[發明專利]基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法

在審

• 申請號: 201810329872.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108596064A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 付銳;陳運星;袁偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，獲取方向盤周圍預設區域內的駕駛人手部圖像，以及獲取頭部預設區域內的駕駛人人臉圖像；并對所述駕駛人手部圖像和所述駕駛人人臉圖像分別進行雙邊濾波和直方圖均衡化處理，得到預處理后的手部圖像和預處理后的人臉圖像；

步驟2，根據所述預處理后的人臉圖像，獲取駕駛人臉部區域，從而確定由駕駛人的左右眼睛和嘴巴的中心點組成的人臉三角形；

步驟3，根據所述預處理后的手部圖像，獲取所述手部圖像的HOG特征，并根據所述預處理后的手部圖像檢測手機線條輪廓，得到手機線條輪廓檢測結果；

步驟4，根據所述手機線條輪廓檢測結果判斷所述預處理后的手部圖像中是否存在手機；根據所述手部圖像的HOG特征判斷駕駛人是否存在操作手機行為；并設定駕駛人正常駕駛時對應的正常人臉三角形，將所述步驟2中得到的人臉三角形與所述正常人臉三角形進行比較，判斷駕駛人頭部是否存在低頭行為；

步驟5，當所述預處理后的手部頭像中存在手機，且駕駛人存在操作手機行為，且駕駛人頭部存在低頭行為，則確定駕駛人處于低頭操作手機狀態；否則確定駕駛人處于正常駕駛狀態。

2.根據權利要求1所述的一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述步驟3中，根據所述預處理后的手部圖像，獲取所述手部圖像的HOG特征，具體包括：

(3a)將所述預處理后的手部圖像的RGB顏色空間轉換為YCgCr顏色空間，根據膚色在YCgCr顏色空間和CgCr子空間的聚類特性，得到橢圓膚色模型；

(3b)根據所述橢圓膚色模型對預處理后的手部圖像中的膚色進行檢測，得到駕駛人手部膚色區域的二值化圖像；

(3c)獲取所述駕駛人手部膚色區域的二值化圖像的HOG特征。

3.根據權利要求1所述的一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述步驟3中，根據所述預處理后的手部圖像檢測手機線條輪廓，得到手機線條輪廓檢測結果，具體包括：

獲取訓練好的手機輪廓模板，采用所述訓練好的手機輪廓模板和粗精結合的匹配算法，在所述預處理后的手部圖像中檢測手機線條輪廓。

4.根據權利要求1所述的一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述步驟4中，根據所述手部圖像的HOG特征判斷駕駛人是否存在操作手機行為，具體包括：

(4a)預先獲取訓練樣本，所述訓練樣本包括由駕駛人正常駕駛時的手部圖像組成的正樣本和由駕駛人操作手機時的手部圖像組成的負樣本，并分別提取所述訓練樣本的HOG特征，利用所述訓練樣本的HOG特征對SVM分類器進行訓練，得到訓練好的SVM分類器；

(4b)將所述手部圖像的HOG特征輸入所述訓練好的SVM分類器，得到所述手部圖像的分類結果，所述手部圖像的分類結果為駕駛人正常駕駛時的手部圖像或者駕駛人操作手機時的手部圖像。

5.根據權利要求2所述的一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述子步驟(3a)具體為：

將所述預處理后的手部圖像的RGB顏色空間轉換為YCgCr顏色空間，其轉換公式為：

根據膚色在YCgCr顏色空間和CgCr子空間的聚類特性，得到橢圓膚色模型為：

其中，x和y分別為像素點轉換成Cg和Cr的兩個坐標值，a₀和b₀分別為橢圓方程的長短軸，ec_x和ec_y分別為橢圓中心的橫縱坐標點，θ為橢圓的傾斜弧度，c_b0和c_r0為橢圓在CgCr平面上的圓心，Cg和Cr分別為綠色色度分量和紅色色度分量。

6.根據權利要求5所述的一種基于多信息融合的駕駛人低頭操作手機行為檢測方法，其特征在于，所述子步驟(3b)具體為：

根據所述橢圓膚色模型對預處理后的手部圖像中的膚色進行檢測，對于所述預處理后的手部圖像中的每個像素點(x，y)，如果滿足方程時，即認為該像素點為膚色，從而得到駕駛人手部膚色區域的二值化圖像。