+%$& 0+" 计 算 机 工 程 与 科 学 29)3-- 55 第 $ 卷 第 " 期 ' 年 " 月 $+"()' 文 章 编 号 "'"%%"" 基 于 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 何 俊 房 灵 芝 蔡 建 峰 何 忠 文 南 昌 大 学 信 息 工 程 学 院 江 西 南 昌 摘 要 疲 劳 驾 驶 研 究 中 面 部 关 键 特 征 精 确 定 位 与 跟 踪 是 个 难 点 提 出 了 一 种 基 于 主 动 形 状 模 型 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 方 法 首 先 利 用 肤 色 模 型 检 测 到 人 脸 区 域 为 提 供 初 始 定 位 然 后 基 于 进 行 人 眼 和 嘴 巴 跟 踪 获 得 眼 睛 与 嘴 巴 区 域 再 利 用 算 子 对 两 个 区 域 精 确 定 位 获 得 疲 劳 检 测 参 数 最 后 根 据 方 法 实 现 疲 劳 检 测 考 虑 到 基 于 颜 色 模 型 的 人 脸 检 测 不 受 姿 势 和 角 度 的 影 响 但 容 易 受 到 背 景 干 扰 而 的 优 点 是 人 脸 关 键 点 跟 踪 效 果 好 但 初 始 定 位 困 难 将 二 者 结 合 实 现 了 眼 睛 与 嘴 巴 精 确 定 位 与 跟 踪 实 验 表 明 眼 睛 检 测 准 确 率 可 以 达 到!"# 哈 欠 检 测 准 确 率 可 以 达 到 $!# 疲 劳 检 测 准 确 率 达 到!%# 关 键 词 疲 劳 驾 驶 主 动 形 状 模 型 人 眼 定 位 算 子 中 图 分 类 号 &!% 文 献 标 志 码!'!!"!'!"!!"#" ()*+,-./0(1-/- -101234--+5/-673+5/-/ 53415)3355)353435815813)13-)47-9913-)47-435323/4:43/537/92443/85 24!*3)3/8524343533/35.313/15-13/!5442)3/3584:43/55342)3/!&/4 934934155)353-13/3-43/13-)4353923 :34!*3/13-)4353.4554-33/953-145)7 3/9)973223/4!,73/33/154353:43/524 31)54:93)4-:)33:314::58-)4/3/ / -4473-115893358-153:)3/415)33/35352:3/ 323/4/5/55/755)34 2)3/534358-!;923)3 /3/33/55)51435355/!"#3/55)51435355/$! #43/55)5113-)4353!%#! $%& 13-)47-537/9245393 ' 引 言 疲 劳 驾 驶 极 易 引 起 交 通 事 故 据 中 国 救 援 装 备 网 统 计 % 年 一 季 度 交 通 事 故 分 析 总 结 中 提 到 由 疲 劳 驾 驶 引 起 的 事 故 尤 为 突 出 是 导 致 死 亡 人 数 最 多 的 事 故 原 因 因 此 疲 劳 驾 驶 检 测 成 为 当 前 国 内 外 研 究 的 前 沿 和 热 点 目 前 具 有 代 表 性 的 疲 收 稿 日 期 ' 修 回 日 期 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 '%'% 通 信 地 址 江 西 省 南 昌 市 南 昌 大 学 前 湖 校 区 信 息 工 程 学 院 -101234--/)29)+5/-673+5/-(-;!!/
