基于視線跟蹤技術(shù)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、視線跟蹤技術(shù)是計算機視覺領(lǐng)域的熱門課題，基于視線跟蹤技術(shù)的人機交互方式是目前多通道自然交互領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究方向。將視覺跟蹤技術(shù)應(yīng)用于人機交互，可以改善傳統(tǒng)人機交互模式，給用戶帶來全新、自然和高效的交互體驗，此外還可以幫助上肢行動障礙人士像正常人一樣平等、自然地與計算機進行交流，因此課題具有一定的學(xué)術(shù)價值和社會意義。
　　論文研究了典型的視線跟蹤技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合立體視覺技術(shù)設(shè)計了一款基于視線跟蹤技術(shù)的人機交互系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件

2、設(shè)計主要工作有：設(shè)計圖像采集模塊實現(xiàn)對用戶面部圖像的獲??；設(shè)計光標控制模塊實現(xiàn)與計算機的交互；設(shè)計圖像顯示模塊完成視頻圖像地實時顯示；利用 SoC技術(shù)將 ARM硬核處理器、圖像采集模塊、圖像顯示模塊和光標控制模塊進行集成完成系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計。系統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計主要工作有：在平臺上移植嵌入式 Linux操作系統(tǒng)實現(xiàn)多任務(wù)處理；移植Qt圖形庫設(shè)計開發(fā)顯示界面；移植OpenCV計算機視覺庫幫助實現(xiàn)部分圖像處理算法；開發(fā)上層應(yīng)用程序，檢測與

3、視線方向相關(guān)的特征，計算用戶頭部姿態(tài)，完成對用戶視線注視點的定位，最后對計算機光標進行相應(yīng)控制，實現(xiàn)人機交互功能。
　　論文的主要的貢獻有：①提出以立體視覺技術(shù)計算人臉朝向的視線跟蹤方法，此方法允許用戶頭部在一定范圍內(nèi)運動，并對用戶視線進行準確跟蹤；②針對自然光照下低分辨率人眼圖像虹膜定位困難的問題設(shè)計了圓算子結(jié)合邊界法的虹膜定位算法；③利用 SoC技術(shù)進行嵌入式產(chǎn)品的原型開發(fā)，增強了可擴展性，便于后續(xù)的功能升級和快速產(chǎn)品化。