专利名称：人脸检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频监控技术，特别是指一种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方法及系统。
背景技术：
驾驶员疲劳、睡眠不足是引发严重交通事故的重要诱因之一。统计表明，由于疲劳/瞌睡造成的交通事故在交通事故总数中占7%左右，在严重交通事故中占40%，而在重型卡车和高速路上的交通事故中则占到35%左右。因此，有效地监督和防止驾驶员疲劳，有着十分重要的意义。 疲劳检测是对驾驶员在行车中出现的疲劳现象实时检测并施以适当警告的过程，它有以下几个要求1)必须是无干扰的；2)必须是实时的；3)必须受光照的影响较小；4)不能有有害辐射，不能包括移动设备。 在各种检测方法中能满足以上要求且效果较为理想的是用摄像机进行实时拍摄，通过图像处理来检测驾驶员眼部的物理反应。研究表明，眼睛的反应与驾驶员的疲劳有着较高的相关性，能可靠地反映驾驶员是否疲劳。因此，通过眼睛的检测和跟踪可以有效地实现驾驶员疲劳检测。 眼睛的检测和跟踪是基于人脸检测基础上的，人脸能否正确定位影响着后期眼睛的检测，因此人脸检测是驾驶员疲劳检测的基础。目前已有大量的人脸检测方法，如模板匹配法、统计模型法等。但这些方法往往计算复杂，不能满足快速地实时检测的需要。
综上所述，目前迫切需要提出更为有效的用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一个全新的用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方法。所述人脸检测方法可以在驾驶员的监控图像中快速准确地定位出驾驶员的人脸区域，同时该方法受光照的影响极小。 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的 本发明提供了一种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方法，所述人脸检测方法包括如下步骤 (1)预处理图像，彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率； (2)处理图像，包括获取连通区域和获取积分图像；所述获取连通区域是通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；
(3)选定候选人脸区域，根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区域；
(4)验证候选人脸区域，通过判决条件滤除虚假的人脸区域，并输出人脸区域。
根据本发明，所述降低图像分辨率仅在获取的图像尺寸大于阈值1时使用。所述阈值1为100X100 200X200个像素位。
根据本发明，所述人脸区域分裂是指对获取的二值图像和边缘图像中的每个像素的灰度值进行常规的异或处理，然后对其结果进行常规的开运算，以得到分离的类似人脸区域，并滤除噪声；其中，异或处理是指每两个相同灰度值的像素的灰度值取O，相异的像素的灰度值取1 ;滤除噪声是根据所计算类似人脸区域的长度与宽度的比值进行滤除，若该比值处于阈值2范围内，则保留，否则认为该类似人脸区域为噪声区域，将该类似人脸区域滤除。所述阈值2为0. 8 2. 2。 根据本发明，所述获取积分图像是通过对相邻两帧人脸图像的进行差分处理，得到这两帧人脸图像的差分图像，再根据式(I)计算差分图像就获得人脸图像的积分图像 〃0,力^,S,(i) 其中，设差分图像为i(x' ，y')，对于图像内一点A(x，y)，积分图像为ii(x，y)。
根据本发明，所述选定候选人脸区域是指滤除连通区域分析所获取的连通区域中的小的虚假区域后，再根据所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区域。 其中，滤除连通区域中的小的虚假区域是根据所计算连通区域的总像素进行滤除，若该总像素小于设定的阈值3时，则认为是小的虚假区域并滤除该连通区域，否则保留该连通区域。所述阈值3为250 350。 根据所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区域的方法是 第一步计算剩余的连通区域的积分图像，并对当前帧的积分图像与前一帧积分图像的像素灰度值进行相减，得到差值图像，统计该差值图像中像素不为0的个数，该个数为对应该剩余的连通区域的运动能量， 第二步根据各剩余的连通区域的运动能量，从中选出5个运动能量最大的剩余连通区域，作为人脸区域。 所述剩余的连通区域是指经过所述滤除连通区域中的小的虚假区域处理后留下的连通区域。 根据本发明，所述验证候选人脸区域是指根据判决条件进行投票，符合判决条件即投赞成票，不符合判决条件即投反对票，并对投票进行叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区域作为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除一些虚假的人脸区域；其中，所述判决条件包括人脸区域的长宽比为阈值2、人脸区域内属于人脸的前景点与整个人脸区域内点的比例为阈值4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域。所述阈值4优选为0.3 0. 75。 根据本发明，确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域包括如下步骤 水平灰度腐蚀处理，对输入的图像进行常规的水平灰度腐蚀处理，并输出经水平