%%$ 29)3-- 55 计 算 机 工 程 与 科 学 '$" 劳 检 测 方 法 大 致 分 为 三 类 基 于 驾 驶 员 生 理 参 数 的 检 测 例 如 悉 尼 大 学 健 康 中 心 和 & 分 别 利 用 脑 电 图,5359/,2 信 号 检 测 5- 和 (- % 采 集 心 电 图, 534,2 信 号 检 测 日 本 电 脑 便 民 公 司 提 出 脉 搏 跳 动 检 测 基 于 驾 驶 员 行 为 特 征 的 检 测 例 如 眨 眼 频 率 检 测 头 部 位 置 检 测 视 线 ' 方 向 检 测 嘴 部 状 态 检 测 眨 眼 检 测 最 先 由 卡 内 基 梅 隆 研 究 所 提 出 用 单 位 时 间 内 眼 睛 闭 合 时 间 所 占 的 比 例 53-14 )73/9)9732 作 为 疲 劳 驾 驶 的 衡 量 标 准 后 来,5 用 不 同 波 长 红 外 光 测 量 瞳 孔 " $ 的 大 小 和 位 置 - 等 在 此 基 础 之 上 首 先 定 位 了 人 眼 区 域 跟 踪 人 眼 进 行 疲 劳 判 断 嘴 巴 状 态 检 测 中 - 等 利 用 机 器 视 觉 的 方 法 提 取 嘴 巴 形 状 几 何 特 征 * 等 利 用 灰 度 投 影 算 法 检 测 嘴 巴 左 右 角 点 并 用,: 小 波 提 取 角 点 的 纹 理 特 征 基 于 车 辆 行 为 特 征 的 检 测 例 如 转 向 盘 转 动 及 踏 板 情 况 检 测 车 辆 行 驶 速 度 检 测 车 道 偏 离 检 测 等 基 于 驾 驶 员 生 理 参 数 的 检 测 实 时 效 果 较 好 准 确 性 很 高 但 必 须 接 触 人 体 影 响 正 常 驾 驶 且 成 本 高 发 展 前 景 较 差 基 于 车 辆 行 为 特 征 的 检 测 实 时 效 果 较 好 通 过 测 量 车 辆 与 路 面 相 关 参 数 来 判 断 驾 驶 员 的 疲 劳 状 态 测 量 信 息 可 靠 性 差 所 以 准 确 性 一 般 无 法 满 足 疲 劳 驾 驶 判 断 的 要 求 基 于 驾 驶 员 行 为 特 征 的 检 测 实 时 效 果 好 准 确 性 较 高 而 且 没 有 身 体 接 触 是 研 究 的 主 要 方 向 面 部 关 键 特 征 精 确 定 位 与 跟 踪 是 基 于 驾 驶 员 行 为 特 征 的 检 测 方 法 中 的 难 点 眼 睛 是 最 主 要 的 研 究 对 象 目 前 眼 睛 的 检 测 与 定 位 算 法 主 要 有 两 种 研 究 途 径 基 于 图 像 处 理 的 被 动 方 法 和 基 于 近 红 外 照 明 的 主 动 方 法 基 于 近 红 外 照 明 的 主 动 方 法 较 为 简 单 且 能 够 在 室 内 环 境 中 获 得 较 高 的 眼 睛 定 位 和 跟 踪 精 度 但 需 要 稳 定 光 源 要 求 人 足 够 地 靠 近 摄 像 机 基 于 图 像 处 理 的 被 动 方 法 又 大 致 可 分 两 类 基 于 知 识 的 方 法 和 基 于 机 器 学 习 的 方 法 前 者 提 取 人 脸 的 器 官 分 布 肤 色 特 征 纹 % 理 灰 度 形 状 规 则 等 特 征 来 检 验 是 否 符 合 人 脸 器 官 的 先 验 知 识 例 如 提 取 人 脸 灰 度 特 征 后 采 用 灰 度 积 分 投 影 法 获 得 水 平 和 垂 直 灰 度 积 分 投 影 曲 线 并 结 合 人 脸 的 结 构 特 征 找 到 眼 睛 的 位 置 坐 标 但 投 影 图 像 中 干 扰 噪 声 太 大 曲 线 不 规 则 很 难 在 此 基 础 上 直 接 找 到 特 征 点 而 且 在 人 眼 检 测 中 容 易 陷 入 局 部 最 小 误 区 因 此 只 适 合 人 眼 的 粗 定 位 提 取 形 状 规 则 特 征 的 经 典 方 法 的 代 表 是 主 动 形 状 ' 模 型 算 法 利 用 面 部 区 域 的 拓 扑 约 束 实 现 眼 睛 局 部 区 域 的 定 位 该 方 法 由 于 引 入 了 面 部 区 域 的 拓 扑 约 束 定 位 精 度 相 对 较 高 后 者 是 把 面 部 特 征 点 检 测 转 化 为 高 维 空 间 中 信 号 的 检 测 如 子 空 间 " $ 法 神 经 网 