[发明专利]基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测方法及系统

说明书

本发明一种基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测方法，包括以下步骤：实时捕捉安全生产现场的画面图片；对安全生产现场的画面图片进行预处理，并进行人体头部检测，基于人体头部检测的结果，采用色彩特征分析方法在头部范围寻找是否存在安全帽的色彩特征，进而根据采用色彩特征分析结果结合模板匹配对是否佩戴安全帽进行检测。该方法能够及时获取工作场景内的人员是否佩戴安全帽，如果发现未佩戴安全帽的危险行为，可以发出警告，并且截图留存证据。通过技术手段，加强生产作业现场安全管理规定的执行力度。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测方法及系统。

背景技术

工业安全生产管理中，现场工作人员的安全保障尤为重要，其中安全帽作为一种有效的安全防护用品，能够很好的保护工作人员的头部免受冲击物的伤害。但是由于管理不当，安全意识不强等原因导致现场人员未按要求配戴安全帽，由此引发的安全事故也屡有发生。因此，对作业人员是否佩戴安全帽进行识别、检测，对预防和有效控制违章作业，提高相关生产作业系统的安全性、可靠性、经济性具有重要意义。

目前现场工作人员在作业时对佩戴安全帽规定的遵守，主要依靠现场安全员的监督和提醒，以及违章处罚规定的约束。但仍然存在工作人员心存侥幸，安全管理人员责任意识不强等盲点，导致对安全帽的佩戴检测存在管理漏洞。因此，利用技术手段及时有效地检测工作人员安全帽的佩戴情况十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测方法及系统。如果发现未佩戴安全帽的危险行为，可以发出警告，并且截图留存证据。通过技术手段，加强生产作业现场人员安全帽佩戴管理规定的监督力度。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测方法，包括以下步骤：

实时捕捉安全生产现场的画面图片；

对安全生产现场的画面图片进行预处理，并进行人体头部检测，基于人体头部检测的结果，采用色彩特征分析方法在头部范围寻找是否存在安全帽的色彩特征，进而根据采用色彩特征分析结果结合模板匹配对是否佩戴安全帽进行检测。

作为本发明的进一步改进，人体头部检测采用方向梯度直方图特征及支持向量机分类器训练得到的模型进行预测。

作为本发明的进一步改进，人体头部检测的具体步骤为：

首先，对样本库进行分类训练，结合头部形状特征选定输入图像的感兴趣区域，计算其方向梯度直方图特征；

然后，作为分类器的输入特征，根据已知的分类结果进行训练得到训练好的支持向量机分类器；

最后，将该分类器应用于实际区分人体头部形态及其他物体形态。

作为本发明的进一步改进，所述色彩特征的提取是通过每个像素的比对实现的，色彩空间采用基于圆柱坐标系的HSV进行色彩分析；

作为本发明的进一步改进，模板匹配的方法具体包括：

先将已得到的头部轮廓进行面积计算，然后取头部面积的1/3到2/3，转换为同等大小的滑动窗口来进行模板匹配，该窗口在图像的色彩分析范围进行滑动匹配，若在置信比例范围内，存在匹配度满足要求的区域，则认为匹配成功，即头部存在安全帽；反之，若窗口从头到尾滑动完成，仍未匹配成功，则认为不存在安全帽。

一种基于图像处理的生产作业人员安全帽佩戴检测系统，包括：

图像采集设备，用于实时捕捉安全生产现场的画面，并将其转发给图像处理及识别设备