臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要描述於使用電腦硬體上，以被動方式透過網路攝影機擷取影像，根據影像提供的資訊加以處理及分析，針對擷取影像後的膚色偵測求得臉部的所在位置，並且透過眼球偵測及雜訊過濾後的估算，以提供電腦使用者偵測眼睛獲得的資訊，達到預期的結果。
膚色偵測方面採用YCbCr色彩空間為基礎針對膚色做擷取，然後使用二值化加強影像，最後將保留下來的膚色使用水平值方圖及垂直值方圖的統計計算後，來描繪出人臉影像的所在位置。
眼睛偵測則是採用色塊分割的方式，先取得人臉上半部臉部份影像分析處理後進行兩次色塊分割再將所判別顏色為最深的色塊保留下來，進一步對保留下來的色塊進行雜訊處理及面積過濾，以獲得最後眼睛瞳孔的所在位置。

This thesis mainly describes a passively external network camera capture scheme. According to the information provided using image processing and analysis, we utilize Skin Color Detection to obtain the face position of the participants from scheme. Moreover, to achieve the predicted results, we comput the eyes from the imformation via Eyes Detection and Noise Filtering which can provide us to acquire the imformation.
We utilize the Skin Color Detection based on YCbCr Color Space. Furthermore, we use Binary to enhance skin color image maintainence, then compute the vertical and horizontal pixels of histgram to obtain the description of human face position.
Eyes Detection utilizes the method of Region Segmentation. To achieve the final position of eyes, first of all, we analyze upside face image acquired, maintain the darkest region after twice operations of Four Level Segmentations.

口試委員審定書 III
論文授權書 IV
摘 要 V
誌 謝 VIII
目 錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.2.1 眼球偵測量測方法 3
1.2.2 眼球偵測之應用 8
1.3 論文概要 9
第二章 基本影像處理方法與介紹 10
2.1 影像擷取 10
2.2 影像座標 12
2.3 影像前處理 12
2.3.1 灰階化(Gray Scale Manipulation) 13
2.3.2 色彩空間轉換(Color Space Transfrom) 14
2.3.3 二值化(Binary) 15
2.3.4 中通濾波器(Median Filter) 16
2.3.5 侵蝕(Erosion) 19
2.3.6 膨脹(Dilation) 19
2.3.7 影像標籤化(Labeling) 20
2.3.8 面積過濾(Size Filtering) 21
第三章 臉部偵測方法流程概述 22
3.1 色彩空間上的膚色區域偵測 22
3.2 形態學處理 23
3.2.1 閉合運算(Closing) 24
3.2.2 斷開運算(Opening) 24
3.3 值方圖的統計與表示 26
3.3.1 垂直值方圖分析 27
3.3.2 水平值方圖分析 27
第四章 眼球偵測方法流程概述 31
4.1 擷取上半臉部部分 31
4.2 進行臉部二值化分析 32
4.3 二值化臉部第一次四層區塊分割 34
4.4 二值化臉部第二次四層區塊分割 36
第五章 實驗結果與分析 40
5.1 系統配備 40
5.2 實驗結果範例 41
5.3 實驗結果分析 51
第六章 結論 52
6.1 結論 52
6.2 未來展望 54
參考文獻 56