络 支 持 向 量 机 )993 535/ 隐 马 尔 可 夫 模 型 4 4 874 3- 算 法 等 例 如 基 于 特 征 的 4:3 分 类 器 进 行 眼 睛 的 检 % 测 利 用 特 征 眼 的 方 法 实 现 眼 睛 区 域 的 定 位 但 鲁 棒 性 较 差 精 度 较 低 本 文 提 出 了 一 种 基 于 主 动 形 状 模 型 537/9 4 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 方 法 首 先 利 用 肤 色 模 型 检 测 到 人 脸 区 域 为 提 供 初 始 定 位 然 后 基 于 进 行 人 眼 和 嘴 巴 跟 踪 获 得 眼 睛 与 嘴 巴 区 域 再 利 用 算 子 对 两 个 区 域 精 确 定 位 获 得 疲 劳 参 数 最 后 根 据 方 法 实 现 疲 劳 检 测 算 法 的 优 点 是 复 杂 背 景 下 人 脸 跟 踪 效 果 好 但 缺 点 是 初 始 定 位 困 难 而 且 头 部 摆 动 姿 势 过 大 时 定 位 不 准 确 实 际 测 量 发 现 驾 驶 员 头 姿 摆 动 幅 度 在 左 右 %< 范 围 内 不 会 影 响 人 脸 定 位 效 果 基 于 颜 色 模 型 的 人 脸 检 测 不 受 姿 势 和 角 度 的 影 响 但 容 易 受 到 背 景 干 扰 本 文 将 二 者 结 合 实 现 了 眼 睛 与 嘴 巴 精 确 定 位 与 跟 踪 疲 劳 检 测 实 验 取 得 了 较 为 理 想 的 实 验 结 果 基 于 肤 色 模 型 的 人 脸 检 测 驾 驶 环 境 下 采 集 的 视 频 图 像 存 在 多 种 噪 声 信 息 如 分 辨 率 系 统 噪 声 突 变 背 景 等 对 后 续 处 理 带 来 干 扰 因 此 需 要 对 源 图 像 通 过 直 方 图 均 值 化 方 法 提 高 对 比 度 去 除 噪 声 凸 显 图 像 细 节 提 高 图 像 质 量 最 后 用 参 白 法 对 图 像 进 行 光 照 补 偿 减 少 实 际 驾 驶 环 境 中 光 线 的 影 响 如 图 所 示 *-)02-95- 图 图 像 处 理
何 俊 等 基 于 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 实 验 采 集 视 频 都 是 采 用, 三 基 色 的 色 彩 模 型 此 模 型 不 能 直 接 进 行 肤 色 分 割 肤 色 模 型 具 有 良 好 的 聚 类 性 对 光 照 不 敏 感 色 彩 空 间 和 人 眼 的 感 知 接 近 适 合 用 于 图 像 中 快 速 肤 色 提 取 和 分 割 因 此 选 择 肤 色 模 型 进 行 脸 部 区 域 粗 定 位 从, 空 间 转 换 到 空 间 的 转 化 公 式 如 下 55 槡 2 预 处 理 完 成 的 图 像 转 换 到 色 彩 空 间 后 利 用 最 佳 阈 值 分 割 的 方 法 进 行 类 肤 色 与 背 景 的 区 分 通 过 实 验 发 现 肤 色 在 色 度 取 值 范 围 设 定 为 " 时 呈 现 良 好 的 聚 类 特 性 据 此 色 度 阈 值 将 图 像 二 值 化 如 图 所 示 然 后 利 用 图 像 形 态 学 中 的 腐 蚀 运 算 把 图 像 中 的 一 些 非 人 脸 的 毛 刺 小 凸 起 等 有 可 能 影 响 检 测 效 果 的 像 素 点 过 滤 掉 最 后 再 利 用 图 像 处 理 中 的 开 运 算 去 除 类 肤 色 块 中 那 些 像 素 点 少 于 的 区 域 最 终 分 割 出 一 片 或 若 干 类 人 脸 区 域 *-)02-185-233 图 肤 色 分 割 图 尽 管 相 近 的 背 景 色 度 可 能 会 影 响 检 测 效 果 如 图 将 部 分 颈 部 区 域 图 : 将 染 色 的 头 发 部 分 误 认 为 人 脸 区 域 影 响 了 人 脸 区 域 的 定 位 效 