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非约束条件下驾驶人眼睛检测与跟踪方法研究

西安工业大学学报 2019年第2期39卷 203-210页

作者：程文冬魏庆媛西安工业大学机电工程学院西安710021 哈尔滨石油学院机械工程学院哈尔滨150000

为了抑制驾驶人头部姿态与眼球运动等非约束条件对眼睛检测的干扰,文中提出了一种基于合成模板匹配、融合Cam Shift与Kalman滤波的人眼检测与跟踪算法。将驾驶人左、右眼睛样本人工合成模板对眼睛区域进行匹配检测,采用基于差值平方和... 详细信息

为了抑制驾驶人头部姿态与眼球运动等非约束条件对眼睛检测的干扰,文中提出了一种基于合成模板匹配、融合Cam Shift与Kalman滤波的人眼检测与跟踪算法。将驾驶人左、右眼睛样本人工合成模板对眼睛区域进行匹配检测,采用基于差值平方和算法的相似度度量方法验证眼睛身份。通过眼睛颜色直方图反投影生成灰度概率分布图像,基于Cam Shift算法计算眼睛跟踪窗口的位置和大小,采用Kalman滤波预测眼睛区域位置,有效解决了驾驶人头部转动、眨眼等动作的干扰问题。实车试验结果表明:该算法对驾驶人人眼的平均识别率达到94.3%,平均耗时为22.8 ms,能够较好的兼顾驾驶人人眼跟踪的准确性、鲁棒性与实时性。

关键词：眼睛检测模板匹配非约束条件 Kalman滤波

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基于实时检测眼睛状态的一种安全驾驶方法

现代电子技术 2019年第20期42卷 133-138,144页

作者：冀翀晓吕青李何太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024

为预防及减少机动车驾驶过程中交通事故的发生,提出一种基于实时检测眼睛状态的安全驾驶方法。首先,在机动车驾驶空间安装并初始化摄像头,获取驾驶员的实时视频,然后采用基于肤色的人脸识别算法保留感兴趣区域(ROI),再用Viola?Jones算... 详细信息

为预防及减少机动车驾驶过程中交通事故的发生,提出一种基于实时检测眼睛状态的安全驾驶方法。首先,在机动车驾驶空间安装并初始化摄像头,获取驾驶员的实时视频,然后采用基于肤色的人脸识别算法保留感兴趣区域(ROI),再用Viola?Jones算法眼睛分类器进行眼睛检测,最后对图像进行直方图均衡化以及中值滤波,利用Hough变换的圆形检测技术实现虹膜检测以完成眼睛的实时状态检测。实验结果表明,该方法能成功检测眼睛状态,检测准确率为99%,Kappa一致性为95.3%,具有较高的实时性。

关键词：机动车驾驶眼睛检测图像预处理虹膜检测 Viola-Jones算法实时状态

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基于头部姿态眼睛差分定位的驾驶员疲劳检测

科学技术与工程 2018年第31期18卷 230-234页

作者：唐阳山徐忠帅杨语尧辽宁工业大学汽车与交通学院锦州121000

基于面部特征的驾驶员疲劳判断是应用最广泛的方法,而眼睛睁闭程度最直接表达驾驶员的精神状态。传统的眼睛检测方法受环境、传输、头部姿态的影响,眼睛的定位精度不高,从而导致疲劳分析不准确。提出一种基于脸部图像灰度差进行眼睛检... 详细信息

基于面部特征的驾驶员疲劳判断是应用最广泛的方法,而眼睛睁闭程度最直接表达驾驶员的精神状态。传统的眼睛检测方法受环境、传输、头部姿态的影响,眼睛的定位精度不高,从而导致疲劳分析不准确。提出一种基于脸部图像灰度差进行眼睛检测的方法:正常情况下在人脸上半部只有眼睛进行睁闭的活动,故眼部区域灰度会发生变化,由此来进行标定。该方法主要包括基于Ada Boost算法的人脸识别、图像预处理、眼睛的检测、积分投影法计算眼睛的高宽比,以及基于PERCLOS(percentage of eyelid closure)准则的驾驶员疲劳判断。最后分别基于头部左转、右转和正视三种情况下进行实验。根据结果表明该方法能够较好地进行眼睛的检测,对于进行驾驶员的疲劳判断有极大的意义。

