基于图像处理的疲劳检测系统结题论文概要.doc

教育部国家大学生创新性实验计划项目 类别：国家创新基金 基于图像处理的疲劳检测系统 结题论文 项 目 时 间： 2009年11月～2010年 11月 项目负责人： 肖永龙 承 担 单 位： 空天科学技术研究院 指 导 老 师： 任玉琢 摘要 疲劳驾驶是当今交通安全的重要隐患之一。驾驶人在疲劳时，其对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都有不同程度的下降，因此很容易发生交通事故。因此，研究开发高性能的驾驶人疲劳状态实时监测及预警技术，对改善我国交通安全状况意义重大。 本系统旨在准确判断得到驾驶员的疲劳程度，判断PERCLOS值是最具有潜力和最准确的疲劳测定方法之一，其中PERCLOS指在一定的时间内眼睛闭合时所占的时间比例，通过对驾驶室中的驾驶员快速准确的定位其眼部区域，接着得到其眼睛状态，最后计算得到PERCLOS值。根据PERCLOS值的判断标准得到驾驶员的疲劳程度，用以警示驾驶员。 关键词：司机疲劳；疲劳检测；PERCLOS 目录 第一章 引言 1 1.1. 选题背景 1 1.2. 系统简介 1 第二章 整体 3 2.1. 图像获取 3 2.2. 人眼面积的显示 4 2.3. 参数的显示 4 2.4. 状态信息 4 2.5. 系统的功能 5 第三章 读取视频模块 6 第四章 图像处理模块 7 4.1. 图像识别方法 7 4.1.1. 肤色识别 7 4.1.2. AdaBoost算法 8 4.1.3. AdaBoost算法训练 9 4.1.4. Haar-like生成简单分类器 10 4.2. 训练自己的分类器 10 4.3. 识别人脸模块 12 4.4. 定位人眼模块 13 第五章 参数计算模块 15 5.1. 计算人眼面积模块 15 5.2. perclos值计算 16 5.2.1. perclos的原理或概念 16 5.2.2. 我们计算perclos的方法 17 第六章 线程管理模块 18 结束语 20 参考书目 21 附录 22 引言 选题背景 疲劳驾车是引发道路交通事故的一个重要因素，从国内历年交通事故统计的大量案例分析中可得出结论:因司机疲劳驾驶所造成的道路交通事故约占总数的15 %至20 %。而随着交通运输业的不断发展，这一比例可能还会继续上升。交通事故给国家造成巨大的经济损失和人员伤亡，给个人造成难以想象的后果，增加了社会的不安定因素，因而研究预防检测疲劳的方法意义深远而重大。 目前疲劳的生理特征的检测方法较多，其中PERCLOS指在一定的时间内眼睛闭合时所占的时间比例。美国联邦公路局曾经检测PERCLOS、头部姿势的变化、脑电图等方法的测试结果与疲劳的关系程度。结果显示PERCLOS与客观疲劳程度的相关系数最大，可以说PERCLOS是最具有潜力和最准确的疲劳测定方法之一。目前，PERCLOS方法已被公认为最有效的、实时的驾驶疲劳检测方法，具有实时、非接触式检测的特性。 因此，研制基于PERCLOS和图像处理疲劳检测系统，进行驾驶员疲劳状态的检测，在驾驶员疲劳驾驶时进行报警提醒，对于提高行车安全，降低交通事故发生率具有重要意义。 当然，基于图像处理的疲劳检测系统，也可以对工厂工人的疲劳程度进行实时检测，提早发现工人的疲劳状况，这不仅可以为决策者做出决策提供依据，更可以提高工作效率，提高产品质量，还可以更好地保护工人的身体健康，对工厂和工人来说，进行疲劳检测也具有重大意义。 该疲劳检测系统主要是通过从摄像头中读取图像，然后对所得到的图像进行人脸定位，人眼定位，人眼面积的计算，perclos值的计算以及疲劳判断，进而实现对人疲劳状态的实时检测及报警的功能，满足疲劳检测的基本需求。 该疲劳检测系统的主要框架如： 1 包括图像读取，图像处理，参数计算这三个模块，其中在图像处理模块中，主要是对读取到的图像进行人脸定位和人眼定位，在计算参数时，主要是计算人眼的面积，并根据计算出来的人眼面积系列，进行perclos值的计算。在该系统中，每个模块都放在一个线程中运行，线程间的通信采用windows的消息循环机制，数据通信通过传递指针的方式实现。通过一定的线程管理激活机制，使得系统得以实现对人疲劳状态的实时检测及报警的功能，满足疲劳检测的基本需求。 系统开发环境： VC++2008 OpenCV2.0 .NET Framework 该系统的运行环境： .NET Framework windows 系 整体 该疲劳检测系统如： 图2- 1 主要有视频图像区，参数区，操作区及人眼面积波形显示区组成，当操作者打开程序，单击开始按钮后，程序便自动进行疲劳检测，定位人脸，定位人眼，计算