[1]漸凍人協會, http://www.mnda.org.tw/ 。
[2]M. Betke, J. Gips, and P. Fleming, “The camera mouse: visual tracking of body feature to provide computer access for people with severe disabilities,” IEEE Transaction on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 10, no. 1, pp. 1-10, 2002.
[3]C. H. Morimoto, D. Koons, A. Amit, M. Flickner, and S. Zhai, “Keeping an eye for HCI,” Processing of XII Brazilian Symp. Computer Graphics and Image, pp. 171-176, 1999.
[4]LC Technologies, INC. Available: http://www.eyegaze.com/IND EX.htm. June 28 2006[data accessed].
[5]D. Kumar and E. Poole, “Classification of EOG for human computer interface,” Conference in the Second Joint EMBS/BMES, vol. 1, pp. 23-26, Oct. 2002.
[6]K. S. Park and K. T. Lee, “Eye-controlled human computer interface using the line-of-sight and the intentional blink,” Computer Engineering, vol. 30, no.3, pp. 463-473, 1996.
[7]L. Young and D. Sheena, “Survey of eye movement recording methods,” Behav. Res. Meth. Instrum, vol. 7, no. 5, pp.397-429, 1975.
[8]陳學志、賴惠德、邱發忠，“眼球追蹤技術在學習與教育上的應用”，教育科學研究期刊第五十五卷第四期2010 年，55（4），39-68。
[9]D. Florin, “Scleral search coil system for linear detection of three-dimentional angular movements,” http://www.primelec.ch/datasheets/am_meas_eye.pdf.
[10]簡志忠，“光學式瞳位追蹤器之人機介面系統研製”，碩士學位論文，台中：私立逢甲大學自動控制工程研究所，1997。
[11]詹永舟，“瞳位追蹤應用於眼控系統及眼球動態量測儀器之製作與分析”，碩士學位論文，台中：私立逢甲大學自動控制工程研究所，1998。
[12]Joseph J. Tecce , James Gips , C. Petter Olivieri , Linen J. Pok , Michael R. Consiglio, “Eye movement control of computer functions,” International Journal of Psychophysiology, Vol. 29, No. 3, pp.319-325, 1998.
[13]Gregg Norris, Eric Wilson,“The Eye Mouse,An Eye Communication Device,” IEEE Bioengineering Conference, pp. 66-67, 1997.
[14]Cedric K.H. Law , Martin Y.Y. Leung ,Y. Xu , and S.K. Tso, “A apas Interface for Wheelchair Control,” Proceedings of the 2002IEEE/RSJ Intl. Conference on Inteligent Robots and Systems EPFL,Lausanne, Switzerland, pp.1439-1444, 2002.
[15]繆紹綱，“數位影像處理- 活用Matlab”，全華科技圖書公司，第一版，1999。
[16]張懿，“即時路面標線、車輛偵測與距離估計”，淡江大學資訊工程學系，2002。
[17]R. C. Gonzalez, and R. E. Woods, “Digital Image Processing,” Prentice Hall, 2002.
[18]L. Alparone, M. Barni, F. Bartolini and R. Caldelli, “Regularization of Optic Flow Estimates by Means of Weighted Vector Median Filtering,” IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 8, pp. 1462-1467, 1999.
[19]A. Bab-Hadiashar and D. Suter, “Optical Flow Calculation Using Robust Statistics,” Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 988-993, 1997.
[20]張永鵬，蔡博智，“即時物體追蹤之立體視覺導引自走車”，碩士論文，私立中原大學機械工程學系，2002。
[21]C. Garcia, and G. Tziritas, “ Face Detection Using Quantized Skin Color Regions Merging and Wavelet Packet Analysis.” in IEEE Transactions on Multimedia vol. 1 , No. 3 , pp. 264-277, 1999.
[22]Yoav Freund and Robert E. Schapire, “A Short Introduction to Boosting.” Journal of Japanese Society for Artificial Intelligence, 14(5):771-780, September, 1999. (In Japanese, translation by Naoki Abe.)
[23]Paul Viola and Michael J. Jones, “Robust Real-Time Face Detection,” International Journal of Computer Vision 57(2), 137–154, 2004.
[24]Paul Viola and Michael J. Jones, “Robust Real-Time Object Detection,” Second International Workshop on Statistical and omputational Theories of Vision – Modeling, Learning, Computing, and sampling, July 13, 2001.
[25]詹鎮宇，“改良膚色基底AdaBoost臉部偵測系統”，國立臺中教育大學數位內容科技學系碩士論文，2011年1月。
[26]Alberto De Santis and Daniela Iacoviello, “Robust real time eye tracking for computer interface for disabled people.” computer methods and programs in biomedicine, Vol. 96, No. 1, pp. 1–11, 2009.
[27]邱國鈞， 蘇木春，“追瞳系統之研製及其應用”，國立中央大學資訊工程研究所碩士論文，九十五年七月。
[28]薛智謙，蔡章仁，“英文字母眼寫系統之可行性研究”，國立中央大學電機工程學系碩士論文，九十四年七月。
[29]白能勝，張世平，郭逸平，黃聖富，“人臉追蹤與疲勞偵測系統”。
[30]鄔誌仁，蔡俊明，葉榮木，“有效的膚色偵測器應用於動態人臉偵測系統”。