果 但 是 该 方 法 为 下 一 步 算 法 跟 踪 脸 部 特 征 提 供 了 一 个 初 始 搜 索 位 置 基 于 人 脸 定 位 与 跟 踪 是 一 种 基 于 统 计 学 习 模 型 的 特 征 点 提 取 方 法 它 能 根 据 训 练 数 据 对 参 数 的 调 节 加 以 限 制 从 而 将 形 状 的 改 变 限 制 在 一 个 合 理 的 范 围 内 实 现 人 脸 的 快 速 准 确 定 位 原 理 分 为 形 状 模 型 的 建 立 和 搜 索 过 程 两 部 分 首 先 对 训 练 集 中 已 经 标 定 好 的 幅 图 中 特 征 点 构 造 一 个 形 状 向 量 表 示 图 中 像 素 的 个 数 & % 然 后 将 所 有 图 片 经 过 缩 放 旋 转 平 移 之 后 对 齐 训 练 样 本 对 齐 后 用 主 成 分 分 析 建 立 形 状 模 型 过 程 如 下 计 算 平 均 形 状 向 量 计 算 协 方 差 矩 阵 ' & " 计 算 协 方 差 矩 阵 的 特 征 值 并 将 其 按 从 大 到 小 依 次 排 序 这 样 便 得 到 其 中 选 择 前 个 特 征 向 量 使 得 与 其 对 应 的 特 征 值 满 足!! "7 其 中 "7 是 特 征 向 量 个 数 比 例 所 以 形 状 模 型 可 以 表 示 为 %% $ 其 中 表 示 变 化 矩 阵 向 量 为 形 状 参 数 每 个 分 量 表 示 在 每 个 特 征 方 向 上 变 化 的 大 小 可 以 通 过 下 式 求 得 & 修 改 可 以 得 到 任 何 形 状 实 验 研 究 表 明 在 槡 时 会 有 较 好 的 形 状 最 后 进 行 迭 代 搜 索 首 先 进 行 模 型 初 始 化 本 文 由 肤 色 模 型 提 供 初 始 化 位 置 #! 5 其 中 向 量 5 表 示 图 像 模 型 的 中 心 #! 是 对 形 状 向 量 旋 转 缩 放! 的 操 作 其 次 进 行 特 征 点 位 置 更 新 通 过 局 部 灰 度 轮 廓 模 型 的 建 立 搜 索 形 状 每 个 特 征 点 法 线 方 向 上 的 区 域 假 设 原 位 置 为 特 征 点 调 整 量 为 $ 则 更 新 后 的 位 置 % $ 然 后 更 新 平 移 旋 转 缩 放 尺 度 参 数 和 形 状 参 数 当 和 % 足 够 接 近 或 者 达 到 预 先 设 定 的 迭 代 次 数 时 判 断 为 收 敛 图 给 出 了 基 于 算 法 的 人 脸 定 位 与 跟 踪 示 意 图 显 示 出 头 姿 在 %< 范 围 内 摆 动 良 好 的 跟 踪 效 果 实 验 显 示 算 法 尽 管 实 现 了 脸 部 关 键 特 征 的 动 态 跟 踪 但 仍 不 够 精 确 因 此 本 文 将 人 眼
% 29)3-- 55 计 算 机 工 程 与 科 学 '$" *-)1593-43/358-153 图 人 脸 定 位 与 跟 踪 效 果 图 特 征 感 兴 趣 区 域 设 定 为 眉 毛 轮 廓 的 最 下 端 作 为 矩 形 框 的 上 边 界 眼 睛 区 域 的 最 下 端 个 像 素 点 处 最 左 边 像 素 处 最 右 边 像 素 处 分 别 作 为 矩 形 框 的 下 边 界 左 边 界 右 边 界 同 理 得 到 嘴 巴 矩 形 框 如 图 % 所 示 首 先 对 眼 睛 矩 形 框 进 行 二 值 化 然 后 选 用 相 同 高 度 的 正 方 形 模 板 对 眼 睛 矩 形 框 从 左 往 右 进 行 扫 描 当 模 板 中 黑 色 像 素 达 到 最 多 时 停 止 最 后 依 次 改 变 模 板 的 各 边 长 当 其 中 黑 色 像 素 数 达 到 整 个 模 板 像 素 数 的 $# 时 停 止 所 得 模 板 的 几 何 中 心 即 瞳 孔 坐 标 为 精 确 提 取 眼 睛 和 嘴 巴 的 疲 劳 特 征 下 一 步 采 用 算 子 进 一 步 提 取 眼 睛 和 嘴 