灰度腐蚀处理过的腐蚀图像； 垂直闭处理，对输入的腐蚀图像先进行常规的垂直膨胀处理，然后进行常规的垂直腐蚀处理，并输出结果图像； 差分处理，对腐蚀图像与结果图像各像素值进行相减取绝对值，并输出结果差分图像； 计算分割阈值，计算差分图像的均值和方差，并将该均值和方差作为图像的分割阈值；其中，差分图像的均值通过计算差分图像每个像素值(g卩，灰度值)的平均值实现，差
分图像的方差通过计算差分图像每个像素值的方差实现； 图像二值化，根据所述所获取的分割阈值对原始输入图像进行常规的二维阈值分 割，以获取二值图像； 去噪处理，对所述二值图像进行去噪处理，然后输出结果图像；去噪处理是根据所 计算二值图像中连通区域的总像素个数进行去噪，若该总像素小于设定的阈值3，则认为是 小的虚假区域并滤除该连通区域，否则保留该连通区域，然后输出结果图像；
所述去噪处理中的结果图像为人脸检测的图像。 根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测系 统，所述人脸检测系统包括 预处理图像模块，用于彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率； 处理图像模块，用于获取连通区域和获取积分图像；所述获取连通区域是通过对 当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区 域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；
选定候选人脸区域模块，用于根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区 域；和 验证候选人脸区域模块，用于通过判决条件滤除虚假的人脸区域，并输出人脸区 域。 根据本发明，所述预处理图像模块包括处理彩色图像灰度化模块，用于将获取的 彩色图像进行灰度化处理；和降低图像分辨率模块，用于仅在获取的图像尺寸大于阈值1 时使用。所述阈值1为100X100 200X200个像素位。 根据本发明，所述处理图像模块包括获取连通区域模块，用于通过对当前帧图像
进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；获取积分
图像模块，用于通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像。 根据本发明，所述选定候选区域模块包括滤除虚假连通区域模块，用于滤除连通
区域分析所获取的连通区域中的小的虚假区域；和选出人脸区域模块，用于所述获取积分
图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区域。 根据本发明，所述验证候选人脸区域模块包括判决条件模块，用于确定人脸区域 的长宽比为阈值2、确定人脸区域内属于人脸的前景点与整个人脸区域内点的比例为阈值 4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域；以及，确定候选人脸区域模块，用于根据判决 条件模块进行投票，符合判决条件即投赞成票，不符合判决条件即投反对票，并对投票进行 叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区域作为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除一 些虚假的人脸区域。 本发明的最大优点是可用于驾驶员疲劳检测，实现了驾驶员的人脸检测，且检测 简单且快速。
图1为本发明的人脸检测方法的流程示意图； 图2为本发明的人脸检测方法的获取连通区域的流程示意7
图3为本发明的人脸检测方法的类似眼睛区域确定的流程示意图； 图4为本发明的人脸检测系统的结构示意图； 图5为本发明人脸检测系统中预处理图像模块的结构示意图； 图6为本发明人脸检测系统中处理图像模块的结构示意图； 图7为本发明人脸检测系统中选定候选人脸区域模块的结构示意图； 图8为本发明人脸检测系统中验证候选人脸区域模块的结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，图1为本发明中人脸检测方法的流程示意图，人脸检测方法具体包 括 步骤1 :预处理图像，彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率； 步骤2 :处理图像，包括获取连通区域和获取积分图像；所述获取连通区域是通过 对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区 域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像。
