[发明专利]一种适用于多姿态下的驾驶人员抽烟行为检测方法

摘要

本发明公开了一种适用于多姿态下的驾驶人员抽烟行为检测方法，包括以下步骤：1、图像采集，采集驾驶员人脸图像信息；2、图像识别，对采集到的图像进行实时人脸检测；3、面部特征点标定，包括：对检测到的人脸进行眉毛、眼睛、鼻子及嘴巴等特征点定位；4、头部三维姿态检测，包括：利用几何特征对头部三维姿态进行检测，判断头部姿态；5、人脸轮廓椭圆标定，包括：利用眉毛、眼睛、鼻子和嘴巴标记特征点以及驾驶人员头部三维姿态，通过线性回归，对驾驶人员进行人脸轮廓椭圆标定；6、在标定的人脸轮廓椭圆外进行抽烟行为检测判断，包括：获取候选的烟头高亮区域，并对区域形状分析以进行置信决策，由此对驾驶人员是否存在抽烟行为作出判断；本发明具有很强的实时性、实用性及可靠性，能够全天候、非接触式进行驾驶人员抽烟行为检测。

主权项

1.一种适用于多姿态下的驾驶人员抽烟行为检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：图像采集，采集驾驶员人脸图像信息；步骤2：图像识别，对采集到的图像进行实时人脸检测；步骤3：面部特征点标定，包括：对检测到的人脸进行眉毛、眼睛、鼻子及嘴巴特征点定位；步骤4：头部三维姿态检测，包括：利用几何特征对头部三维姿态进行检测，判断头部姿态；步骤5：人脸轮廓椭圆标定，包括：利用眉毛、眼睛、鼻子和嘴巴标记特征点以及驾驶人员头部三维姿态，通过线性回归，对驾驶人员进行人脸轮廓椭圆标定；检测驾驶员是否处于头部的左右偏转及上下俯仰状态通过以下方法进行：当人脸处于正面时，鼻下点与左右外眼点的夹角相等；当人脸左右偏转，即侧深度旋转后，鼻下点与左右外眼点的夹角差为β_{eye_out}，同时可以算得鼻下点与左右内眼点的夹角差β_{eye_in}，鼻下点与左右嘴角点的夹角差β_mouth，为了减少误差，可取人脸的侧深度旋转角度为这三个角度的均值，即：上下俯仰角度可以通过以下方法进行计算，包括：将人脸的侧面图看作一个椭圆，y轴即为椭圆的中分线，x轴是眼睛和嘴连线的垂直平分线，那么没有上下俯仰，即垂直深度旋转时有α₁＝α₂；垂直深度旋转后，x轴不再是眼睛和嘴连线的垂直平分线，根据等腰三角形的性质，侧深度旋转角度的计算公式为：α⁰、β⁰为近似姿态估计值，利用α⁰、β⁰作为初始值，使用拟牛顿法对人脸姿态精确求解，可以求得人脸姿态的精确偏转角度；步骤6：在标定的人脸轮廓椭圆外进行抽烟行为检测判断，包括：获取候选的烟头高亮区域，并对区域形状分析以进行置信决策，由此对驾驶人员是否存在抽烟行为作出判断。