基于FPGA的實時視線定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、視線定位是一個新興的研究課題，不論是在人機交互領(lǐng)域還是在行為分析方面都有著十分重要的研究價值和實際意義。本文通過對多種視線檢測方法的對比以及實際情況的需求，最終采用基于圖像處理的方法，設(shè)計并實現(xiàn)了人眼視線實時定位系統(tǒng)。本文所做的主要工作有:
　　(1)詳細(xì)地介紹了視線檢測的研究現(xiàn)狀，論述了視線檢測的發(fā)展過程和基本手段，并對其優(yōu)缺點進行了分析;
　　(2)對本文的開發(fā)平臺進行了簡要論述，主要包括ZYNQ的啟動與配置過程、Lin

2、ux系統(tǒng)的移植以及QT運行庫的交叉編譯;
　　(3)提出本文設(shè)計的總體框架和具體功能模塊，并對本文的關(guān)鍵技術(shù)加以介紹;
　　(4)分析和研究了基于圖像處理方法的視線檢測技術(shù)，對設(shè)計中采用的算法做了必要的改善。例如改進中值濾波函數(shù)里面的排序算法，在最壞情況下改進中值濾波函數(shù)大概節(jié)省了30％的時間;采用高效率的投影積分算法進行人臉檢測，大大降低了算法復(fù)雜度;引進縮小眼睛搜尋區(qū)域的粗定位算法，大大提高了眼睛窗口的檢測精度。所有這些

3、措施，都保證了系統(tǒng)的實時性和準(zhǔn)確性;
　　(5)以實時性和準(zhǔn)確性為評價標(biāo)準(zhǔn)，對視線定位系統(tǒng)進行全方位的測試，并分析系統(tǒng)存在的主要問題，提出解決方案。測試結(jié)果表明，視線定位系統(tǒng)在實時性和準(zhǔn)確性兩方面都基本滿足設(shè)計要求。
　　整個系統(tǒng)以ZedBoard開發(fā)板為硬件平臺，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方式。硬件方面，以ZYNQ中的雙核Cortex-A9 ARM為控制核心，完成Linux系統(tǒng)運行和應(yīng)用軟件界面操作，并以FPGA為核心外設(shè)，完成