步骤3 :选定候选人脸区域，根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区
域； 步骤4:验证候选人脸区域，通过判决条件滤除虚假的人脸区域，并输出人脸区 域。 步骤1中预处理图像，预处理图像21，彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率。
其中，图像灰度化处理是指对获取的彩色图像进行常规灰度化处理，将其转化为 灰度图像，以便后期处理。这里，图像灰度化处理只在获取的图像是彩色图像时使用。降低 图像的分辨率处理的方法是通过縮小灰度图像的尺寸来降低图像的分辨率，以得到降低 分辨率的图像。这里，降低图像的分辨率处理只在获取的图像尺寸大于阈值l时使用。所 述阈值l为100X100 200X200个像素位，优选为176X144个像素位。
上述实施例中步骤2的处理图像过程包括包括获取连通区域和积分图像；所述 获取连通区域是通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通 区域分析，获取连通区域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理， 获得积分图像。 图2为本发明的人脸检测方法的获取连通区域的流程示意图，如图2所示，获取连 通区域的具体过程包括如下 图像二值化21是指对处理后的灰度图像进行常规阈值分割，以获得拥有类似人
脸区域的二值图像。阈值分割的方法是基于常规的二维最大类间方差的图像分割算法，可
以参考文献"一种基于二维最大类间方差的图像分割算法.通信学报.2001,4(22)"。分割
后将类似人脸区域内像素的灰度值设置为l，其他像素的灰度值设置为0。 边缘图像提取22通常是提取图像二值化处理后的灰度图像的边缘。所谓边缘图
像提取的常规方法是将3X3中值滤波模板在图像中漫游，并将模板中心与图中某个像素
位置重合；读取模板下各对应像素的灰度值；将这些灰度值从小到大排成一列；找出这些
灰度值中排在中间的一个值；将这个灰度值的中间值赋给对应模板中心的像素。 人脸区域分裂23是指对获取的二值图像和边缘图像中的每个像素的灰度值进行常规的异或处理，然后对其结果进行常规的开运算，以得到分离的类似人脸区域，并滤除噪 声。其中，异或处理是指每两个相同灰度值的像素的灰度值取0，相异的像素的灰度值取1 ; 滤除噪声是根据所计算类似人脸区域的长度与宽度的比值进行滤除，若该比值处于阈值2 范围内，则保留，否则认为该类似人脸区域为噪声区域，将该类似人脸区域滤除。所述阈值
2为0. 8 2. 2。 连通区域分析24是指连通区域分析是指通过四连通域或八连通域实现不同图像 区域的连通标记，以获取类似人脸的连通区域并输出。四连通域/八连通域的连通标记的 常规方法是首先，对人脸区域分裂处理后的图像施行逐行扫描，找到一个未标记区域的第 一点，标记该点；检查该点的四连通域/八连通域的邻域点并标记满足连通性要求的，且尚 未被标记的点，同时将新增的标记点记录下来作为"区域增长"的种子点。在后续的标记过 程中，不断地从记录种子点的数组中取出一个种子点，施行上述的操作，如此循环，直到记 录种子点的数组为空，一个连通区域标记结束。接着再标记下一个未标记的连通区域，直到 人脸区域分裂处理后的图像的所有连通区域都被标记。
获取积分图像具体过程包括如下 首先通过对相邻两帧人脸图像的进行差分处理，得到这两帧人脸图像的差分图 像，再根据式(I)计算差分图像就可以获得人脸图像的积分图像。其中，差分处理是指对相 邻两帧图像的灰度值进行相减，取其差值的绝对值，由此便可得到这两帧图像的差分图像。 积分图像的定义是设差分图像为i(x' ，y')，对于图像内一点A(x， y)，积分图像ii(x， y)根据式(I)计算如下: 雖,力=Z 《X',力 (I) 选定候选人脸区域23，是指滤除连通区域分析所获取的连通区域中的小的虚假区 域后，再根据所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区 域； 其中，滤除连通区域中的小的虚假区域是根据所计算连通区域的总像素进行滤 除，若该总像素小于设定的阈值3时，则认为是小的虚假区域并滤除该连通区域，否则保留 该连通区域。所述阈值3为250 350，优选为300。 根据所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸 区域的方法是 第一步计算剩余的连通区域的积分图像，并对当前帧的积分图像与前一帧积分 图像的像素灰度值进行相减，得到差值图像，统计该差值图像中像素不为0的个数，该个数 为对应该剩余的连通区域的运动能量； 第二步根据各剩余的连通区域的运动能量，从中选出5个运动能量最大的剩余 连通区域，作为人脸区域。 所述剩余的连通区域是指经过所述滤除连通区域中的小的虚假区域处理后留下 的连通区域。 步骤4中的验证候选区域24，是指根据判决条件进行投票，符合判决条件即投赞 成票，不符合判决条件即投反对票，并对投票进行叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区 域作为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除一些虚假的人脸区域；其中，所述判决条件
