一种驾驶员接打电话行为检测方法及系统与流程

本发明涉及计算机图像处理领域，尤其是涉及一种驾驶员接打电话行为检测方法及系统。

背景技术：

驾驶员在驾驶过程中接打电话是一种违反交通规则的行为。接打电话不仅会使驾驶员单手甚至双手脱离方向盘，还会分散驾驶员的注意力，影响驾驶员对行驶环境的判断，降低了反应速度，易引发交通事故。

在现有的专利和文献中，对驾驶员接打电话行为的检测方法主要有两大类：基于传感器检测方法和基于计算机视觉检测方法。其中基于计算机视觉的检测方法有基于svm的驾驶员接打电话监控方法，基于肤色范围的驾驶员接打电话行为检测方法，基于kinect的驾驶员接打电话监控方法，基于累积差分图像的驾驶员接打电话行为监控方法等。

现有的检测方法计算较为复杂，计算量大，速度较慢，并且鲜有涉及到夜间或光照强度很低时的检测方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种驾驶员接打电话行为检测方法及系统，解决现有技术中的上述技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种驾驶员接打电话行为检测方法，包括：

s1、利用带有红外补光功能的摄像头实时采集驾驶员图像，然后对当前帧驾驶员图像进行二值化，在对当前帧驾驶员图像进行二值化的同时，对当前帧驾驶员图像进行人脸检测获取人脸范围，并通过预设的映射关系根据人脸范围计算出当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域；

s2、根据二值化后的当前帧驾驶员图像和当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域确定二值化后的当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域为第一区域，统计第一区域内特定像素点的比例为第一比例，获取连续的驾驶员图像的第一比例均处于预设范围的连续帧数；

s3、判断s2获取的连续帧数是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则认为驾驶员有接打电话的行为，发出警告提醒驾驶员。

本发明还提供一种驾驶员接打电话行为检测系统，包括：

二值化和人脸检测模块：利用带有红外补光功能的摄像头实时采集驾驶员图像，然后对当前帧驾驶员图像进行二值化，在对当前帧驾驶员图像进行二值化的同时，对当前帧驾驶员图像进行人脸检测获取人脸范围，并通过预设的映射关系根据人脸范围计算出当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域；

多帧统计模块：根据二值化后的当前帧驾驶员图像和当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域确定二值化后的当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域为第一区域，统计第一区域内特定像素点的比例为第一比例，获取连续的驾驶员图像的第一比例均处于预设范围的连续帧数；

判断模块：判断多帧统计模块中获取的连续帧数是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则认为驾驶员有接打电话的行为，发出警告提醒驾驶员。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：在自然光场景下，采用肤色模型进行驾驶员图像二值化，可以适应光线变化，提高了肤色二值化的准确性；在红外补光场景下通过设置y通道亮度阈值的方法对驾驶员图像进行二值化，利用红外补光的特点，避免了背景的干扰；检测驾驶员接打电话的步骤简单，计算量小，速度快，检测准确率高。

附图说明

图1是本发明提供的一种驾驶员接打电话行为检测方法流程图；

图2是本发明提供的一种驾驶员接打电话行为检测系统结构框图；

图3是驾驶员图像的人脸范围和接打电话检测区域示意图。

附图中：1、驾驶员接打电话行为检测系统，11、二值化和人脸检测模块，12、多帧统计模块，13、判断模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种驾驶员接打电话行为检测方法，包括：

s1、利用带有红外补光功能的摄像头实时采集驾驶员图像，然后对当前帧驾驶员图像进行二值化，在对当前帧驾驶员图像进行二值化的同时，对当前帧驾驶员图像进行人脸检测获取人脸范围，并通过预设的映射关系根据人脸范围计算出当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域；

s2、根据二值化后的当前帧驾驶员图像和当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域确定二值化后的当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域为第一区域，统计第一区域内特定像素点的比例为第一比例，获取连续的驾驶员图像的第一比例均处于预设范围的连续帧数；

s3、判断s2获取的连续帧数是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则认为驾驶员有接打电话的行为，发出警告提醒驾驶员。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测方法，步骤s1中：