关键词：灰度变化人脸识别眼睛检测积分投影法 PERCLOS准则

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司机疲劳监测系统中眼睛检测与跟踪研究

司机疲劳监测系统中眼睛检测与跟踪研究

作者：周传利西安电子科技大学

学位级别：硕士

疲劳驾驶一直被认为是引发交通事故的重要原因之一,为减少此类事情的发生,本文将眼睛作为判定司机疲劳驾驶的主要参数,重点研究了司机眼睛的定位与跟踪技术。本文主要做了以下几个方面的工作: 1.在对司机眼睛的定位算法上,本... 详细信息

疲劳驾驶一直被认为是引发交通事故的重要原因之一,为减少此类事情的发生,本文将眼睛作为判定司机疲劳驾驶的主要参数,重点研究了司机眼睛的定位与跟踪技术。本文主要做了以下几个方面的工作: 1.在对司机眼睛的定位算法上,本文提出将图像处理知识和支持向量机（SVM）相结合的方法。首先在人脸区域中寻找出眼睛候选区域,然后采用支持向量机眼睛对分类器检测出真正的眼睛。在提前检测出人脸区域的情况下,这种算法提高了眼睛检测的速度和准确率。 2.在跟踪算法上,本文提出将Kalman滤波和Mean Shift算法相结合的方法,实现眼睛的实时跟踪与眼睛模板的更新。首先在初始帧中定位眼睛的位置,构造眼睛模板,然后根据图像的运动信息由Kalman滤波估计出被跟踪目标在下一帧的状态,再运用Mean Shift算法确定出被跟踪目标。这种方法对于头部偏转小于15°的情况具有很好的跟踪效果。

关键词：疲劳驾驶人脸检测眼睛检测眼睛跟踪

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基于分形维数的眼睛检测算法研究

基于分形维数的眼睛检测算法研究

作者：张晓燕南京理工大学

学位级别：硕士

人脸检测与识别技术是人工智能和机器视觉领域内最具挑战性的研究课题之一。让计算机自动识别人脸是目前计算机视觉领域的一个重要研究课题,一个完整的人脸识别系统由人脸检测、人脸图像预处理、人脸特征提取、图像间相似度计算等功能... 详细信息

人脸检测与识别技术是人工智能和机器视觉领域内最具挑战性的研究课题之一。让计算机自动识别人脸是目前计算机视觉领域的一个重要研究课题,一个完整的人脸识别系统由人脸检测、人脸图像预处理、人脸特征提取、图像间相似度计算等功能模块组成。人脸特征提取是人脸自动识别系统中非常重要的一个环节。相较于其它人脸特征,眼睛的准确定位有着独特的作用。它是实现人脸图像几何归一化的必要条件,因而成为全自动人脸识别中非常关键的一环,本文在对计算机人脸检测若干问题进行分析的同时,针对人脸识别系统中的第三个重要环节--人脸特征提取中眼睛检测方法进行了深入的研究,提出了基于分形维数检测方法(BFD检测法)。本文首先对标准人脸库中的面部主要器官(如眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴)进行分形维数分析,统计出上述各器官分形维数的分布规律和同一幅图像各器官分形维数上的相互关系,建立基于分形维数的眼睛识别模型(Based on Fractal Dimension to Recognitioneyes,BFD),并运用BFD模型对MIT脸库中的图像进行检测。实验表明本文提出BFD眼睛检测方法是合理的,具有一定的理论价值与实用价值。