9包括人脸区域的长宽比为阈值2、人脸区域内属于人脸的前景点与整个人脸区域内点的 比例为阈值4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域。 其中，人脸区域的长宽比通常在阈值2范围内，若候选区域的长宽比不在该范围 内，则投以一负票；反之，则投以一正票，以便滤除一些不符合人脸区域长宽比的人脸区域。
人脸区域内属于人脸的前景点与整个人脸区域内点的比例在阈值4范围内，若该 比例不在该范围内，则投以一负票；反之，则投以一正票，以滤除一些前景点过多或过少的 候选人脸区域。其中，前景点是指图像进行分割后该区域所含像素个数不为O。所述阈值4 优选为0. 3 0. 75。 人脸区域内是否存在类似眼睛区域是指根据类似眼睛的区域来投票，若存在类似 眼睛区域，则投以一正票；反之，则投以一负票，将投票叠加之和最高的区域确定为类似眼 睛区域。 图3为本发明的人脸检测方法的类似眼睛区域确定的流程示意图。如图3所示， 确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域的具体步骤为 水平灰度腐蚀处理，即对输入的图像进行常规的水平灰度腐蚀处理，并输出经水 平灰度腐蚀处理过的腐蚀图像。水平灰度腐蚀处理是指水平方向上的常规的腐蚀处理；水 平腐蚀处理的模板优选为7X1模板； 垂直闭处理，对输入的腐蚀图像先进行常规的垂直膨胀处理，然后进行常规的垂 直腐蚀处理，并输出结果图像；垂直膨胀处理的模板优选为1X11模板；垂直腐蚀处理的模 板优选为1X11模板； 差分处理，对腐蚀图像与结果图像各像素值进行相减取绝对值，并输出结果差分 图像； 计算分割阈值，计算差分图像的均值和方差，并将该均值和方差作为图像的分割 阈值；其中，差分图像的均值通过计算差分图像每个像素值的平均值实现，差分图像的方差
通过计算差分图像每个像素值的方差实现； 图像二值化，即根据上述所获取的分割阈值(即差分图像的均值和方差)对原始 输入图像进行常规的二维阈值分割，以获取二值图像。 去噪处理，对所述二值图像进行去噪处理，然后输出结果图像；去噪处理是根据所 计算二值图像中连通区域的总像素个数进行去噪，若该总像素小于设定的阈值3，则认为是 小的虚假区域并滤除该连通区域，否则保留该连通区域，然后输出结果图像。
所述去噪处理中的结果图像即为人脸检测的图像。 图4为本发明人脸检测系统实施例的结构示意图。如图4所示，本发明人脸检测 系统5包括预处理图像模块51、处理图像模块52、选定候选人脸区域模块53和验证候选人 脸区域模块54。其中，预处理图像模块51，用于彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率；处 理图像模块52，用于获取连通区域和获取积分图像，所述获取连通区域是通过对当前帧图 像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；所述获 取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；选定候选人脸区 域模块53，用于根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区域；验证候选人脸区域 模块54，用于通过判决条件滤除虚假的人脸区域，并输出人脸区域。 图5为本发明人脸检测系统中预处理图像模块的结构示意图。如图5所示，所述预处理图像模块51包括彩色图像灰度化处理模块511和降低图像分辨率模块512。其中， 彩色图像灰度化处理模块511，用于将获取的彩色图像进行灰度化处理；以及，降低图像分 辨率模块512，用于仅在获取的图像尺寸大于阈值1时使用。所述阈值1为100X100 200X 200个像素位，优选为176X 144个像素位。 图6为本发明人脸检测系统中处理图像模块的结构示意图。如图6所示，所述处 理图像模块52包括获取连通区域模块521和获取积分图像模块522。其中，获取连通区域 模块521，用于通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区 域分析，获取连通区域；以及，获取积分图像模块522，用于通过对相邻两帧图像进行图像 差分的处理，获得积分图像。 图7为本发明人脸检测系统中选定候选人脸区域模块的结构示意图。如图7所示， 所述选定候选人脸区域模块53包括滤除虚假连通区域模块531和选出人脸区域模块532。 