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视线跟踪关键技术研究及其在TI-DSP DM642上的实现与优化

作　者: 张希坤
导　师: 刘瑞安
学　校: 天津师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 视线跟踪瞳孔 DM642 优化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

视线跟踪技术是未来智能人机接口的关键技术之一,在一些工业控制、机器人学和临床医学上有着广泛的发展前景。非接触式视线跟踪对用户干扰小、交互性好,但算法实现复杂,一般的处理平台不能满足视线跟踪高实时性的要求。TI公司生产的C64系列芯片具有很强的并行处理能力和信号处理功能,是实现视线追踪技术的理想平台。本文对视线跟踪若干关键技术进行研究,并在TI-DSP DM642上实现视线跟踪系统,具体研究工作如下:1、在查阅国内外相关文献的基础上,对视线跟踪技术发展进程及研究现状做了综述。2、对眼睛图像中瞳孔、光斑定位算法进行研究,结合自适应阈值自动提取算法,确定光斑及瞳孔边缘点位置,提出一种随机化椭圆拟合算法。3、对视线跟踪技术的光学采集系统进行了研究,提出了一种眼睛跟踪与调光、变焦、聚焦相结合的CCD摄像机自动调节方法。在不同外部环境光强及用户不同使用位置情况下,CCD摄像机通过自适应调节,可实时跟踪眼睛并捕获到清晰眼睛图像,避免了人工调节的繁琐并提高了调节的准确性。4、开发多线程校准程序,采用COM技术实现校准程序的实时性处理,解决由于个体差异、设备测量引起的误差问题。5、充分研究DSP芯片硬件结构及DSP/BIOS内核功能,针对DSP RF5参考框架的组成和工作机制进行了探讨,根据RF5参考框架的开发思路,以ICETEK-DM642视频图像处理平台作为硬件工作环境,实现视线跟踪在TIDM642上的移植和优化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-21
  1.1 视线跟踪研究的意义及价值  9-10
  1.2 视线跟踪技术研究现状  10-16
    1.2.1 国外研究简介  11-15
    1.2.2 国内研究简介  15-16
  1.3 视线跟踪技术综述  16-20
    1.3.1 视线跟踪技术的主要参数  16-17
    1.3.2 视线跟踪技术的硬件实现  17-18
    1.3.3 视线跟踪技术的关键问题  18-20
  1.4 本论文的主要工作和内容安排  20-21
第二章、PC端视线跟踪系统关键技术研究  21-42
  2.1 系统介绍  21-23
  2.2 自动聚焦  23-28
  2.3 校准  28-33
  2.4 眼睛特征检测  33-41
    2.4.1 自适应阈值提取  33-34
    2.4.2 光斑提取  34-35
    2.4.3 瞳孔边界点提取  35-38
    2.4.4 随机化椭圆拟合  38-41
  2.5 本章小结  41-42
第三章 TMS320DM642处理器及开发平台  42-49
  3.1 DM642多媒体处理器  42-46
  3.2 TMS320DM642 EVM开发板  46-47
  3.3 DM642视频端口  47-49
第四章基于DM642的视线跟踪系统实现与优化  49-64
  4.1 基于DSP/BIOS框架的程序设计  49-51
  4.2 视线跟踪系统移植  51-53
    4.2.1 变量的存取方式调整  52
    4.2.2 调整数据类型  52-53
    4.2.3 存储空间的分配  53
  4.3 在CCS上实现视线跟踪功能  53-59
    4.3.1 项目级优化  53-55
    4.3.2 C语言级优化  55-58
    4.3.3 其它优化技巧  58-59
  4.4 存储器优化  59-63
    4.4.1 三级存储器系统  60-61
    4.4.2 Cache优化策略  61-62
    4.4.3 EDMA的使用  62-63
  4.5 本章小结  63-64
第五章结论与展望  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间发表论文  70-71
致谢  71-72
学位论文提交表单  72-73

视线跟踪关键技术研究及其在TI-DSP DM642上的实现与优化

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