巴 的 精 确 位 置 测 数 据 与 前 一 列 数 据 相 差 过 大 时 该 点 取 前 一 列 数 据 替 换 以 瞳 孔 坐 标 的 & 轴 方 向 与 上 眼 睑 边 缘 的 交 点 即 上 眼 睑 轮 廓 曲 线 的 近 似 中 间 点 % 提 取 嘴 巴 特 征 一 般 嘴 巴 定 位 是 根 据 三 庭 五 眼 的 先 验 知 识 来 确 定 嘴 巴 区 域 范 围 这 很 大 程 度 上 依 赖 左 眼 定 位 的 准 确 性 而 且 定 位 到 的 嘴 角 宽 度 相 对 较 小 本 文 根 据 确 定 的 区 域 直 接 进 行 二 值 化 如 图 ' 所 示 计 算 上 下 嘴 唇 之 间 的 连 通 区 域 像 素 值 来 计 算 嘴 巴 张 开 度 采 用 此 方 法 避 免 了 鼻 孔 和 胡 须 带 来 的 影 响 *-)4-43535)3) 图 边 缘 检 测 轮 廓 *-)'2-12)3/3/33 图 ' 嘴 巴 三 种 状 态 二 值 图 *-)%42)3/ 图 % 人 眼 嘴 巴 区 域 眼 睛 和 嘴 巴 精 定 位 算 法 的 优 点 是 适 合 检 测 边 缘 可 用 于 提 取 眼 角 和 上 眼 睑 判 断 眼 睛 的 状 态 步 骤 如 下 利 用 算 子 提 取 眼 睛 的 边 缘 特 征 得 到 单 像 素 宽 度 的 二 值 图 像 如 图 所 示 提 取 内 外 眼 角 点 对 整 个 图 像 从 左 向 右 进 行 遍 历 搜 索 选 取 像 素 值 为 的 点 作 为 目 标 像 素 点 然 后 判 断 左 右 眼 如 果 是 左 眼 从 左 边 搜 索 到 的 第 一 个 值 为 的 像 素 点 就 是 外 眼 角 最 后 一 个 值 大 于 的 像 素 点 就 是 内 眼 角 同 理 得 到 右 眼 的 内 外 眼 角 点 确 定 上 眼 睑 的 高 度 按 列 扫 描 图 像 取 每 列 最 上 面 的 点 即 上 眼 睑 由 于 噪 声 影 响 当 某 列 检 实 验 结 果 与 分 析 实 验 软 件 开 发 环 境 选 择 4" 操 作 系 统 下 的 )3)4+!! 计 算 机 视 觉 库 图 像 采 集 装 置 是 车 载 摄 像 头 采 集 原 始 图 像 分 辨 率 '%%$ 帧 率 19 疲 劳 检 测 基 于 眼 睛 与 嘴 巴 特 征 的 融 合 决 策 结 果 其 中 眼 睛 疲 劳 判 别 选 择 公 认 为 最 有 效 的 车 载 实 时 驾 驶 疲 劳 测 评 方 法 的 原 理 即 为 统 计 在 一 定 时 间 内 眼 睛 闭 合 时 所 占 的 时 间 比 例 例 如 $ 指 眼 睑 遮 住 瞳 孔 的 面 积 超 过 $# 就 认 为 眼 睛 闭 合 图 " 表 示 眨 眼 一 次 的 测 量 原 理 计 算 的 值 如 下 ' % # 其 中 ' 代 表 眼 睛 闭 合 时 间 的 百 分 比 即
何 俊 等 基 于 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 % 从 图 中 可 以 看 出 左 眼 和 右 眼 的 眼 睛 睁 开 度 并 不 是 完 全 相 同 因 为 实 验 中 先 判 断 左 眼 开 度 然 后 再 判 断 右 眼 图 中 显 示 正 常 眨 眼 时 眼 睛 睁 开 度 在!" 以 上 且 时 间 短 当 进 入 疲 劳 状 态 时 眨 眼 频 率 变 大 且 时 间 较 长 经 多 次 实 验 设 定 阈 值 )=! *-)"2)235/235 图 " 测 量 原 理 图 的 值 实 验 中 将 统 计 眼 睛 闭 合 时 间 转 化 成 帧 数 即 一 段 时 间 眼 睛 闭 合 的 帧 数 一 段 时 间 视 频 总 帧 数 # 根 据 图 $ 眼 睛 模 型 定 义 (( 表 示 视 频 中 第 帧 图 像 中 眼 睛 状 态 (( ) ) '' 时 眼 睛 闭 合 度 超 过 $# 根 据 原 理 定 义 哈 