視線跟蹤系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、視線跟蹤系統(tǒng)是圖像實(shí)時(shí)處理的重要應(yīng)用課題。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了被跟蹤目標(biāo)的定位，即通過(guò)眼睛盯視計(jì)算機(jī)屏幕上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，通過(guò)眼睛虹膜的運(yùn)動(dòng)來(lái)獲得被跟蹤目標(biāo)的具體坐標(biāo)位置。本文分別對(duì)視線跟蹤系統(tǒng)的原理和構(gòu)成進(jìn)行了闡述，運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，以眼睛虹膜中心與眼角點(diǎn)的偏移為依據(jù)，通過(guò)圖像處理等方法從而獲得被跟蹤目標(biāo)的具體坐標(biāo)位置，本系統(tǒng)首先在PC機(jī)上進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)，并提出了基于DSP和FPGA嵌入式系統(tǒng)的視線跟蹤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。其中，對(duì)眼睛虹膜中心定位和

2、眼角點(diǎn)定位以及硬件部分的方案設(shè)計(jì)是本論文主要研究的內(nèi)容。 本文研究開(kāi)發(fā)的視線跟蹤系統(tǒng)，在定位被跟蹤目標(biāo)的過(guò)程中，結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，改變以往研究中視線跟蹤的方法，我們首先對(duì)紅外燈照射下的眼睛圖像進(jìn)行采集和預(yù)處理，找到眼睛虹膜中心的精確位置。然后，本系統(tǒng)改變以往以mark點(diǎn)為參考點(diǎn)，而采用眼角點(diǎn)為參考點(diǎn)，通過(guò)圖像處理方法找到眼角點(diǎn)的精確位置。在定位眼角點(diǎn)精確位置的時(shí)候，采用了兩次定位的方法，第一次根據(jù)虹膜中心位置粗略估計(jì)眼角點(diǎn)位置

3、，第二次根據(jù)前一次的位置，確定更小的搜索區(qū)域再進(jìn)行定位，從而得到更精確的眼角點(diǎn)位置。本系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，此種方法能夠有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自適應(yīng)性。 本系統(tǒng)對(duì)視線跟蹤系統(tǒng)嵌入式平臺(tái)整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，結(jié)合了DSP和FPGA的高速運(yùn)算能力和可編程特性。由于采集的圖像數(shù)據(jù)量大，傳輸速率快，數(shù)據(jù)處理相關(guān)性高，因此視線跟蹤系統(tǒng)必須具備更強(qiáng)大的運(yùn)算能力。各種高性能的DSP不僅可以滿足在運(yùn)算性能方面的需要，而且FPGA的可編程性還為系統(tǒng)的硬件設(shè)