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研究生:何治宇
研究生(外文):Chih-Yu Ho
論文名稱:應用連通元件標記法於即時人眼追蹤
論文名稱(外文):Applying Connected Component Labeling in Real-Time Eye Tracking
指導教授:邱垂昱邱垂昱引用關係田方治田方治引用關係
指導教授(外文):Chui-Yu ChiuFang-chin Tien
口試委員:駱至中葉繼豪
口試日期:2010-06-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:工業工程與管理研究所
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:人眼追蹤連通元件標記法倒傳遞類神經網路不變矩
外文關鍵詞:Eye trackingConnected component labelingBackpropagation neuronal networkMoment invariants
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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隨著電腦速度提升,即時人臉辨識或人眼追蹤應用在個人電腦上門檻越來越低。考量視訊攝影機(Webcam)產品價位低廉亦具備方便性與可攜性,筆記型電腦也普遍都有此裝置,研究成品應用性高,所以採用平價的網路視訊攝影機及一般個人電腦為研究平台發展人眼追蹤的相關研究。
本論文設計一個倒傳遞類神經網路產生每幀影像的二值化門檻值,將視訊影像二值化處理,突顯影像中人臉特徵。再以快速連通元件標記法標示二值化影像中各個圖塊元件,並計算其不變矩,與樣本不變矩比對找尋人眼圖塊元件。最後在尋到的人眼影像上,繪出上下眼瞼的輪廓線,以兩眼角的角度作為判斷眼睛開闔程度的依據。經實驗結果證明,本系統可有效的進行即時的人眼追蹤以及眨眼偵測。


With computer process speed increasing, real-time face recognition, or eye tracking applications on personal computers getting lower and lower threshold. In this thesis, considering the video cameras (Webcam) are cheap, convenient and portability, thus the most of laptops have this device generally. So this study use personal computer with a webcam to develop the eye-tracking research.
This thesis developed a backpropagation neuronal network to generate threshold value for each frame image. Thresholding video image could highlight face features in the image. Using fast connected component labeling to mark all components of a binary image, and calculating the moment invariants to search eye features. Finally, the upper and lower eyelid contours are drawn on eye images for judging the eyes are close or open. Experimental results show that this system can effectively carry out real-time eye tracking and blink detection.


中文摘要 i
ABSTRACT ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究範圍與限制 2
1.4 研究流程 2
第二章 文獻探討 4
2.1 機械視覺 4
2.2 人臉偵測 5
2.3 人眼追蹤及人眼特徵 6
2.4 影像特徵值 8
2.5 自動二值化門檻值法 9
2.5.1 P-Tile二值化法 10
2.5.2 Otsu二值化法 11
2.5.3 Kapur二值化法 14
2.6 類神經網路(Artificial Neural Network) 15
2.6.1倒傳遞類神經網路 15
第三章 研究方法 19
3.1 系統架構 19
3.2 影像前處理 25
3.2.1 灰階化(Grayscale) 25
3.2.2 二值化(Thresholding) 25
3.2.3 利用倒傳遞類神經網路產生二值化門檻值 25
3.3 快速連通元件標記法 28
3.4 抽取影像特徵 32
3.4.1 相近特徵值分類 35
3.4.2 調整樣本特徵值 35
3.5 搜尋演算法 35
3.5.1 差異影像搜尋 35
3.5.2 初始搜尋 37
3.5.3 正常搜尋 37
3.5.4 重新搜尋 38
3.6 分析眼部影像張閉狀態 38
3.6.1 描繪眼瞼輪廓線的步驟 39
3.6.2 判斷張閉眼 41
第四章 實驗結果與分析 43
4.1 實驗環境 43
4.2 測試過程及實驗結果分析 44
4.2.1 單純背景人眼追蹤實驗 46
4.2.2 自動二值化門檻值實驗 47
4.2.3 多位受測者人眼追蹤實驗 50
4.2.4 多位受測者眨眼偵測實驗 53
4.2.5 長時間閉眼偵測實驗 56
第五章 結論及後續研究建議 58
5.1 結論 58
5.2 研究貢獻 58
5.3 後續研究建議 59
參考文獻 60
附錄一 倒傳遞類神經網路二值化法實驗結果 64
附錄二 百分比法二值化法實驗結果 65
附錄三 25位未配戴眼鏡受測者 人眼追蹤實驗結果 66
附錄四 5位配戴眼鏡受測者 人眼追蹤實驗結果 68
附錄五 25位未配戴眼鏡受測者 眨眼實驗結果 69
附錄六 5位配戴眼鏡受測者 眨眼實驗結果 70
附錄七 長時間閉眼偵測實驗結果 71

[1]Balasubramanian, M., S. Palanivel and V. Ramalingam, ”Real time face and mouth recognition using radial basis function neural networks,” Expert Systems with Applications, vol. 36, 2009, pp. 6879–6888.
