[发明专利]一种矿车驾驶员脸部姿态识别方法及系统

权利要求书

1.一种矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取图像帧；

S2：定位图像帧中驾驶员头部具体位置；

S3：截取头部区域图像，获取脸部关键点信息和辅助信息；

S4：根据脸部关键点信息和辅助信息双重特征，根据双重特征一致性判别方法判别驾驶员脸部姿态。

2.根据权利要求1所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S1中，获取待检测图像帧所用的成像设备包括但不限于基于CCD传感器或者CMOS传感器的红外摄像单元。

3.根据权利要求2所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S1中，还包括对所述图像帧预处理操作步骤，所述图像帧预处理操作步骤包括截取子图像、归一化、去噪声、均衡化、尺度变换，获取设定大小的图像。

4.根据权利要求1所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S2中，定位驾驶员头部具体位置的处理方法为：

定位人脸位置；

将人脸位置往图像边界扩展，直至覆盖整个头部区域或者达到图像边界。

5.根据权利要求1所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S3中，所述脸部关键点包括人脸轮廓、下巴、嘴巴、鼻子、眼睛和眉毛关键点信息，所述辅助信息为一预测值，用于与根据脸部关键点计算的结果作一致性比较。

6.根据权利要求1-5任一项所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S4中，所述根据双重特征一致性判别方法判别驾驶员脸部姿态的方法为：

S401：计算左右眉毛特征点欧拉距离的比例因子；

S402：判断所述比例因子是否大于第一预设值，且与辅助信息一致，如果否，则判定为侧脸，如果是，则判定为正脸，然后执行下一步；

S403：计算左右眼中心特征点与其水平投影点的夹角余弦值；

S404：判断所述夹角余弦值是否小于第二预设值，且与辅助信息一致，如果是，则判定为正脸，否则，则判定为倾斜。

7.根据权利要求6所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S401和S402中，基于比例因子和辅助信息判定的具体方法为：

选择人脸左眉毛的两端关键点，并计算两者的欧拉距离作为左眉毛的长度L_left；选择人脸右眉毛的两端关键点，并计算两者的欧拉距离作为右眉毛的长度L_right；

计算眉毛长度的比例因子其中，min为取较小值函数，max为取较大值函数，

若比例因子ω大于第一预设值，同时比较结果与辅助信息一致，表明驾驶员的脸部姿态为正脸，否则为侧脸。

8.根据权利要求6所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于：步骤S403和步骤S404中，基于左右眼中心特征点与辅助信息判定的具体方法为：

选择人脸左眼的关键点，并计算这些关键点的最小外接矩形，进而确定所述最小外接矩形的主对角线和副对角线的相交点为左眼中心点O_left；

选择人脸右眼的关键点，并计算这些关键点的最小外接矩形，进而确定所述最小外接矩形的主对角线和副对角线的相交点为右眼中心O_right；

连接中心点O_left和O_right为线段O_leftO_right；

将线段O_leftO_right投影到水平方向，投影点为O_project；

计算线段O_leftO_right与水平投影所形成夹角θ的余弦值:

当为左投影时：

当为右投影时：

将角度θ与第二预设值比较，确定驾驶员脸部的倾斜程度，若与辅助信息一致，则确定驾驶员的脸部姿态为正脸或倾斜。

9.一种系统，用于实现权利要求1-8任一项所述的矿车驾驶员脸部姿态识别方法，其特征在于，包括：

图像接收模块：用于获取图像帧；

定位模块：用于定位图像帧中驾驶员头部具体位置；

信息获取模块：截取头部区域图像，获取脸部关键点信息和辅助信息；

姿态判定模块：根据脸部关键点信息和辅助信息双重特征，根据双重特征一致性判别方法判别驾驶员脸部姿态。