[發(fā)明專(zhuān)利]基于投影積分和虹膜識(shí)別的眼部動(dòng)作捕捉方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611237357.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108256390A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘鴻飛;覃爭(zhēng)鳴;楊旭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于投影積分和虹膜識(shí)別的眼部動(dòng)作捕捉方法，其特征在于，包括：S1面部圖像獲取，S2圖像預(yù)處理，S3投影積分計(jì)算，S4人眼區(qū)域定位，S5虹膜區(qū)域定位，S6眼部動(dòng)作捕捉。本發(fā)明方案使用灰度投影積分，將人臉結(jié)構(gòu)特征結(jié)合灰度投影積分，在水平和垂直兩個(gè)方向上計(jì)算人眼區(qū)域的灰度變化，從而得到人眼區(qū)域定位，在眼睛位置確定的眼睛區(qū)域圖像內(nèi)，使用虹膜的生理結(jié)構(gòu)特性定位虹膜中心位置，最后使用參數(shù)化模板實(shí)現(xiàn)眼睛局部區(qū)域圖像中上、下眼瞼的定位和動(dòng)作的識(shí)別；克服眼睛圖像在不同光照條件下的成像差異，提高檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于光照的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)全天候、魯棒性的駕駛?cè)搜鄄縿?dòng)作捕捉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種基于投影積分和虹膜識(shí)別的眼部動(dòng)作捕捉方法。

背景技術(shù)

疲勞駕駛是指由于駕駛環(huán)境的單調(diào)性或者長(zhǎng)時(shí)間、超強(qiáng)度的行車(chē)，駕駛?cè)艘蚓ο倪^(guò)多而產(chǎn)生生理、心理機(jī)能衰退，造成反應(yīng)水平、操控效率下降，進(jìn)而導(dǎo)致駕駛技能降低，并影響正常駕駛的現(xiàn)象。駕駛?cè)嗽谄跁r(shí)，對(duì)交通環(huán)境的感知能力、危險(xiǎn)的判斷能力和對(duì)車(chē)輛的操控能力均有不同程度的下降，極易引發(fā)交通事故。

疲勞駕駛的主流檢測(cè)方法是在駕駛?cè)藚⑴c的情況下，對(duì)駕駛?cè)说木駹顟B(tài)進(jìn)行評(píng)定，最常用的是基于面部視頻的疲勞檢測(cè)法，該方法由經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的評(píng)分專(zhuān)家根據(jù)駕駛?cè)说拿娌勘砬閷?duì)其疲勞狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；該方法的準(zhǔn)確率依賴于對(duì)眼部動(dòng)作的準(zhǔn)確捕捉。受實(shí)際駕駛過(guò)程中的隨機(jī)光照、駕駛?cè)酥w動(dòng)作、夜晚工況下成像模糊暗淡、墨鏡工況下眼睛圖像不可見(jiàn)等因素的影響，實(shí)現(xiàn)全天候、高魯棒的眼部動(dòng)作捕捉依舊存在眾多技術(shù)瓶頸。

夜晚工況下，駕駛室內(nèi)的光照不足，弱化了面部圖像中各器官之間的邊界，極易受到環(huán)境光照的影響而出現(xiàn)偏光側(cè)光等面部圖像，由此產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)邊緣(非人臉生理特性邊緣)，嚴(yán)重影響到駕駛?cè)说难鄄縿?dòng)作捕捉。

為了減弱紫外線對(duì)于眼睛的傷害，以及環(huán)境中的眩光對(duì)于視覺(jué)觀察的影響，駕駛?cè)嗽诎滋旃庹諒?qiáng)烈的情況下，傾向于佩戴墨鏡，由此造成駕駛?cè)搜劬^(qū)域圖像的遮擋，無(wú)法捕捉到駕駛?cè)说难鄄縿?dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其解決現(xiàn)有的面部視頻的疲勞檢測(cè)法中，受實(shí)際駕駛過(guò)程中的隨機(jī)光照、駕駛?cè)酥w動(dòng)作、夜晚工況下成像模糊暗淡、墨鏡工況下眼睛圖像不可見(jiàn)影響，導(dǎo)致眼部動(dòng)作失敗的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種基于投影積分和虹膜識(shí)別的眼部動(dòng)作捕捉方法，所述方法包括：

S1面部圖像獲取，采用紅外照明和紅外濾光的方式獲取人臉面部圖像；

S2圖像預(yù)處理，對(duì)攝像頭捕獲的人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理；

S3投影積分計(jì)算，使用積分投影方法計(jì)算人臉圖像的灰度變化；

S4人眼區(qū)域定位，根據(jù)人眼比例和積分計(jì)算結(jié)果定位人眼區(qū)域；

S5虹膜區(qū)域定位，在眼睛位置確定的眼睛區(qū)域圖像內(nèi)，根據(jù)虹膜的生理結(jié)構(gòu)特性定位虹膜中心位置。

S6眼部動(dòng)作捕捉，根據(jù)特征點(diǎn)的定位結(jié)果，實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)搜鄄€輪廓?jiǎng)幼鞯挠行崛　?/p>

進(jìn)一步地，所述步驟S2圖像預(yù)處理操作包括：圖像灰度化、圖像均衡化、圖像二值化、圖像負(fù)片操作；

進(jìn)一步地，所述步驟S3投影積分計(jì)算操作包括：水平垂直積分操作和垂直積分投影操作；

進(jìn)一步地，所述步驟S3投影積分計(jì)算操作中，將圖像分成左右兩部分，分別進(jìn)行投影積分計(jì)算；

進(jìn)一步地，所述步驟S4人眼區(qū)域定位操作中，根據(jù)人左右兩眼間距的比例獲取人眼區(qū)域；

進(jìn)一步地，所述步驟S6眼部動(dòng)作捕捉操作中，使用參數(shù)化模板實(shí)現(xiàn)眼睛局部區(qū)域圖像中上、下眼瞼的定位。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果：