关键词：分形盒维数眼睛检测图像分割边缘检测

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基于眼睛特征图的眼睛检测系统的设计与实现

南阳师范学院学报 2008年第6期7卷 32-34页

作者：陈佳濮阳职业技术学院数学与信息工程系河南濮阳457000

给出一种基于眼睛特征图的眼睛定位方法。首先通过肤色检测得到人脸区域,然后在限定的人脸区域内建立眼睛色度图,并利用眼睛在人脸区域内的几何分布对眼睛区域进行局部的光线补偿,突出眼睛的色度信息,得到眼睛的二值图像,最终利用灰度... 详细信息

给出一种基于眼睛特征图的眼睛定位方法。首先通过肤色检测得到人脸区域,然后在限定的人脸区域内建立眼睛色度图,并利用眼睛在人脸区域内的几何分布对眼睛区域进行局部的光线补偿,突出眼睛的色度信息,得到眼睛的二值图像,最终利用灰度投影算法定位眼睛。

关键词：眼睛检测眼睛特征图眼睛定位

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基于旋转面部图像的眼睛检测和跟踪

科技信息 2010年第7期 163-164页

作者：刘青龙士工贵州大学计算机科学与技术学院

本文提出了一个检测旋转面部图像中眼睛的新方法。该方法可以实时的检测和跟踪发生了各种偏转角度的面部图像。Zernike距用来提取眼睛的旋转不变性特征,支持向量机(SVM)用来将眼与非眼分开。首先,在脸部图像中检测出眼睛的感兴趣区域;接... 详细信息

本文提出了一个检测旋转面部图像中眼睛的新方法。该方法可以实时的检测和跟踪发生了各种偏转角度的面部图像。Zernike距用来提取眼睛的旋转不变性特征,支持向量机(SVM)用来将眼与非眼分开。首先,在脸部图像中检测出眼睛的感兴趣区域;接着,计算感兴趣区域的Zernike距;最后,用SVM方法处理感兴趣区域,精确的定位到眼睛。大量的实验表明,新方法对于放缩,平移,头部旋转以及光照条件的改变是鲁棒的。

关键词：眼睛检测眼睛跟踪 Zernike距支持向量机(SVM)

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图象中眼睛和嘴巴的检测与定位

图象中眼睛和嘴巴的检测与定位

作者：许海柱中南大学

学位级别：硕士

本文在图象中分割人脸区域,在检测出的人脸区域内定位眼睛区域和嘴巴区域,并定位相关的重要特征点,如:区域中心、眼角、嘴角等。主要研究内容如下: (1)提出了一种新的人脸区域分割算法。当前人脸区域分割主要依赖于肤色在某些特定色彩... 详细信息

本文在图象中分割人脸区域,在检测出的人脸区域内定位眼睛区域和嘴巴区域,并定位相关的重要特征点,如:区域中心、眼角、嘴角等。主要研究内容如下: (1)提出了一种新的人脸区域分割算法。当前人脸区域分割主要依赖于肤色在某些特定色彩空间的聚类特性,然而肤色很容易因为环境光照的影响而变化,而且当背景中存在近似于肤色色彩的物体或者存在多处肤色区域时,很难准确定位人脸区域。本文利用人脸轮廓信息定位候选区域,然后结合人脸特征点呈现三角分布的特性最终定位人脸,很好地避免了上述原因对于人脸区域分割的影响。 (2)提出了一种新的人眼及其特征点的定位方法。利用迭代式阈值算法对图象进行二值化处理,然后针对人脸上半区域进行检测,缩短了检测时间。利用最小外接矩形描述眼睛区域的轮廓,并依据长宽比例及位置,连贯性等约束信息区分眼睛和眉毛、头发区域;利用质心作为区域中心,更好地描述了眼睛区域的中心位置;然后利用Harris角点检测算子对眼角进行定位,结合闭合区域填充以及形态学闭运算等操作对眼睛区域进行填充,很好地避免了因为眼睛区域的不连贯导致的眼角检测不准确。 (3)提出了一种新的嘴巴区域及其特征点的定位方法。针对人脸下半区域进行二值化,完整地保留了嘴巴区域的信息,效果明显优于针对整幅人脸进行二值化的情形。然后利用最小外接矩形描述嘴巴区域的轮廓,并依据长宽比例及位置信息定位嘴巴区域,利用质心作为区域中心,最后利用Harris角点检测算子在区域填充后的嘴巴区域中定位嘴角位置。实验表明,本文提出的算法简单易行,检测精度高。尤其人脸区域分割算法很好的弥补了单纯依据肤色聚类性进行检测的不足,采用闭合区域填充及形态学闭运算相结合的方法辅助Harris角点检测算子定位嘴角,眼角,提高了检测精度。分别针对人脸上下半区域进行眼睛和嘴巴的定位节省了检测时间,提高了检测的准确度。

