界的主要渠道。人类视觉注意在空间中的三维位置称为注视

7、点（pointofgaze），它的变化反映了人的注意力、兴趣、情感等变化。精确定位瞳孔是视线跟踪研究中的重要部分。瞳孔图像中存在较多客观干扰因素以及成像瞳孔的变形等问题，制约了定位的准确性，从而影响注视点系统的定位精度和稳定性。本文从快速有效地去除噪声点和提高瞳孔定位精度角度出发，利用图像中特征点的位置和梯度信息，提出了一种结合区域投票和模型约束的瞳孔定位算法。主要研究内容如下：第一，人眼部位检测和定位是瞳孔定位的前期工作。在采集到测试者视频图像之后，采用Adaboost算法用于人脸检测和定位，然后根据人脸

8、“三庭五眼”的布局来确定人眼部位，从而为后期的瞳孔定位奠定基础。第二，详细阐述了本文提出的一种结合区域投票和模型约束的瞳孔定位算法。该算法首先利用改进的星射线算法提取边缘点，接着结合梯度特征进行区域投票，阈值分割出高投票值的瞳孔大致区域及其质心，依据边缘点到质心的距离值分布规律提取出内点，然后通过模型约束算法迭代优化内点，从而准确定位瞳孔位置。第三，使用本文提出的算法对人眼数据库中的图像进行了瞳孔定位。从算法的定