Algoritmo robusto para la deteccion

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Algoritmo Robusto para la Detección Automática
del Parpadeo Humano y Seguimiento del Rostro
Mediante Patrones Espacio-Temporales con
Aplicación al Control sin Contacto
Julian Quiroga1 . Carlos Alberto Romero Romero2 .
1 Universidad

de los Andes.,2 Universidad Central
jul-quir@uniandes.edu.co, cromeror1@ucentral.edu.co

Abstract— En este trabajo se presenta un algoritmo eciente
para la detección automática del movimiento y el parpadeo
humano en videos digitales, bajo entornos complejos y con
distintas condiciones de iluminación. Para ello se implementa
un procedimiento multietapa en el cual es localizada la cabeza
utilizando patrones geométricos mediante la transformada de
Hough. Posteriormente son aprendidas las características de color
del rostro en elespacio YCbCr con el n de segmentar la región
de interés y localizar la zona que contiene los ojos. Mediante la
estimación de la varianza temporal en la intensidad de los píxeles
en la región, utilizando una ventana móvil, se calcula la cantidad
de movimiento por medio de la cual se puede determinar un
posible parpadeo o un desplazamiento de la cabeza entre cuadros.
Para la veri cación de unparpadeo se utiliza el mapa de varianza
seguido por una etapa de razonamiento en la que son utilizadas
un conjunto de reglas heurísticas basadas en las características
espaciales asociadas al rostro humano. De esta forma es posible
realizar la localización y seguimiento de la cabeza. El algoritmo
propuesto es utilizado para controlar sin necesidad de contacto
directo distintas tareas en uncomputador, lo cual permitiría a
personas con discapacidad la realización de labores tales como
navegación en Internet, edición de texto u otras actividades que
puedan mejorar su calidad de vida y promover su proceso de
rehabilitación.
Index Terms— Rostro, Región Ocular, Rehabilitacion,
Parpadeo, Localización, Seguimiento, Control Sin Contacto

I. I NTRODUCCIÓN

L

OS avances tecnológicos enel procesamiento digital de
señales, sumados al desarrollo de nuevos dispositivos
de adquisición y a las mejoras en las capacidad de procesamiento de los equipos digitales, han permitido realizar de
forma automática procesos complejos de forma e ciente. En
particular el uso de las técnicas desarrolladas en el área
de visión por computador (conocida también como visión
arti cial) haencontrado aplicación en proyectos académicos
e industriales, sin embargo las aplicaciones en el campo de
la rehabilitación son aún escasas. Este artículo presenta un
algoritmo e ciente para la detección automática del parpadeo
humano y el seguimiento del rostro, que tiene su aplicación
en la interacción de personas con computadoras, pensando en

la necesidad de desarrollar un dispositivo quepermitiese a las
personas con discapacidad en sus extremidades interactuar con
la tecnología y así coadyuvar al desarrollo de sus capacidades
personales, intelectuales y laborales para mejorar su calidad
de vida.
El algoritmo de reconocimiento se compone de varios sistemas independientes de procesamiento que lo hacen modular
y robusto. En la primera parte se describe el proceso de
localizaciónde la región ocular y los algoritmos utilizados,
a n de estimar la localización del rostro en un entorno
complejo con base en videos digitales tomados en formato
NTSC, mediante cámaras digitales convencionales. Luego se
describe la utilización de técnicas de reconocimiento de color
orientadas a distinguir las características únicas de la piel
humana respecto de los objetos del entorno. Lasiguiente
sección trata sobre la detección del parpadeo humano mediante
técnicas de ltrado espacio temporal, basadas en el estudio de
propiedades estadísticas. También se estudian las restricciones
del algoritmo y sus aplicaciones en el área de rehabilitación.
II. L OCALIZACIÓN DE LA R EGIÓN O CULAR
Con el n de encontrar la región en la imagen que contiene los ojos de la persona, son...