其中，滤除虚假连通区域模块531，用于滤除连通区域分析所获取的连通区域中的小的虚假 区域；以及，选出人脸区域模块532，用于所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩 余的连通区域中选出人脸区域。 图8为本发明人脸检测系统中验证候选人脸区域模块的结构示意图。如图8所 示，所述验证候选人脸区域模块54包括判决条件模块541和确定候选人脸区域模块542。 其中，判决条件模块541，用于确定人脸区域的长宽比为阈值2、确定人脸区域内属于人脸 的前景点与整个人脸区域内点的比例为阈值4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域； 以及，确定候选人脸区域模块542，用于根据判决条件模块进行投票，符合判决条件即投赞 成票，不符合判决条件即投反对票，并对投票进行叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区 域作为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除一些虚假的人脸区域。 人脸检测系统通过对视频图像进行处理以检测出人脸图像区域，能快速准确的检 测出驾驶员等的人脸区域，为对驾驶员等人员的实时疲劳检测打下可靠的基础，保障了驾 驶员的安全。 本发明的最大优点是可用于驾驶员疲劳检测，实现了驾驶员的人脸检测，且检测 简单、快速。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，应当 理解，本发明并不限于这里所描述的实现方案，这些实现方案描述的目的在于帮助本领域
中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围 的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限 制，其意图涵盖所有包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等 同方案。
1权利要求
一种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方法，其特征在于，所述人脸检测方法包括如下步骤(1)预处理图像，彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率；(2)处理图像，包括获取连通区域和获取积分图像；所述获取连通区域是通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；(3)选定候选人脸区域，根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区域；和(4)验证候选人脸区域，通过判决条件滤除虚假的人脸区域，并输出人脸区域。
2. 根据权利要求1所述的人脸检测方法，其特征在于，所述降低图像分辨率仅在获取 的图像尺寸大于阈值l时使用。
3. 根据权利要求1所述的人脸检测方法，其特征在于，所述人脸区域分裂是指对获取 的二值图像和边缘图像中的每个像素的灰度值进行常规的异或处理，然后对其结果进行常 规的开运算，以得到分离的类似人脸区域，并滤除噪声；其中，异或处理是指每两个相同灰 度值的像素的灰度值取O，相异的像素的灰度值取1 ;滤除噪声是根据所计算类似人脸区域 的长度与宽度的比值进行滤除，若该比值处于阈值2范围内，则保留，否则认为该类似人脸 区域为噪声区域，将该类似人脸区域滤除。
4. 根据权利要求1所述的人脸检测方法，其特征在于，所述获取积分图像是通过对相 邻两帧人脸图像的进行差分处理，得到这两帧人脸图像的差分图像，再根据式(I)计算差分图像就获得人验图像的积分图像"0，力^ ,;《A力 (1)其中，设差分图像为i(x' ，y')，对于图像内一点A(x，y)，积分图像为ii(x，y)。
5. 根据权利要求1所述的人脸检测方法，其特征在于，所述选定候选人脸区域是指滤 除连通区域分析所获取的连通区域中的小的虚假区域后，再根据所述获取积分图像步骤中 所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区域；其中，滤除连通区域中的小的虚假区域是根据所计算连通区域的总像素进行滤除，若 该总像素小于设定的阈值3时，则认为是小的虚假区域并滤除该连通区域，否则保留该连 通区域；根据所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区域中选出人脸区域 的方法是第一步计算剩余的连通区域的积分图像，并对当前帧的积分图像与前一帧积分图像 的像素灰度值进行相减，得到差值图像，统计该差值图像中像素不为0的个数，该个数为对 应该剩余的连通区域的运动能量，第二步根据各剩余的连通区域的运动能量，从中选出5个运动能量最大的剩余连通区域，作为人脸区域；所述剩余的连通区域是指经过所述滤除连通区域中的小的虚假区域处理后留下的连 通区域。
