驾驶员面部检测与定位方法研究

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1、重庆大学硕士论文中文摘要摘要据资料显示，高速公路因疲劳驾驶导致交通事故呈上升趋势。因此，如何有效的监测和防止驾驶员疲劳驾驶，对于降低交通事故及人员死亡率，有着十分现实的重要意义。在采用计算机视觉对驾驶员进行驾驶行为监测时，面部定位是关键技术之一。论文主要针对驾驶室特定的背景环境，提出了一种基于彩色信息、活动轮廓和面部几何特征的人脸检测技术，实现了驾驶员面部检测与定位，有效的降低了驾驶室的复杂背景、驾驶员各种面部姿态、表情对人脸检测定位的影响。它充分包含了利用颜色提取分割肤色的快速性和基于人脸知识

2、的稳健性的特点。文中采用一个由粗到精的人脸定位算法来进行驾驶员面部定位。初始定位算法主要完成从监测图像中识别出驾驶员的面部轮廓，精定位算法利用面部三角位置对驾驶员面部进行精确定位。本文主要研究了四个方面的问题:1.针对光照对肤色检测的影响进行了深入分析，并研究了一种适应可变光照的肤色检测算法；其次在肤色统计分析的基础上，提出了基于区域高宽比率和面积占有率的区域优化方法优化候选区，去除其他类似肤色的区域。2.提出一种改进的Snake算法用于人脸轮廓的定位。针对Snake算法受初始位置影响大的缺陷，

3、引入优化后的区域信息和分割后图像具有明显梯度的信息改进Snake模型的初始位置，采用动态的Snake轮廓生成算法来提取彩色图像中人脸的外轮廓。优化后的算法应用在人脸的定位上，改善了Snake模型自身缺陷引起的搜索时间长和对噪声敏感而造成Snake模型失真的不足，提高了人脸检测及定位的准确性。3.在对常用眼睛定位算法的研究基础上，根据面部双眼、嘴唇在分割后类似椭圆的特性，引入椭圆硬度参数，提出一种基于几何形状的椭圆方法，从而检测出面部特征的中心点。4.在经过对基于人脸几何形状、大小比例、候选矩形区

4、域中肤色象素密度的简单人脸验证策略分析后，提出一种基于面部特征三角关系的知识规则的人脸验证策略。进一步验证是否人脸，由此三角位置定位人脸准确位置。本文采用VC++开发了本文所需的全部软件，实现了算法的各项功能，并进行了相关的监测试验。试验结果达到了预定目标，证明了所研究的算法有效。关键词：人脸检测，颜色分割，Snake算法，椭圆检测I重庆大学硕士论文英文摘要ABSTRACTInvestigationindicatesthattrafficaccidentinhighwayisrisingbeca

5、useoffatigue.Then.howtodetectandpreventdriver’sfatiguehaspracticalsignificanceinreducingthetrafficaccidentanddeathrate.Facedetectionandlocationisthekeyissueinthedriverbehaviorsurveillance.Inthispaper.adetectionandlocationmethodisproposed.whichcansolv

6、efacedetectionunderrotationinimageplaneandrandompose.basedoncolorinformation.activecontourandfacialgeometrictrianglerelationship.Acoarse-to-finelocationalgorithmisintroducedtolocatedriver’sface.Thecoarselocationalgorithmistodetectfacecontourfromtheco

7、llectionimages.andthefineoneistogettheexactlocationbyGeometricalrelationshipofthekeyfacialfeature.Fourmajorissuesarestudied:Firstly.analgorithmofskincolordetectionisstudiedthatcanbeusedundervariantlightconditionsafterathoroughanalysisoflighteffectons

8、kincolordetection.Then.basedonskincolorpixelanalysisstatic.anoptimizemethodisintroducedtooptimizefacecandidateregionbytheratioofheighttowidthandproportionofskin-color.Secondly.inrespectthatthedetectionresultusingSnakealgorithmisaffectedbytheoriginpos