[發明專利]一種基于二維曲面擬合的吸煙檢測方法

在審

• 申請號: 201811535712.8
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109800640A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 褚晶輝;張姍;王鵬;李敏;呂衛
• 申請（專利權）人: 天津大學;北京壹卡行科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種基于二維曲面擬合的吸煙檢測方法，該方法包括以下步驟：獲取68個關鍵點從中選取7個特定關鍵點，基于特定關鍵點畫出五官框，確定吸煙感興趣區域；在吸煙感興趣區域進行圖像灰度化處理，獲取二值化圖像，在此基礎上進行連通區域提取，獲取矩形區域，并在矩形區域上建立二維高斯函數；將連通區域的點和灰度值帶入二維高斯函數中，用最小二乘法擬合，求得中心點和亮點的方差，根據所計算出的中心點和方差確定亮點的中心點和半徑大小，進而根據閾值判斷，實現對吸煙的檢測。本發明實現了從視覺的角度對駕駛過程中司機的抽煙行為做出檢測，并發出警告提示，滿足實際應用中的多種需要。

技術領域

本發明涉及視覺特征的行為檢測領域，尤其涉及一種基于二維曲面擬合的吸煙檢測方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展，全球人均車輛保有量逐年提高，而交通事故的發生率也有所提高，交通事故成了社會共同的關注。在諸多交通事故發生的原因中，除超載，超速和酒駕外，司機處于疲勞駕駛，吸煙和玩手機等分心行為也是十分常見的安全隱患。但是如果能夠預先檢測出駕駛人在駕駛過程中的異常行為并且預先給出相應的警告的話，那么就能夠讓駕駛者察覺到有可能發生的危險，從而降低駕駛的危險，從而減少交通事故的發生。

大部分吸煙檢測的方法是基于煙霧傳感器來實現的，但是這種依賴于煙霧傳感器的吸煙檢測的成本是不低的，而基于視覺的吸煙檢測的方法所注意的檢測特征是吸煙者在吸煙的過程中產生的煙霧。

其中，基于混合高斯模型和幀差法的吸煙檢測算法^[1]所提出的方法就是利用幀差法和混合高斯模型來獲得視頻中運動的煙霧，然后將煙霧區域提取出來，進行吸煙的判別。這種方法對于煙霧特征較為明顯的圖像比較有效，但考慮到駕駛人吸煙的圖像的煙霧成像往往會受到光照的影響，使得煙霧并不明顯，這種方法存在諸多干擾。

目前國內外對于基于視覺特征的吸煙檢測方法在當前公布的眾多論文、專利中均很少，而且常常不能滿足系統實時性的要求。

發明內容

本發明提供了一種基于二維曲面擬合的吸煙檢測方法，本發明實現了從視覺的角度對駕駛過程中司機的抽煙行為做出檢測，并發出警告提示，滿足實際應用中的多種需要，詳見下文描述：

一種基于二維曲面擬合的吸煙檢測方法，所述方法包括以下步驟：

獲取68個關鍵點從中選取7個特定關鍵點，基于特定關鍵點畫出五官框，確定吸煙感興趣區域；

在吸煙感興趣區域進行圖像灰度化處理，獲取二值化圖像，在此基礎上進行連通區域提取，獲取矩形區域，并在矩形區域上建立二維高斯函數；

將連通區域的點和灰度值帶入二維高斯函數中，用最小二乘法擬合，求得中心點和亮點的方差，根據所計算出的中心點和方差確定亮點的中心點和半徑大小，進而根據閾值判斷，實現對吸煙的檢測。

進一步地，所述獲取68個關鍵點具體為：

通過結合HAAR特征和adaboost分類的Viola Jones檢測器確認駕駛人在圖像上的位置，基于集成回歸樹確定人臉的68個關鍵點。

其中，所述7個特定關鍵點具體為：

左眼的左眼角和右眼角位置、右眼的左眼角和右眼角位置、鼻子的位置點、以及嘴巴的左右嘴角的位置。

具體實現時，所述吸煙感興趣區域具體為：

將嘴巴框的下邊與眼睛框的下邊之間的垂直距離作為感興趣區域的垂直距離，將人臉框的左邊和右邊位置的水平距離作為感興趣區域的水平距離。

進一步地，所述二維高斯函數具體為：