6. 根据权利要求1所述的人脸检测方法，其特征在于，所述验证候选人脸区域是指根 据判决条件进行投票，符合判决条件即投赞成票，不符合判决条件即投反对票，并对投票进 行叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区域作为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除虚假的人脸区域；其中，所述判决条件包括人脸区域的长宽比为阈值2、人脸区域内属于 人脸的前景点与整个人脸区域内点的比例为阈值4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛 区域。
7. 根据权利要求6所述的人脸检测方法，其特征在于，确定人脸区域内是否存在类似 眼睛区域包括如下步骤水平灰度腐蚀处理，对输入的图像进行常规的水平灰度腐蚀处理，并输出经水平灰度 腐蚀处理过的腐蚀图像；垂直闭处理，对输入的腐蚀图像先进行常规的垂直膨胀处理，然后进行常规的垂直腐 蚀处理，并输出结果图像；差分处理，对腐蚀图像与结果图像各像素值进行相减取绝对值，并输出结果差分图像；计算分割阈值，计算差分图像的均值和方差，并将该均值和方差作为图像的分割阈值； 其中，差分图像的均值通过计算差分图像每个像素值的平均值实现，差分图像的方差通过 计算差分图像每个像素值的方差实现；图像二值化，根据所述所获取的分割阈值对原始输入图像进行常规的二维阈值分割， 以获取二值图像；去噪处理，对所述二值图像进行去噪处理，然后输出结果图像；去噪处理是根据所计算 二值图像中连通区域的总像素个数进行去噪，若该总像素小于设定的阈值3，则认为是小的 虚假区域并滤除该连通区域，否则保留该连通区域，然后输出结果图像；所述去噪处理中的结果图像为人脸检测的图像。
8. —种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测系统，其特征在于，所述人脸检测系统包括 预处理图像模块，用于彩色图像灰度化处理和降低图像分辨率；处理图像模块，用于获取连通区域和获取积分图像；所述获取连通区域是通过对当前 帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；所 述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；选定候选人脸区域模块，用于根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区域； 验证候选人脸区域模块，用于通过判决条件滤除所需的虚假的人脸区域，并输出人脸 区域。
9. 根据权利要求8所述的人脸检测系统，其特征在于，所述预处理图像模块包括 彩色图像灰度化处理模块，用于将获取的彩色图像进行灰度化处理； 降低图像分辨率模块，用于仅在获取的图像尺寸大于阈值1时使用。
10. 根据权利要求8所述的人脸检测系统，其特征在于，所述处理图像模块包括 获取连通区域模块，用于通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；获取积分图像模块，用于通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像。
11. 根据权利要求8所述的人脸检测系统，其特征在于，所述选定候选人脸区域模块包括滤除虚假连通区域模块，用于滤除连通区域分析所获取的连通区域中的小的虚假区域；选出人脸区域模块，用于所述获取积分图像步骤中所得到的积分图像从剩余的连通区 域中选出人脸区域。
12.根据权利要求8所述的人脸检测系统，其特征在于，所述验证候选人脸区域模块包括判决条件模块，用于确定人脸区域的长宽比为阈值2、确定人脸区域内属于人脸的前景点与整个人脸区域内点的比例为阈值4、和确定人脸区域内是否存在类似眼睛区域；确定候选人脸区域模块，用于根据判决条件模块进行投票，符合判决条件即投赞成票， 不符合判决条件即投反对票，并对投票进行叠加，将投票叠加之和最高的候选人脸区域作 为人脸区域，然后输出人脸区域，从而滤除虚假的人脸区域。
全文摘要
本发明公开了一种用于驾驶员疲劳检测的人脸检测方法及系统，该方法包括预处理图像，处理彩色图像灰度化和降低图像分辨率；处理图像，包括获取连通区域和积分图像；所述获取连通区域是通过对当前帧图像进行图像二值化、边缘图像提取、人脸区域分裂和连通区域分析，获取连通区域；所述获取积分图像是通过对相邻两帧图像进行图像差分的处理，获得积分图像；选定候选人脸区域，根据获取的连通区域及积分图像，选定候选人脸区域；验证候选人脸区域，通过判决条件滤除所需的虚假的人脸区域，并输出人脸区域。本发明可用于驾驶员疲劳检测，实现了驾驶员的人脸检测，且检测简单、快速。
文档编号G06T7/60GK101739549SQ200910077430
公开日2010年6月16日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者杨学超, 王 华, 菅云峰, 袁雪庚, 魏昱宁 申请人:北京智安邦科技有限公司