驾驶员疲劳检测系统

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1、2007年仪表技术与传感器2007　第1期InstrumentTechniqueandSensorNo11驾驶员疲劳检测系统高永萍,秦华标(华南理工大学电子与信息学院,广东广州510640)摘要:通过人眼图像来检测驾驶员疲劳驾驶是目前的主流方向,面部及眼睛定位是其中关键的环节。针对驾驶员疲劳检测系统,结合图像处理和模式识别技术,提出一种基于人脸面部特征的人眼定位方法。经实验验证:该方法实时性好,可用于不同背景、光照、旋转和偏转角度,以及睁闭眼、戴眼镜等多种复杂条件下的眼睛定位。关键词:人眼定位;图像处理;面部特征;几何约束;阈值中图分类号:TP273　　

2、　文献标识码:B　　　文章编号:1002-1841(2007)01-0060-03StudyinDriverFatigueStateSurveillanceSystemGAOYong2ping,QINHua2biao(SchoolofElectronicandInformationEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Whetheradriverisfatiguedcanbereflectedbyhiseyesduringthecourseo

3、fdriving,soitispracticaltousetheinforma2tionaboutthedriverpseyestomonitordriverpsfatiguestate,andamongthis,eyelocationisthekeyproblem.Basedontheexistingeyelo2cationalgorithmsandimageprocessingtechnology,specificallyforthedriverfatiguestatesurveillancesystem,thistextproposedametho

4、dbasedonfacialfeatures.Theexperimentresultsshowthatthismethodisrobustandreal2time,andadaptsforhumanfaceindifferentcondi2tionssuchasdifferentbackgrounds,differentlightconditions,differentsizeandrotatingangles,openandcloseeyes,wearglassesornot.Keywords:eyelocation;imageprocessing;f

5、acialfeature;geometryrestriction;thresholding0　引言表1　各种眼睛定位算法比较目前人眼定位的研究方法有很多,其中代表性的有:适用范围Yuille[1]提出弹性模板匹配法;ZhangJie[2]用Hough变换提取椭人眼定识速别圆形状信息来检测眼球;Yano等[3]用帧间差异定位运动区域来位法度睁闭眼转戴眼脸偏脸旋复杂非均匀率(3)(4)(5)眼眼动镜转转背景光照[4]检测眨眼;KayTalmi等用主元分析法(PCA),寻找跟参考眼睛相似的眼睛模式等。模板匹配低慢<×<×<<××<边缘提取低快<×<×<<×<<

6、这些方法各有其优势,但也存在着明显不足,如对人脸、偏脸部灰度转角度、背景、光照等有一定的条件制约;或计算量偏大,处理分布低快<×<××××××很慢;或准确率比较低,适用范围窄。其性能特点如表1所示。眨眼检测低慢<××<<<×××比如,基于模板匹配的人眼定位,计算量大,能量函数优化过程人脸几何(1)低慢<<<×<<×××收敛缓慢,耗时长,很难用于实时人眼追踪;并且模板难以同时特征神经网络高慢<×<<<<×<<兼顾睁眼闭眼或戴眼镜等状况。(2)PCA高慢<×<××××××对于该驾驶员疲劳检测系统,实时性、精确性、对驾驶行为饱和的非约束性(即适用范围)是非常重

7、要的。研究表明,一般情况度法低快<×<<<<<××下,人眼闭合时间在0.2～0.3s之间,如果在驾驶时眼睛闭合模糊低快<×<×<<×××其聚类时间达到0.5～3s时,则很容易出现事故,因此必须在这个时他小波间内处理完分析和判断的过程。同时为了防止对司机的驾驶高慢<×<×<<××<网络行为带来干扰,这就要求眼睛定位的图像处理算法能适用于不模糊低慢<<<×<<×<×积分同状况下的人脸,对司机的状态和行为没有任何限制。疲劳检测系统中的图像也有其自身的特点,如背景比较简文中算法高快<<<<<<<<<单,驾驶员头部一般不会有大幅度的转动,眼睛不会有剧烈的注:(1)

8、人脸几何特征:这里是指传统算法,文中在此基础上有很大改跳动等,从而人脸各特征点的