[發明專利]一種汽車駕駛員疲勞檢測的方法

無效

• 申請號: 201010197571.0
• 申請日: 2010-06-09
• 公開（公告）號: CN101872419A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 譚臺哲;李頂倫
• 申請（專利權）人: 譚臺哲;李頂倫
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G08B21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于計算機視頻數據處理技術領域，尤其涉及一種采用計算機視頻數據處理技術對機動車駕駛員的疲勞程度進行檢測的方法及其檢測裝置。

背景技術

駕駛疲勞是指駕駛員在長時間連續行車后，產生心理機能和生理機能的失調，出現視線模糊、腰酸背疼、反應遲鈍、動作呆板，使駕駛機能下降的現象。駕駛員疲勞產生的原因極為復雜，與諸多因素有關。目前對疲勞檢測這一方向研究的方法眾多，其中有一種比較常用的劃分方式是按設備與駕駛員是否接觸分為兩類檢測方法：接觸式疲勞檢測與非接觸式疲勞檢測。

接觸式疲勞檢測主要是從醫學的角度，對人的腦電波、心電波等身體機能的直接測試。接觸式疲勞檢測雖然準確度高，但是它的條件要求苛刻，過程復雜，價格昂貴，同時對被測試者還要在相應部位上安裝傳感器。這對駕駛員的操作帶來較多的負面作用，導致其難于在現實中運用。

非接觸式疲勞檢測主要是用計算機視覺的方式來檢測駕駛員的狀態。其中，有對車量在路面行使的遲滯性反應來評測駕駛員疲勞狀態，更多的是監視駕駛員的眼睛狀態來評測司機的疲勞狀態。非接觸式疲勞檢測的方法是利用視頻處理的方式來監測駕駛員是否存在疲勞的情況。這種方法不需要駕駛員直接與儀器相接觸，只需要用一個視頻采集器監視駕駛員的狀態，使得設備與駕駛員不接觸。這就避免設備與駕駛者接觸帶來的負面影響的情況。在計算機的控制下，由單個靜止攝像設備監控汽車駕駛室的駕駛員面部狀態。通過非接觸式的疲勞檢測，人們是通過對駕駛員面部特征變化的觀察來評價是否疲勞。

研究表明，人在發生困倦的時候，眨眼速度會變慢，眨眼持續時間也會變長。具體來說，駕駛員是否疲勞，與其眼睛的睜開程度狀態密切相關。駕駛員的眼睛閉合時間越長，也就意味著疲勞程度越嚴重。因此，可以通過測量眼睛閉合時間在一段時間內所占的比例，來判斷駕駛員的疲勞程度。

基于計算機視覺方式檢測駕駛員的疲勞狀態，通常情況都是先把駕駛員臉的大小和位置確定下來，然后再處理和定位眼睛，通過對眼睛的狀態分析后計算疲勞值。

目前非接觸式疲勞檢測的方法中，對眼睛狀態信息的采集一般是使用紅外攝像機技術。但是，紅外攝像機的成本比普通攝像機的成本昂貴，處理過程復雜，不利于產品大批量的推廣。

發明內容

本發明的研制目的是提供一種準確率高，性能穩定，能夠降低設備的制造成本的可以有效防止機動車司機因疲勞駕駛而造成的交通事故的一種汽車駕駛員疲勞檢測的方法。

本發明的一種汽車駕駛員疲勞檢測的方法，其特征在于：該方法通過計算機處理器采用下列步驟：

(1.1)先從視頻中定位出人臉的區域；

(1.2)再對眼睛區域進行精確定位；

(1.3)然后對眼睛區域處理以及對的眼睛狀態進行分析；

(1.4)最后根據眼睛的狀態進行疲勞狀態的分析。

步驟(1.2)所述的對眼睛區域進行精確定位是利用等亮度線原理進行定位，由于曲率的倒數為曲率半徑，這樣可以從等亮度線里的曲率中計算出眼球的半徑，然后就可以得到中心點。通過對圖像進行高斯卷積運算得到邊緣信息，然后利用等亮度線與物體的邊界信息的相關性進行更多的操作。曲線在邊緣與表面的關系是：平滑的表面相關性較低，高梯度的表面有較大的相關性。這就意味著可以通過查找部分較大值的等亮度線來尋找邊緣線信息，從而通過等亮度線的高相關性模式確定中心映射區域。

步驟(1.3)所述的對眼睛區域處理以及對的眼睛狀態進行分析，利用數學形態學的重建濾波的方法處理眼睛區域，然后通過計算眼睛區域處理后的空洞長度與空洞面積的方法對眼睛狀態進行分析，所述的眼睛狀態的分析的詳細算法步驟如下：

(3.1)首先定位眼睛的區域，并把眼睛感興趣的區域提取出來；

(3.2)將提取出來的眼睛進行灰度化處理；

(3.3)對采集的視頻圖像幀進行歸一化處理；

(3.4)對圖像進行高斯平滑濾波處理，采用θ＝(n/2-1)*0.3+0.8的標準差及選取n＝11模板大小進行處理；

(3.5)圖像二值化處理是采用自適應閥值算法進行的，其中提取閥值方法是采用高斯算法，先求出塊中的加權和，然后再二值化圖像；

(3.6)經過上述處理后除得到眼球的區域外，還得到了一些其它的多余信息，采用數學形態學的重建濾波方法處理，先用3×3的方形結構元素對前面處理后的圖像進行多次腐蝕運算，直到只剩下一塊連通區域為止，然后，再進行相應次數的膨脹運算；