[2]Basheer, I.A. and M. Hajmeer, “Articial neural networks: fundamentals, computing, design, and application,” Journal of Microbiological Methods, vol. 43, 2000, pp. 3-31.
[3]Bhattacharyya, Siddhartha, Ujjwal Maulik and Paramartha Dutta, “Multilevel image segmentation with adaptive image context based thresholding,” Applied Soft Computing, 2010.
[4] Feng, Zhang, Liu Shang-qian, Wang Da-bao and Guan Wei, “Aircraft recognition in infrared image using wavelet moment invariants, ” Image and Vision Computing, vol. 27, 2009, pp. 313–318.
[5]Geetha, A., V. Ramalingam, S. Palanivel and B. Palaniappan, “Facial expression recognition – A real time approach,” Expert Systems with Applications, vol. 36, 2009, pp. 303–308.
[6]Hansen, Dan Witzner and Riad I. Hammoud, “An improved likelihood model for eye tracking,” Computer Vision and Image Understanding, vol. 106, 2007, pp. 220–230.
[7]Horng, Ming-Huwi, “A multilevel image thresholding using the honey bee mating optimization,” Applied Mathematics and Computation, vol. 215, 2010, pp. 3302–3310.
[8]Hu, M. K., "Visual pattern recognition by moment invariants," IRE Trans. Info. Theory, vol. IT-8, pp.179–187, 1962.
[9]Hsu, Rein-Lien, Mohamed Abdel-Mottaleb, and Anil K.Jain, “Face detection in color images,” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 24, no. 5, May 2002, pp. 696–706.
[10]Kapur, J. N. ,Sahpp, P. K., and Wong, A. K. C. “ A new method for gray-level picture thresholding using the entropy of the histogram, ” Computer vision graphics and image processing, vol. 29, 1985, pp. 273-285.
[11]Kittler J and Illingworth J. “Minimum Error Thresholding,” Pattern Recognition, vol. 19, no. 1, 1986, pp. 41-47.
[12]Liu, Charles C., Simon G. Hosking and Michael G. Lenné, “Predicting driver drowsiness using vehicle measures: Recent insights and future challenges,” Journal of Safety Research, 2009.
[13]Messom, C. H., S. Demidenko, K. Subramaniam and G. Sen Gupta, “Size/position identification in real-time image processing using run length encoding,” IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Anchorage, AK, USA, 21-23 May 2002.
[14]Morris, T. and V. Chauhan, “Facial feature tracking for cursor control,” Journal of Network and Computer Applications, vol.29, no. 1, January 2006, pp. 62-80.
[15]Nasri, Mehdi and Hossein Nezamabadi-pour, “Image denoising in the wavelet domain using a new adaptive thresholding function,” Neurocomputing, vol.72, 2009, pp. 1012–1025.
[16]Otsu, N., “A threshold selection method from gray level histogram,” IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, vol. 9, no. 1, January 1979, pp. 62-66.
[17]Pai, Yu-Ting, Yi-Fan Chang and Shanq-Jang Ruan, “Adaptive thresholding algorithm: Efficient computation technique based on intelligent block detection for degraded document images,” Pattern Recognition, vol. 43, 2010, pp. 3177–3187.
[18]Santis, Alberto De and Daniela Iacoviello, “Robust real time eye tracking for computer interface for disabled people,” Computer methods and programs in biomedicine, 2009.
[19]Sun, Te-Hsiu and Fang-Chih Tien, “Using backpropagation neural network for face recognition with 2D + 3D hybrid information,” Expert Systems with Applications, vol.35, 2008, pp. 361–372.
