驾驶员疲劳检测系统中的人眼识别算法研究

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1、Candidate：GaoYongpingSupervisor：AssociateProf．QinHuabiaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou，China分类号：TP391学号：200420104870华南理工大学硕士学位论文V

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11、⋯flIil0Y1815161学校代号：10561驾驶员疲劳检测系统中的人眼识别算法研究作者姓名：高永萍指导教师姓名、职称：秦华标副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电路与

12、系统研究方向：专业集成电路设计与智能信号处理论文提交日期：年月日论文答辩日期：2口口7年口铜D尹日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：筮查鱼委员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：高私，年日期：卅年石月f7日学位论文版权

13、使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外)；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：一囱保密，在—三年解密后适用本授权书。口不保密。学位论文全文电子版提交后：口同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览。(请

14、在以上相应方框内打“√")作者签名：南朱牟指导教师签名：日期：刎7．占．，／日期：力哆‘·l，·’-、’’～●摘要随着交通运输业的发展，交通事故已成为当前各国所面临的严重问题，而驾驶员疲劳驾驶是引起恶性交通事故的主要原因之一，造成无数生命伤亡和巨额经济损失。因此，开发出一种有效防止驾驶员疲劳的系统或方法迫在眉睫，而到目前为止国内外的研究都还处于探索阶段，则它具有重大的研究意义和发展空间。在交通法规、监管措施日益完备的同时，致力于改进汽车安全的电子设备也越来越多，所以驾驶员疲劳检测系统的研究又具有良好的市场前景。本文深入研究了

15、国内外驾驶员疲劳检测的原理，并对现有检测系统进行了分析和对比，详细分析了驾驶员疲劳检测系统的技术难点，以及检测系统朝着非接触性、客观性、实时性、准确性等方向发展的趋势。同时研究了驾驶员疲劳的生理学、行为科学机理及疲劳的相关特征，重点研究了眼睛状态及疲劳机理，确认测量驾驶员疲劳的最好方法是PERCLOS(单位时间内眼睛闭合时间所占的百分率)。用PERCLOS作为表示其疲劳程度的指标，为了解决该指标的测量，本文通过用摄像头实时采集驾驶员的头部图像，利用图像处理和模式识别算法，对驾驶员的眼睛状态进行判别，提取PERCLOS特征，来

16、判断司机的疲劳程度。本文在已定位人脸的基础上，重点对人眼定位和眼睛状态识别算法进行了研究和改进。首先根据人脸的面部几何特征，设计眼睛分类器，初步定位出人眼。对一些边缘图像(受光照或黑眼镜框、人脸旋转角度太大等影响)，根据人脸及人眼的对称性，再次精确定位人眼，由此提出一种基于嘴唇辅助定位人脸对称轴的方法。再从定位后的眼睛二值图中分割出一只眼睛，得出人眼黑块中心高度与图像分割高度(即人眼黑块最小外接矩形的高度)的比值，与给定阈值相比较，判断出人眼状态。最后根据PERCLOS原理，判断驾驶员是否疲劳。为了完成算法研究，本文创建了一

17、个人脸库，该人脸库包括不同姿势、表情、面部细节、时间和光照、背景等条件下的人脸，并将该算法在Matlab平台上进行仿真，对测试结果进行分析比较，证实了算法的可行性和优越性。关键词：驾驶员疲劳检测；PERCLOS；人眼定位；人脸对称轴；人眼状态识别袋广东省科技计划工业攻关(2006A10503002)资助项目AbstractWiththedevelopmentoftransportation，trafficaccidenthasbeenaseriousproblemallcountriesfacing，anddriverfat

18、iguedrivingisoneofthemostimportantcausesofsevereaccidents．Nowithasbeenatrendofautomobiletechniquedevelopmenttoresearchondriverfatiguedetectionmet