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行为分析中人眼视线估计方法的研究

作　者: 王标
导　师: 严国萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 视线估计红外电视法 OpenCV 图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 16次
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内容摘要

通过对人眼视线方向的估计,一方面可以推断人所关注的区域或对象目标,进一步研究人的心理活动等情况;另一方面,还可以利用眼睛的运动行为来实现对外部设备和系统的控制。本系统依据红外电视法原理设计,由两部分构成:OpenCV软件系统和图片获取硬件装置。系统运行时,红外光源及摄像头工作,软件系统首先获取人眼图像,然后进行一系列包括直方图均衡、图像平滑和二值化等图像预处理步骤,使初始图像达到理想的效果,为后面作准备。接下来采用Hough变换圆检测和灰度投影等方法来进行关键的普尔钦斑点和瞳孔中心点的定位,并且获取这两个点的中心位置信息。最后,在事先确立的视线方向判决准则下,通过比较和处理这两个关键点的坐标信息来确定图像中人眼的视线方向,并且得出结论。本文开篇首先简单介绍了行为分析的概念,视线方向估计研究的意义及研究现状,接下来系统介绍了人眼转动的结构特性,以及各种人眼相关测量方法,然后详细论述了本文视线估计方法的原理设计、算法步骤及编程实现,并且对相关图像处理知识做了充分说明,最后对实验结果和系统整体作了科学的性能分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 行为分析  8-9
  1.2 视线方向估计研究的意义  9-10
  1.3 视线方向估计研究的现状  10-11
  1.4 课题任务及目标  11-12
  1.5 本文研究的主要内容  12-13
2 眼动特性及测量方法  13-19
  2.1 人眼结构与视觉原理  13-14
  2.2 眼睛运动的形式与特点  14-15
  2.3 眼动相关测量方法  15-18
  2.4 本章小结  18-19
3 视线方向估计的系统设计  19-42
  3.1 系统设计准则  19-20
  3.2 系统设计原理  20-27
  3.3 系统的软硬件环境  27-30
  3.4 图像的获取  30
  3.5 图像预处理  30-35
  3.6 普尔钦斑点定位  35-37
  3.7 瞳孔中心定位  37-39
  3.8 视线方向的估计  39-41
  3.9 本章小结  41-42
4 关键技术及系统性能分析  42-49
  4.1 技术解决方案分析  42-47
  4.2 系统性能分析  47-49
5 总结及展望  49-51
  5.1 课题研究总结  49
  5.2 展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-54

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