基于嵌入式平台人眼疲劳检测终端的设计与实现

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1、基于嵌入式平台人眼疲劳检测终端的设计与实现　　摘要：设计并实现一套基于Android平台的人眼疲劳检测终端。从摄像头中获取驾驶员的脸部图像数据，快速识别并定位到人脸部。再进行人眼部的定位，利用最大类间法Otsu对人眼进行目标提取以及RobertCross边缘检测获得人眼的轮廓，从而进行人眼状态分析；利用PERCLOS原理进行疲劳的状态判断，并且借助开源视觉库Android?OpenCV提高了系统的开发效率。在室内环境的实验结果表明该终端的表现良好。　　关键词：人眼疲劳检测；人眼状态分析；人脸定位；人眼轮廓获取；Android　　中

2、图分类号：TN911.23?34；TP391文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）24?0006?03　　Designandimplementationofhuman?eyefatiguedetectionterminalbasedon　　Androidplatform　　LIChunjie，WANGChun，WANGQuanhu　　（SchoolofSoftwareEngineeringofUSTC，Suzhou215123，China）　　Abstract：Ahuman?eyefatiguedetectiont

3、erminalbasedonAndroidplatformwasdesignedandimplemented.Itcanacquirethedriver′sfaceimagedatafromthecamera，recognizeandlocate9quicklytheface，andthenlocatetheeyes.TheOtsuisusedtoextractthehuman?eyetargetandtheRobertCrossedgedetectionisusedtoacquiretheoutlineofthehuman?ey

4、etoanalyzetheeyestatus.ThePERCLOSprincipleisadoptedtojudgethefatiguestatusofhuman?eye.Thedevelopmentefficiencyofthesystemisimprovedbymeansoftheopen?sourcevisionlibraryAndroid?OpenCV.Theresultsofexperimentintheindoorenvironmentshowthattheterminalbehaveswell.　　Keywords：

5、human?eyefatiguedetection；human?eyestateanalysis；facelocation；human?eyeoutlineacquisition；Android　　随着汽车的不断普及，交通事故也随之增多，全球每年约有1800万人在交通事故中受伤或者丧生，经济的损失更是高达千亿美元计，交通安全事故极大地威胁着社会公众的安全和财产。仅2011年，我国交通事故发生总数超过210000起，共造成62000多人死亡，统计表明，疲劳驾驶造成的交通事故占总数的8%左右，因此开发一套实时的驾驶员疲劳检测系统具有深

6、刻的社会意义和经济价值。　　1系统方案设计　　1.1系统层次框图　　本文设计并实现的人眼疲劳检测系统是基于Android操作系统，采用开源的Android?OpenCV库进行的，其系统层次框图如图1所示。　　1.2疲劳判断原理　　PERCLOS（PercentageofEyelidClosureOverthePupil9Time）指眼睛闭合时间占某一特定时间的百分比[1?4]，其数据能真正估计出疲劳，是疲劳评估测定的最好方法之一，其包含三种评价标准[5?8]：P70，P80以及EM，其中又以P80标准最优[5，7?8]，P80标准

7、：当人眼部瞳孔面积闭合超过80%作为判定闭合的标准。其示意图如图2所示。　　图2中t1表示最大睁开到闭合20%所用的时间，t2表示最大睁开到闭合80%所用时间，t3表示最大睁开到睁开20%所用时间，t4表明最大睁开到睁开80%所用的时间。PERCLOS值的计算公式如下：　　1.3人眼状态判断　　根据摄像头采集的人脸部图像进行实时处理，首先需要进行人脸部的检测和定位；随后将该区域设置成为感兴趣区域进行人眼部的定位，根据图像分割技术进行人眼的形状分离，二值化处理主要是将目标从背景中分离出来，而边缘检测是为了检测出图像的边缘信息，根据分

8、离出的形状判断眼睛是否处于闭合状态。该过程的示意过程如图3所示。　　1.4系统实现流程图　　根据以上的分析，系统通过摄像头采集图像，对每一帧的图像进行分析。其主要解决两个问题：一是人眼的状态判断；二是疲劳的状态判断。当PERCLOS值大于固定的阈值