在虚拟现实系统的设计与实现中,自然景物的模拟一直是研究的热点,它们通常具有不规则与不确定性。在这类不规则物体建模方法中,粒子系统方法被公认为是最成功的一种生成方法,并有广泛的应用范围。基于图像处理的计算机视觉感知技术是人工智能领域中的一个重要课题,具有良好的应用前景,有着广阔的发展空间。本文在认真分析和总结目前国内外烟花粒子系统模拟的基础上,结合科普展项制作的需求和应用,以友好的交互性、真实感和实时性为目标,设计了一个基于粒子系统的人群交互式烟花系统。该系统基于粒子系统建模方法和计算机视觉感知技术分别实现烟花的燃放和人群的自动识别与定位,以人群的位置移动变化自动完成烟花在的燃放,实现自然的多人机交互功能。本文所做主要工作和研究成果主要有以下三个部分：通过对烟花的特性、几何形状及运动规律的分析,建立烟花模型,利用随机粒子在系统中不规则运动来模拟烟花粒子运动。实现了基于Hough变换人群图像的人头识别与定位方法,通过位置坐标数组将烟花位置属性与人群位置连接一起实现自然的多人机交互过程。设计并实现了一个交互式用户界面,通过改变参数设置显示不同烟花形态,实现了人群交互式烟花粒子系统。