[发明专利]基于视频人脸分析的驾驶员非专心驾驶检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于视频人脸分析的驾驶员非专心驾驶检测方法，其特征在于，所述基于视频人脸分析的驾驶员非专心驾驶检测方法包括如下步骤：

在驾驶的过程中，获取驾驶员头部的视频序列；

对视频序列进行人脸检测，得到人脸图像；

对人脸图像进行特征定位；

将定位的人脸特征映射到三维模型上，得到驾驶员的人脸姿态数据；以及

从定位的人脸特征中，提取嘴巴特征点信息，得到驾驶员的口型数据；

根据驾驶员的人脸姿态数据及口型数据，判断驾驶员是否为非专心驾驶；

所述对人脸图像进行特征定位的步骤，具体包括：

归一化人脸图像，使人脸图像的尺寸统一；

计算归一化人脸图像的均值人脸，并将均值人脸作为估计人脸，并放在人脸图像上，使均值中心和真实人脸形状中心对齐；

计算基于每一个均值人脸的标记点的非灰度值特征，并将所有标记点的非灰度值特征组合形成样本特征，记作矩阵I；

计算估计人脸和真实人脸之间的偏移量，并形成矩阵R；

根据样本特征矩阵I及估计人脸和真实人脸之间的偏移量矩阵R计算出估计人脸与真实人脸偏移量的映射矩阵；

所述将定位的人脸特征根据映射矩阵映射到三维模型上，得到驾驶员的人脸姿态数据的步骤，具体包括：

对3D人脸模型渲染的相关人脸图像提取面部特征；

建立人脸图像2D-3D的对应关系，将提取的人脸图像的面部特征映射到给定的3D人脸模型；以及

根据旋转向量及3D人脸模型初始方向向量，计算出表达人脸姿态的向量；

所述从定位的人脸特征中，提取嘴巴特征点信息，得到驾驶员的口型数据的步骤，具体包括：

分别计算每一帧嘴巴第n个特征点p_n＝(x_n,y_n)与前i帧对应特征点p_n(t-i)、以及第n个特征点与后i帧对应特征点p_n(t+i)的横坐标与纵坐标的距离偏移度Δp_x,n(t)和Δp_y,n(t)，得到偏移度坐标Δp_n(t)；

根据正态加权累积m帧嘴巴偏移度

根据大量说话与不说话时的口型样本，聚类得到偏移度坐标的阈值范围，并将阈值范围拟合成闭合域；

在第n个特征点的偏移度坐标Δp_n(t)落入闭合域时，判断为说话口型；

其中，Δp_n(t)＝Δp_n(t-i)+Δp_n(t+i)，

2.如权利要求1所述的基于视频人脸分析的驾驶员非专心驾驶检测方法，其特征在于，所述根据驾驶员的人脸姿态数据及口型数据，判断驾驶员是否为非专心驾驶的步骤，具体包括：

根据专心驾驶和非专心驾驶图像样本，聚类分析得到专心驾驶的人脸姿态范围，在人脸姿态偏侧角度序列超过既定专心驾驶姿态范围时，认定为非专心驾驶；

根据每帧嘴巴的特征点进行运动描述，聚类分析得到嘴巴运动时间窗范围，在嘴巴运动时间窗超过既定专心驾驶时嘴巴运动时间窗范围时，认定为非专心驾驶。