欠 判 断 标 准 # 一 段 时 间 内 嘴 巴 张 开 度 超 过 阈 值 的 总 帧 数 一 段 时 间 视 频 总 帧 数 # # 参 数 可 以 很 好 地 反 映 出 驾 驶 员 的 嘴 部 疲 劳 状 态 该 参 数 值 较 大 的 时 候 可 准 确 判 别 驾 驶 员 处 于 疲 劳 状 态 图 为 部 分 嘴 巴 张 开 度 折 线 图 横 坐 标 代 表 帧 数 纵 坐 标 代 表 嘴 巴 张 开 度 值 每 帧 标 出 张 开 度 最 小 最 大 值 对 实 时 数 据 进 行 分 析 驾 驶 员 正 常 闭 合 时 嘴 巴 张 开 度 值 在!!% 驾 驶 员 正 常 说 话 时 嘴 巴 开 闭 变 化 频 率 快 时 间 短 且 嘴 巴 张 开 度 值 变 化 范 围 比 较 大 驾 驶 员 张 大 嘴 巴 打 哈 欠 时 嘴 巴 张 开 度 较 大 其 值 基 本 保 持 在!' 以 上 且 张 大 嘴 时 间 比 较 长 多 次 实 验 表 明 嘴 巴 张 开 度 阈 值 设 置 为!' 准 确 度 达 到 $!# 以 上 *-)$24 图 $ 眼 睛 模 型 其 中 表 示 第 帧 眼 睛 上 眼 睑 距 离 内 外 眼 角 水 平 线 的 高 度 ) 为 眼 睛 闭 合 与 睁 开 状 态 的 分 界 阈 值 ((= 表 示 眼 睛 闭 合 ((= 表 示 眼 睛 睁 开 图 为 部 分 实 时 眼 睛 睁 开 度 折 线 图 横 坐 标 代 表 帧 数 纵 坐 标 代 表 眼 睛 睁 开 度 值 折 线 为 左 眼 睁 开 度 折 线 为 右 眼 睁 开 度 *-) 5/3193329- *-)5/3193322)3/9- 图 部 分 实 时 嘴 巴 张 开 度 折 线 图 为 了 对 驾 驶 员 状 态 进 行 判 断 综 合 哈 欠 数 据 和 眨 眼 数 据 建 立 了 一 个 状 态 评 估 模 型 如 表 所 示 将 眼 睛 特 征 和 嘴 巴 特 征 分 别 划 分 为 四 个 等 级 两 个 疲 劳 状 态 利 用 加 权 平 均 法 进 行 综 合 即 * =+ > 其 中 +=,$=,+ 系 数 的 取 值 根 据 检 测 准 确 率 眨 眼 和 哈 欠 与 疲 劳 的 相 关 性 确 定 综 合 结 果 分 为 四 种 情 况 正 常 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 和 严 重 疲 劳 本 次 实 验 选 择 五 组 实 验 对 象 进 行 疲 劳 检 测 测 图 部 分 实 时 眼 睛 睁 开 度 折 线 图 试 时 间 大 约 / 选 择 午 饭 后 容 易 出 现 疲 劳 状 态 的 时 间 录 制 表 是 眼 睛 与 哈 欠 检 测 准 确 率 实 验
% 29)3-- 55 计 算 机 工 程 与 科 学 '$" ("')%*"#"+ 表 ' 驾 驶 员 精 神 评 估 模 型 (")+*+" 表 部 分 疲 劳 检 测 实 验 结 果 嘴 巴 疲 劳 等 级 眼 睛 疲 劳 等 级 正 常 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 重 度 疲 劳 正 常 正 常 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 严 重 疲 劳 轻 度 疲 劳 轻 度 疲 劳 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 严 重 疲 劳 中 度 疲 劳 轻 度 疲 劳 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 严 重 疲 劳 重 度 疲 劳 轻 度 疲 劳 中 度 疲 劳 严 重 疲 劳 严 重 疲 劳 结 果 根 据 实 验 分 析 造 成 眨 眼 检 测 不 准 确 的 原 因 可 能 有 闭 眼 之 后 找 不 到 眼 睛 头 部 运 动 幅 度 过 大 时 人 脸 定 位 不 准 手 部 等 遮 挡 脸 部 时 定 位 不 到 人 脸 % 眼 镜 遮 挡 造 成 眼 睛 定 位 不 准 确 造 成 哈 欠 检 测 率 不 准 确 的 原 因 主 要 是 正 常 说 话 时 嘴 巴 开 度 过 大 时 误 判 为 哈 欠 头 部 运 动 幅 度 过 大 时 人 脸 定 位 不 准 ("+%%& 实 验 对 象 表 眼 睛 和 哈 欠 检 测 准 确 率 眼 睛 单 独 检 测 # 哈 欠 单 独 检 测 # 综 合 效 果 # %!