چکیده: تشخیص و ردیابی چشم‌ها نقش کلیدی در توسعة سیستم‌های مربوط به تعامل بین انسان و کامپیوتر (HCI ) دارد. سیستم‌های یاری رسان به افراد معلول، تشخیص خواب آلودگی راننده ، تشخیص هویت افراد از جمله سیستمهای مذکور می باشند. کارائی این سیستمها در گرو تشخیص درست محل چشم ها و ردیابی آنها در یک رشته ویدئویی می باشد. مهمترین مشکلاتی که عملکرد الگوریتم‌های تشخیص و ردیابی چشم ها را دچار چالش می کند عبارتند از چرخش سر در عمق و در صفحه عمود بر محور اپتیکی دوربین، پوشیده شدن چشم‌ها توسط عینک و مو و شرایط بد نورپردازی می باشد. تحقیقات زیادی برای حل مشکلات ذکر شده در حال انجام است. در این پایان‌نامه بدنبال ارائه روشی جهت تشخیص محل چشمها و سپس ردیابی آنها دریک رشته ویدیوئی هستیم. در این روش بر مقاوم سازی سیستم پیشنهادی، در برابر تبدیل هندسی تشابهی و شرایط بد نورپردازی تأکید شده‌است. برای این منظور بجای استفاده مستقیم از روشنایی تصویر در ناحیه چشم از ساختار توپوگرافیکی تصویر استفاده می کنیم. تصویر برچسب خورده توپوگرافیکی را به کمک توابع تغییر ناپذیر با تبدیل هندسی تشابهی توصیف می کنیم. این توابع بر حسب ممان های نواحی برچسب خورده تعریف می گردند. به کمک تصاویر چشم راست، چشم چپ و غیر چشم، سیستم تشخیص چشم ها را آموزش می دهیم. در بخش دوم تحقیق، روشی جهت ردیابی چشم ها در رشته ویدئویی پیشنهاد می دهیم. الگوریتم با حداکثر نمودن معیار همبستگی متقابل بین الگوی چشم ها در فریم های اولیه و فریم های بعدی ، چشم ها را ردیابی می کند. الگوریتم پیشنهادی از پیچیدگی کمی برخوردار می باشد. در این تحقیق همچنین الگوریتمی جهت تعیین فاصلة ‌بین پلک‌ها ارائه شد. در این روش از نگاشت گرادیان تصویر چشم در راستای افقی استفاده شد. نتایج الگوریتم تشخیص چشمها بر روی پایگاه داده XM2VTS کارائی خوب روش را در شرایط مختلف تصویر برداری نشان می دهد. همچنین نتیجه آزمایش روش ردیابی بر روی رشته های ویدئویی نشان می دهد که چنانچه سر چرخش عمقی قابل توجهی نداشته باشد ردیابی با موفقیت انجام می شود.