[发明专利]基于距离图像和强度图像的驾驶员人脸定位系统

摘要

本发明公开了一种基于距离图像和强度图像的驾驶员人脸定位系统，包括图像采集装置、图像处理装置和定位装置，其特征在于所述图像采集装置，至少包括1个距离图像传感器、1个CMOS摄像头和2个红外摄像头，用于实时采集驾驶员的强度图像和距离图像，并将采集的强度图像和距离图像传输给图像处理装置；所述图像处理装置用于对采集的驾驶员的强度图像和距离图像进行处理；所述定位装置用于根据处理后强度图像和距离图像识别驾驶员的人脸位置和大小，并对人脸图像进行跟踪和驾驶员人脸位置定位。该系统基于距离图像与强度图像融合，提高了驾驶员人脸定位的精确性。

主权项

一种基于距离图像和强度图像的驾驶员人脸定位系统，包括图像采集装置、图像处理装置和定位装置，其特征在于所述图像采集装置，至少包括1个距离图像传感器、1个CMOS摄像头和2个红外摄像头，用于实时采集驾驶员的强度图像和距离图像，并将采集的强度图像和距离图像传输给图像处理装置；所述图像处理装置用于对采集的驾驶员的强度图像和距离图像进行处理；所述定位装置用于根据处理后强度图像和距离图像识别驾驶员的人脸位置和大小，并对人脸图像进行跟踪和驾驶员人脸位置定位；所述定位装置包括距离图像传感器应用模块和人脸检测模块，所述距离图像传感器应用模块，通过距离图像传感器获取图像深度信息，并将获取到的深度信息与同一时刻的强度图像信息相结合；所述人脸检测模块，融合距离图像和强度图像信息，检测出强度图像中人脸部分的位置和大小；所述图像处理装置对图像进行处理的方法包括：(1)对于距离图像，通过下列步骤初步确定驾驶员人脸部分的位置：对采集到的距离图像进行灰度化处理，然后转换为二值图像，并进行边缘提取，进行形态学膨胀和腐蚀运算，然后进行轮廓提取，最后进行宽度投影，并根据宽度投影曲线，找出从轮廓曲线的顶点开始第一次出现的极大值及极小值分别对应的像素位置，即可计算出人脸图像的位置；(2)对强度图像的处理包括训练人脸检测分类器和训练人眼检测分类器；所述训练人脸检测分类器包括：选取多表情、多角度、多光照变化情况下的人脸图像的强度图像，进行预处理并归一化为一定大小的正样本；从视频序列中截取不同背景、不同光照变化情况下不含人脸任何部分的图像，进行预处理并归一化为一定大小作为负样本，然后提取样本图片的Harr特征，并利用“积分图”计算特征值，最后基于Adaboost方法训练人脸检测分类器；所述训练人眼检测分类器包括：采集不同驾驶员在不同光照、是否戴眼镜情况下的人眼图像的强度图像及不含人眼任何部分的图像，进行预处理并归一化为一定大小的人眼样本后，采用Harr特征与Adaboost相结合的方法训练人眼检测分类器；对最新获取的强度图像，进行图像预处理，然后使用训练好的人脸检测分类器进行人脸检测，得到人脸部分的图像的位置和大小；(3)强度图像和距离图像信息的融合，具体为：经过上述步骤，在同一时刻采集到的距离图像I1和强度图像I2上，分别初步获得了人脸区域的位置和大小，并用人脸区域左上角的像素坐标及人脸区域的宽度和长度来表示，分别记为J(x1,y1)、w1、h1和Q(x2,y2)、w2、h2；距离图像I1和强度图像I2大小相同，在同一时刻，人脸区域在两幅图像上的相对位置也大致重合，当在两幅图像上都检测出人脸区域，且人脸区域的位置和大小相对应时，即可按下式得到精确的人脸区域信息，作为人脸检测结果，记为F(x,y)、w、h：x=min(x1,x2)+|x1-x2|2y=min(y1,y2)+|y1-y2|2w=min(w1,w2)+|w1-w2|2h=min(h1,h2)+|h1-h2|2.]]>