关键词：计算机视觉人脸定位眼睛检测嘴巴检测角点

眼睛状态参数图像检测及其在瞌睡监测中的应用

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眼睛状态参数图像检测及其在瞌睡监测中的应用

作者：成二康中国科学技术大学

学位级别：硕士

疲劳驾驶是产生交通事故的主要原因之一。只有通过事先预防,利用先进科学技术手段来监测和限制疲劳驾驶等不当驾驶行为,主动地消除引发交通事故的因素,才能以最彻底的方式、最大限度地减少生命和经济损失。本文详细介绍了疲劳检... 详细信息

疲劳驾驶是产生交通事故的主要原因之一。只有通过事先预防,利用先进科学技术手段来监测和限制疲劳驾驶等不当驾驶行为,主动地消除引发交通事故的因素,才能以最彻底的方式、最大限度地减少生命和经济损失。本文详细介绍了疲劳检测的研究背景和意义,分析比较了国内外疲劳检测的方法。采用视觉这种非接触式的方法监测驾驶员状态是一种比较好且相对易于实现的选择。眼睛特征是基于视觉方法监测驾驶员状态中最直接有效的物理反应特征。本文就眼睛检测、眼睛特征提取、眼睛跟踪做了如下主要工作: 可见光照条件下的眼睛检测和眼睛特征提取: 首先根据AdaBoost人脸分类器的第一个矩形特征对应的是眼睛区域,提出在AdaBoost人脸分类器的第一个矩形特征内使用AdaBoost眼睛分类器检测眼睛。针对眼睛睁开和闭合图像的灰度分布差异,提出基于小波系数预测误差来提取眼睛状态特征的方法,并用SVM（支持向量机）训练了眼睛状态分类器,取得了较好的实验结果。在眼睛参数提取中,利用虹膜分布在眼睛图像谷底（图像中最黑的区域）的特点,通过寻找眼睛图像谷底来计算虹膜中心位置和虹膜半径。提出了利用眼睛图像边缘信息提取眼睑参数的方法,并成功把RANSAC（随机抽样一致性）方法用于眼睑抛物线的提取中。红外光照条件的眼睛检测和眼睛跟踪: 为了克服可见光照条件下光照对采集图像的影响,采用主动红外光源来获取图像。根据红外成像原理,把红外光源放置在相机光轴附近,拍摄亮瞳眼睛图像。提出对增强后的亮瞳图像进行灰度数学形态学的开操作,用于产生模拟暗瞳图像。该方法比其它采用两种不同波长的红外光源、内外环状红外光源的方法简单有效。由亮瞳图像和模拟暗瞳图像的差分图像计算候选眼睛区域,根据眼睛位置的先验知识,去除多余的候选区域,最终判断是否检测到眼睛并确定眼睛位置。为了缩短视频序列中眼睛的检测时间,利用卡尔曼滤波器对眼睛进行跟踪,在搜索区域内检测眼睛的位置。

关键词：疲劳检测眼睛检测眼睛状态眼睛参数红外图像眼睛跟踪卡尔曼滤波