计算机的发明给人类社会带来了巨大的影响。随着硬件方面计算速度的提高与存储容量的扩大,各种应用软件与管理系统不断地被研发出来,人与计算机的交互方式也发生着深层次的变革。图形用户界面在极大地方便普通用户使用计算机的同时,也带了诸多的限制,使计算机仍然难以真正融入人们的工作和生活。人们希望计算机能听、会看、可以说话,甚至比人做得更好,并且能够进行实时处理,一种全新的交互方式成为当前计算机技术发展的迫切需要。计算机系统的拟人化,计算机的微型化、随身化和嵌入化,将是计算机两个重要的应用趋势,而人机交互技术是其中的瓶颈,以人为中心、自然、高效将是发展新一代人机交互主要的努力方向。普适计算要实现的目标之一,就是让计算机变得不可见、不需要提供有意识的操作,同时能够向人们提供无所不在的计算和信息服务。在对基于计算机视觉、语音识别、手势输入、感觉反馈等新的交互技术的研究中,人脸识别因其在身份验证、档案管理、视频会议等方面的巨大应用前景而越来越成为当前人机交互领域的研究热点。而视线跟踪技术由于其可代替键盘、鼠标实现输入和移动的功能,对行动不便的人群和飞行员等有较大的吸引力,也吸引了心理学家、交互技术专家的广泛关注。本文作者查阅了近年来国内外大量关于人机交互和计算机视觉的学术论文及文献,对人机交互的基本设计方法和普适计算的框架进行了探讨,阐述了人脸检测与识别的一般过程和方法,并且对其具体实现作了较为深入的讨论,提出一种用于扩展第三方软件功能的框架协议,将基于计算机视觉的人机交互无缝嵌入到现有系统中。本文的研究工作主要包括以下几个方面:(1)概括了本课题的研究意义和应用前景,回顾了人机交互、计算机视觉的国内外研究现状,并总结了今后的发展趋势;(2)对普适计算的交互框架作了简要分析,讨论了交互过程的两种设计方法,并结合实例讨论了在实际项目中的运用,对比了两种方法的不同设计过程;(3)重点阐述了人脸检测与识别的一般处理方法,对当前较为流行的开源计算机视觉库的实现算法进行了详细讨论,并借此完成人脸识别系统的开发;(4)提出了将基于计算机视觉的人机交互实现为一个框架协议程序,为第三方应用软件提供功能上的扩展,只需定义交互行为的脚本描述文件,即可实现对由摄像头捕捉到的眼部动作的响应。