基于图像特征的快速瞳孔提取算法

针对眼底照相机拍摄的瞳孔图像特征及主要干扰因素,提出一种结合下采样、固定阈值、连通域及扫描线等方法的快速瞳孔提取算法。算法首先根据图像的大小完成下采样,结合提取模板去除边框的影响,在此基础上,针对瞳孔图像的灰度特点,采用固定阈值及8连通域完成瞳孔的初步提取,并采用扫描线法实现瞳孔区域的修正。仿真实验证明,针对不同的瞳孔图像,本算法均准确地提取出瞳孔区域,与现有算法相比,本算法具有更快的运算速度。

基于瞳孔角膜反射法的视线估计系统设计与实现

设计并实现了一种低成本硬件条件下的视线估计系统,该系统的视线估计模型采用瞳孔角膜反射法,对用户干扰小,允许用户头部移动。系统由视频采集、瞳孔中心和反射光斑中心提取、视线估计三部分组成。针对系统中低成本硬件导致的图像质量不高、瞳孔图像分辨率低以及光照变化等情况,设计了实时、精确的瞳孔中心、反射光斑中心提取方法。该方法首先将粗定位与精确定位相结合,得到人眼瞳孔图像;再利用灰度膨胀、卷积操作增强反射光斑,提取出反射光斑中心;然后通过一定的预处理,融合边缘提取、边缘过滤以及椭圆拟合,得到瞳孔中心;最后经过后处理滤去异常值。对视线估计系统进行测试,结果发现:视线估计平均均方根误差为12 mm,满足某些应用的基本需求。该系统降低了对硬件的要求,有利于实际应用。

基于视线追踪的眼控鼠标设计

以Visual Studio为平台,Open CV计算机视觉库为基础,辅助以单片机、传感器、无线传输模块等自主研发了一套头戴式视线追踪系统,完成瞳孔提取、视线追踪定位、眨眼检测等功能,实现眼球替代鼠标完成对电脑的指令。创新性地提出了椭圆拟合与积分投影去噪法等方法,以消除头部微小移动对定位带来的影响,使系统具有高的精确度和良好的实用价值。