%! %!"!$!'!! $'!%! %!" $$!!!" $!!% 表 是 采 用 一 段 / 驾 驶 员 视 频 的 部 分 疲 劳 检 测 结 果 疲 劳 状 态 下 哈 欠 持 续 时 间 在 以 上 进 入 严 重 疲 劳 之 后 闭 眼 次 数 增 多 且 睁 开 的 速 度 越 来 越 慢 基 于 该 算 法 的 疲 劳 检 测 正 确 率 达 到! %# 我 们 分 析 造 成 误 差 的 主 要 原 因 是 表 眼 睛 与 嘴 巴 的 检 测 误 差, 结 束 语 本 文 提 出 了 一 种 基 于 和 肤 色 模 型 的 疲 劳 驾 驶 检 测 方 法 首 先 利 用 肤 色 模 型 提 供 初 始 位 置 解 决 了 初 始 状 态 定 位 难 的 问 题 再 利 用 算 子 实 现 精 确 定 位 获 得 了 眼 睛 与 嘴 巴 的 疲 劳 特 征 参 数 为 提 高 疲 劳 检 测 能 力 我 们 又 尝 试 建 立 了 眼 睛 与 嘴 巴 特 征 融 合 模 型 进 行 疲 劳 判 别 实 验 结 果 表 明 该 方 法 的 疲 劳 检 测 能 力 稳 定 在 # 以 上 具 有 良 好 的 可 靠 性 和 实 用 性 此 外 针 对 本 实 验 中 出 现 的 误 差 来 源 下 一 步 工 作 拟 通 过 改 进 算 法 解 决 头 姿 运 动 幅 度 过 大 导 致 的 定 位 不 准 确 问 题 帧 数 眨 眼 检 测 哈 欠 检 测 左 眼 张 开 度 嘴 巴 张 开 度 疲 劳 检 测 " 无 有!$'!' 正 常 无 有!"'!'% 正 常 有 无!'%!% 正 常 %%"% 无 有!"!'" 轻 度 疲 劳 %"" 有 无!'!% 轻 度 疲 劳 % 无 有!$%!'$ 轻 度 疲 劳 ' 有 无!'"!$" 轻 度 疲 劳 "" 有 无!'%%!'$ 轻 度 疲 劳 ' 有 无!%"!"% 中 度 疲 劳 ' 有 无!'!"$ 中 度 疲 劳 '' 无 有!'!'" 重 度 疲 劳 ''" 有 无!'%"! 重 度 疲 劳 '$ 有 无!'"!% 重 度 疲 劳 " 有 无!'%'! 重 度 疲 劳 " 有 无!'!' 重 度 疲 劳 "' 无 有!%%!' 重 度 疲 劳 '" 有 无!'"! 重 度 疲 劳 $ 有 无!''!' 重 度 疲 劳 " 有 无!'! 重 度 疲 劳 % 有 无!'!% 重 度 疲 劳 %' 有 无!'! 重 度 疲 劳 参 考 文 献?- +-) &?!4713-)4 35312 5359/-9/-)-315 )38513/$3/0331 5-- 454-53' $"! &@)+&/)-/2 3!05 -)34457:35359/ -9/,-123313-)4)-47-2)3438 513/3/0331 5-- 454-53$ '! @-,@/35/!4713-)5-3 24)-1)12)3913)510 03315324 :35 """"$%! %(-0A 8 3!)32:47 34;97323/3)3.5354-2 51003-3/529)2" '''! /*-!5/4353-47-13-) :4 35/-(!)23 3 &5/-"'%!/ '/)-:-!&/5/11513-)5 3:43//123(!55&5/ -4--%%'!/
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