基于FPGA的實時視線定位系統(tǒng)的設計與實現(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)提出本文設計的總體框架和具體功能模塊，并對本文的關鍵技術加以介紹;
　　(4)分析和研究了基于圖像處理方法的視線檢測技術，對設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)的實時性和準確性;
　　(5)以實時性和準確性為評價標準，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。測試結果表明，視線定位系統(tǒng)在實時性和準確性兩方面都基本滿足設計要求。
　　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)運行和應用軟件界面操作，并以FPGA為核心外設，完成