[發(fā)明專利]一種電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010082338.1
• 申請(qǐng)日: 2020-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN111476083A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒國(guó)鋒;傅桂霞;姜殿波;高明亮;尹麗菊;王瑋;馬立修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法，涉及模式識(shí)別與智能視頻分析技術(shù)領(lǐng)域，建立以行人訓(xùn)練樣本為輸入的行人檢測(cè)模型，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微調(diào)，實(shí)現(xiàn)測(cè)試樣本行人區(qū)域檢測(cè)；建立以安全帽訓(xùn)練樣本集為輸入的SSD安全帽檢測(cè)模型，將行人檢測(cè)模型得到的行人上半身區(qū)域圖像輸入訓(xùn)練好的SSD安全帽檢測(cè)模型，通過(guò)SSD網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微調(diào)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的、高準(zhǔn)確度的安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別。本發(fā)明電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法，利用高效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法直接對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，避免了外界環(huán)境變化導(dǎo)致顏色和邊緣特征變化而影響檢測(cè)精度，同時(shí)采用兩種檢測(cè)模型級(jí)聯(lián)應(yīng)用的方式，提升檢測(cè)精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模式識(shí)別與智能視頻分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

電力安全帽是電力工作中的重要安全防護(hù)器具，電力安全帽維護(hù)著工作人員的頭部安全，避免觸電、砸傷等對(duì)電力工作人員造成的致命傷害。當(dāng)前電力部門工作現(xiàn)場(chǎng)通常安裝有安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)攝像頭采集和存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)，然后通過(guò)人工查看來(lái)監(jiān)管工作現(xiàn)場(chǎng)人或物的安全狀態(tài)。這樣的監(jiān)管流程增加了人力成本，同時(shí)由于視頻查看工作人員的疲勞、疏忽等主觀因素導(dǎo)致一些不必要的安全事故發(fā)生。因此，需要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套針對(duì)監(jiān)控視頻的自動(dòng)分析、識(shí)別和安全隱患預(yù)警系統(tǒng)。

佩戴電力安全帽是工作人員穿戴規(guī)范的一項(xiàng)基本要求，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些針對(duì)電力工作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻的安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法，例如結(jié)合目標(biāo)檢測(cè)和顏色特征的安全帽檢測(cè)方法；結(jié)合特征和分類器的安全帽檢測(cè)方法；基于安全帽邊緣特征的檢測(cè)方法。

結(jié)合目標(biāo)檢測(cè)和顏色特征的安全帽檢測(cè)方法：在確定完整人體目標(biāo)之后，選擇人體特定區(qū)域進(jìn)行顏色特征檢測(cè)，并建立對(duì)應(yīng)的直方圖，再根據(jù)區(qū)域顏色像素點(diǎn)分布情況來(lái)判斷目標(biāo)人員是否佩戴了安全帽。如果顏色為黑色，則判斷沒(méi)有佩戴安全帽；如果為其他顏色，則判斷為佩戴了該顏色的安全帽。(李太華, 王迪. 基于安全帽顏色識(shí)別的人員身份認(rèn)證算法在變電站的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù), 2014, (5): 1018-1020)。

結(jié)合特征和分類器的安全帽檢測(cè)方法：通過(guò)定位人臉獲得安全帽的待檢測(cè)區(qū)域，定位人臉可以采用膚色檢測(cè)或者運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方法，然后再使用一種分類器（Adaboost或SVM）訓(xùn)練出一種安全帽的特征來(lái)鑒定該區(qū)域是否存在安全帽。(劉曉慧.膚色檢測(cè)和Hu矩在安全帽識(shí)別中的應(yīng)用[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 40(3):522-526.)。

基于安全帽邊緣特征的檢測(cè)方法：該方法是基于安全帽邊緣類圓的特性對(duì)其進(jìn)行建模，提取出邊緣特征并利用高斯函數(shù)模擬其特征的分布。安全帽檢測(cè)過(guò)程為，首先檢測(cè)人體區(qū)域，然后利用邊緣特征模型，采用線性分段函數(shù)判斷該區(qū)域是否存在安全帽。(馮國(guó)臣，陳艷艷，陳寧,等.基于機(jī)器視覺(jué)的安全帽自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程.2015, 44(10): 39-42.)。

但是，現(xiàn)有基于顏色和邊緣特征的方法，易受到光照、遮擋、染發(fā)等因素影響，導(dǎo)致較高的誤判率；而結(jié)合特征、分類器和邊緣特征的檢測(cè)方法，由于算法運(yùn)算復(fù)雜，實(shí)時(shí)性較差，且監(jiān)控場(chǎng)景中一旦出現(xiàn)人臉區(qū)域被遮擋的情況時(shí)，極容易導(dǎo)致安全帽檢測(cè)失敗。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有電力工作現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻的安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法的缺陷問(wèn)題，提供了一種電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法，利用高效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法直接對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，避免了外界環(huán)境變化導(dǎo)致顏色和邊緣特征變化而影響檢測(cè)精度，同時(shí)采用兩種檢測(cè)模型級(jí)聯(lián)應(yīng)用的方式，提升檢測(cè)精度和效率。

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種電力員工安全帽佩戴自動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟：

S1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：構(gòu)建行人訓(xùn)練樣本集、安全帽訓(xùn)練樣本集和安全帽測(cè)試樣本集；