[20]Tizhoosh, Hamid R., “Image thresholding using type II fuzzy sets,” Pattern Recognition, vol. 38, 2005, pp. 2363 – 2372.
[21]Torricelli, Diego, Silvia Conforto, Maurizio Schmid and Tommaso D’Alessio, “A neural-based remote eye gaze tracker under natural head motion, ” computer methods and programs in biomedicine, vol. 9 2, 2008, pp. 66–78.
[22]Tsai, W., “Moment-preserving threshoding: a new approach,” Computer vision graphics and image processing, vol. 29, 1985, pp. 377-393.
[23]Wang, Peng and Qiang Ji, “Multi-view face and eye detection using discriminant features,” Computer Vision and Image Understanding vol. 105, 2007, pp. 99-111.
[24]Wu, Jian-Da and Tuo-Rung Chen, “Development of a drowsiness warning system based on the fuzzy logic images analysis,” Expert Systems with Applications, vol. 34, no. 2, February 2008, pp. 1556-1561.
[25]Yan, Feixiang, Hong Zhang and C. Ronald Kube, “A multistage adaptive thresholding method,” Pattern Recognition, vol. 26, 2005, pp. 1183-1191.
[26]Zhao, Mansuo, Yibing Yang and Hong Yan, “An adaptive thresholding method for binarization of blueprint images,” Pattern Recognition, vol. 21, 2000, pp. 927-943.
[27]Zheng, Zhonglong, Jie Yang and Limin Yang, “A robust method for eye features extraction on color image,” Pattern Recognition Letters, vol. 26, 2005, pp. 2252–2261.
[28]吳成柯;程湘君;戴善榮;雲立實,數位影像處理,台北市:儒林圖書有限公司,2001。
[29]葉怡成,應用類神經網路,台北市:儒林圖書有限公司,2002。
[30]葉怡成,類神經網路模式應用與實作,台北市:儒林圖書有限公司,2003。
[31]繆紹綱譯,數位影像處理,台北市:高立圖書有限公司,2003。
[32]葉郡維,“料盤中之液晶顯示器驅動IC瑕疵檢測”, 國立台北科技大學自動化科技碩士論文,2007。


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1. 吳正桓(1992)。態度形成方式對其結構的影響:情感、認知及其測量。中華心理學刊,34,41-55。
2. 朱文深(2000)。基因轉殖食品之發展現況與展望。食品工業,32(12),1-19。
3. 杜姿瑩(2001)。基因改造食品現況。食品市場資訊,90(1),5-9。
4. 林怡杏(2001)。 食品生物技術現況與未來發展趨勢。食品市場資訊,90(1),10-15。
5. 樊琳(2001)。 臺灣地區國中、小教師及職前教師對現代生物科技發展了解之調查研究,通識教育季刊,8(2),33-63。
6. 潘子明(2002)。基因改造作物之優勢與其對環境之衝擊。生物產業,13(2),441-451。
7. 蘇遠志(2001)。基因改造食品。科學發展月刊,29(8),577-585。
8. (5) 林宜君,「消防組織人力新陳代謝之研究」,中央警察大學災害防救學報,第四卷,2003,第17-54頁。
9. 3.何志峰,高玉芬,1999,“產學合作之控制機制設計”,技術及職業教育雙月刊,53,頁25-27。
10. 7.吳武忠,吳淑禎 ,2006,“實習生的工作表現與工作滿意分析-以觀光產業為例”,餐旅暨家政學刊,12,3(4), 頁473-491。
11. 12.李青松,趙振維,2008,“大學餐旅科系的校外實習制度之探討”,餐旅暨家政學刊,5(3),頁247-272。
12. 22.林能白,丘宏昌,1999,“服務品質之研究-服務人員人格特質之影響分析與應用”,管理學報,16,2,頁175-200,6月。
13. 27.胡夢蕾,2004a,“餐旅學生人格特質實習工作滿意度關係之研究”,教育研究資訊,12,1,頁103-131,2月。
14. 28.胡夢蕾,2004b,“三明治教學法中實務教學設計的研究-以餐飲管理科課程為例”,景文技術學院學報,9,21(9),頁235-266。
15. 36.曹勝雄、容繼業、劉麗雲,2000,“專科餐旅教育三明治較學制度實施之認知研究:從教師觀點”,高雄餐旅學報,3,頁53-68。