[發明專利]一種基于眨眼規律識別的駕駛員疲勞檢測方法

在審

• 申請號: 201911371427.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111191573A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 劉源;姚文明;李楊;王吉棟;張鵬;趙煦
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十五研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

本發明公開了一種基于眨眼規律識別的駕駛員疲勞檢測方法，首先提取眼部圖片，建立訓練集，然后訓練模型；對駕駛員的眼部圖像進行識別，如果連續多幀都識別為閉眼，則顯示駕駛員為疲勞狀態；本發明使用多種算法相結合，構成一個整體，能夠精細化的定位到眼睛，更為準確的判斷眼睛部位矩陣睜眼閉眼狀態；在場景劇烈變化時，睜眼閉眼誤檢率也較低，從而擁有相對較高的通過眨眼規律來進行疲勞檢測的識別精度。

技術領域

本發明屬于機器視覺技術領域，具體涉及一種基于眨眼規律識別的駕駛員疲勞檢測方法。

背景技術

1)隨著我國生活水平的提高，人們的衣食住行等方面有了很大的改善，在交通方面更是有了質的飛躍。四通八達的道路、便捷的交通工具大大地縮短了人與人的距離，但是交通事故也變得多發起來。其中，疲勞駕駛正逐漸成為交通事故的主要原因之一，疲勞駕駛是指駕駛員由于睡眠不足或長時間持續駕駛造成的反應能力下降，這種下降表現在注意力不集中、反映遲鈍、操作不當等問題，從而直接導致了交通事故的發生。如果通過疲勞檢測技術提醒駕駛者，將會很大程度上預防和減少交通事故的發生，使得公民的出行更加安全。

2)目前，在基于眨眼規律識別的駕駛員疲勞檢測的技術領域中，大多依據眼睛在一段時間內每次眨眼時閉眼的持續時間來進行疲勞檢測的，經過實驗統計，精神狀態飽滿的人員，每次眨眼時閉眼的持續時間200到300毫秒左右；疲勞的人員每次眨眼時的持續時間800到900毫秒左右，甚至更長。利用眨眼規律識別來進行疲勞檢測，也就轉化成了眼睛位置檢測以及睜眼和閉眼的檢測。主要有利用二值化的方式和利用模板匹配的方式以及利用人臉提取的特征點的方式。具體為，利用二值化的方式，首先檢測出人臉，利用皮膚顏色對人臉進行二值化，統計在人臉區域內的眼睛區域的黑色部分的像素數，來判斷睜眼和閉眼；利用模板匹配的方式，首先利用灰度積分確定準眼睛區域，在準確定位臉部位置后，根據人臉的面部器官的分布，人眼在臉部的上半部，所以首先截取人臉區域是上半部進行處理，人臉圖像中眼睛部位的灰度值通常比周圍區的灰度值小，利用該特征常使用積分投影的方法來定位眼睛，然后利用模板匹配方法，利用模板在待搜索圖像中搜索與模板具有相近的尺寸、方向和圖像的子圖，并確定其坐標位置以及判斷當前圖像睜眼和閉眼；利用人臉提取的特征點的方式，首先根據提取的人臉特征點來確定眼睛的位置，然后根據眼睛位置的特征點坐標對應的縱橫比來判斷當前圖像睜眼和閉眼。

3)雖然利用二值化的方式和利用模板匹配的方式以及利用人臉提取的特征點的方式等幾種方式，在利用眼睛位置檢測以及睜眼和閉眼的檢測，然后結合閉眼的持續時間做駕駛員疲勞檢測的方案取得了不錯的效果，但是仍然存在一些不足：

(1)利用二值化的方式，利用眼睛區域的黑色部分的像素數來判別睜眼和閉眼，用來做判別的閾值的取值受光照強度、場景變化等因素影響較大，造成算法的魯棒性較差，在睜眼閉眼的識別精度上表現一般。

(2)利用模板匹配的方式，在利用模板在待搜索圖像中搜索與模板具有相近的尺寸、方向和圖像的子圖，并確定其坐標位置以及判斷當前圖像睜眼和閉眼的過程中，判別精度受光照強度、人眼尺寸、人眼外形等因素影響較大，造成只有在特定的場合特定的人員的情況下，能夠達到較高的精度。

(3)利用人臉提取的特征點的方式，雖然根據檢測出的人眼特征點在判別睜眼和閉眼時，幾乎不受光照強度、場景變化，人眼尺寸、人眼外形等因素的影響，并取得較好的精度，但是，在眨眼檢測時如果人員低頭，多數情況下會出現如圖2所示把眉毛誤判為人眼的情況，造成這種情況下識別精度大大降低，進一步影響了算法整體的識別精度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于眨眼規律識別的駕駛員疲勞檢測方法，可以精確的檢測人員睜、閉眼，結合駕駛員疲勞時的眨眼規律，最終實現駕駛員疲勞檢測。

一種基于眨眼規律識別的疲勞檢測方法，其特征在于，包括：

步驟一、拍攝若干人臉圖像，并截取左眼和右眼的眼睛部位圖像；