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原文传递驾驶员面部检测与定位方法研究

论文题名：	驾驶员面部检测与定位方法研究
关键词：	人脸检测;颜色分割;Snake算法;椭圆检测;驾驶员
摘要：	据资料显示，高速公路因疲劳驾驶导致交通事故呈上升趋势。因此，如何有效的监测和防止驾驶员疲劳驾驶，对于降低交通事故及人员死亡率，有着十分现实的重要意义。在采用计算机视觉对驾驶员进行驾驶行为监测时，面部定位是关键技术之一。论文主要针对驾驶室特定的背景环境，提出了一种基于彩色信息、活动轮廓和面部几何特征的人脸检测技术，实现了驾驶员面部检测与定位，有效的降低了驾驶室的复杂背景、驾驶员各种面部姿态、表情对人脸检测定位的影响。它充分包含了利用颜色提取分割肤色的快速性和基于人脸知识的稳健性的特点。文中采用一个由粗到精的人脸定位算法来进行驾驶员面部定位。初始定位算法主要完成从监测图像中识别出驾驶员的面部轮廓，精定位算法利用面部三角位置对驾驶员面部进行精确定位。本文主要研究了四个方面的问题: 1. 针对光照对肤色检测的影响进行了深入分析，并研究了一种适应可变光照的肤色检测算法；其次在肤色统计分析的基础上，提出了基于区域高宽比率和面积占有率的区域优化方法优化候选区，去除其他类似肤色的区域。 2. 提出一种改进的Snake算法用于人脸轮廓的定位。针对Snake算法受初始位置影响大的缺陷，引入优化后的区域信息和分割后图像具有明显梯度的信息改进Snake模型的初始位置，采用动态的Snake轮廓生成算法来提取彩色图像中人脸的外轮廓。优化后的算法应用在人脸的定位上，改善了Snake模型自身缺陷引起的搜索时间长和对噪声敏感而造成Snake模型失真的不足，提高了人脸检测及定位的准确性。 3. 在对常用眼睛定位算法的研究基础上，根据面部双眼、嘴唇在分割后类似椭圆的特性，引入椭圆硬度参数，提出一种基于几何形状的椭圆方法，从而检测出面部特征的中心点。 4. 在经过对基于人脸几何形状、大小比例、候选矩形区域中肤色象素密度的简单人脸验证策略分析后，提出一种基于面部特征三角关系的知识规则的人脸验证策略。进一步验证是否人脸，由此三角位置定位人脸准确位置。本文采用VC++开发了本文所需的全部软件，实现了算法的各项功能，并进行了相关的监测试验。试验结果达到了预定目标，证明了所研究的算法有效。
作者：	陈虹宇
专业：	控制理论与控制工程
导师：	黄席樾
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文