当驾驶室光照强度低于预设光照强度时，启动摄像头的红外补光功能，当驾驶室光照强度高于预设光照强度时，不启动摄像头的红外补光功能，摄像头具有红外补光功能且可以感测红外图像和自然光场景下的图像，在未启动摄像头的红外补光功能时，采集驾驶员的自然光场景下的图像，在启动摄像头的红外补光功能时，采集驾驶员红外补光场景下的图像。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测方法，步骤s1中：

如图3所示，对驾驶员图像进行人脸检测获取的人脸范围是包含人脸的一矩形框，将该矩形框命名为第一矩形框；通过预设的映射关系根据人脸范围计算出当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域，具体为：接打电话检测区域为与第一矩形框相邻的两个对称的矩形框，将接打电话检测区域的两个矩形框命名为第二矩形框，两个第二矩形框分别在第一矩形框的两侧，两个第二矩形框的底边与第一矩形框在一条直线上，两个第二矩形框的一侧边在第一矩形框的侧边上，第二矩形框的宽为第一矩形框宽度的n％，第二矩形框的高为第一矩形框高度的m％，n％、m％可以根据实际情况做调整，经过多次试验，n％为1/2,m％为2/3时，可使接打电话检测准确度较高。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测方法，步骤s1中对当前帧驾驶员图像进行二值化操作的步骤为：

利用带有红外补光功能的摄像头实时采集rgb形式的驾驶员图像，首先将rgb形式的驾驶员图像转换为ycrcb形式，判断采集当前帧驾驶员图像时摄像头是否开启红外补光功能，如果没有开启红外补光功能，则采用肤色模型对当前帧驾驶员图像进行二值化，如果开启了红外补光功能，则通过设置y通道亮度阈值的方法对当前帧驾驶员图像进行二值化；

采用肤色模型对当前帧驾驶员图像进行二值化的方法为：

对于ycrcb形式的驾驶员图像，采用肤色经验阈值，其中若某像素点满足133≤cr≤173，77≤cb≤127，那么该点被认为是肤色点，否则就为非肤色点，将所有肤色点的灰度值设置为255，所有非肤色点的灰度值设置为0，从而实现驾驶员图像的二值化；

通过设置y通道亮度阈值对当前帧驾驶员图像进行二值化的方法为：

对于ycrcb形式的驾驶员图像，取某个像素点的y通道值(即亮度值)，如果该像素点的亮度值大于t阈值，则认为该点为前景点，否则就为背景点，将所有前景点的灰度值设置为255，所有背景点的灰度值设置为0，从而实现驾驶员图像的二值化。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测方法，步骤s3中：

判断s2获取的连续帧数小于或等于第一阈值，则不发出警告。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测方法，步骤s2中：

第一比例为第一区域内灰度值为255的像素点的比例，即在采用肤色模型对当前帧驾驶员图像进行二值化时，统计第一区域内的肤色像素点的比例为第一比例，在驾驶员接打电话时，第一区域内会出现手部，此时，手部为肤色像素点，其余部分像素点为非肤色像素点；在采用y通道亮度阈值对当前帧驾驶员图像进行二值化时，统计第一区域内的前景点像素点比例为第一比例，在驾驶员接打电话时，第一区域内会出现手部和手机，此时，手部和手机均为前景点；

当一帧驾驶员图像的第一区域像素点的第一比例处于预设范围时，认为这一帧驾驶员图像中出现了类似接打电话的动作，优选的，预设范围为15％-90％；

当连续多帧驾驶员图像出现类似接打电话的动作并且连续帧数达到第一阈值，则认为驾驶员确实是在接打电话，发出警告提醒驾驶员，优选的，第一阈值为100帧。

本发明还提供一种驾驶员接打电话行为检测系统1，包括：

二值化和人脸检测模块11：利用带有红外补光功能的摄像头实时采集驾驶员图像，然后对当前帧驾驶员图像进行二值化，在对当前帧驾驶员图像进行二值化的同时，对当前帧驾驶员图像进行人脸检测获取人脸范围，并通过预设的映射关系根据人脸范围计算出当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域；

多帧统计模块12：根据二值化后的当前帧驾驶员图像和当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域确定二值化后的当前帧驾驶员图像的接打电话检测区域为第一区域，统计第一区域内特定像素点的比例为第一比例，获取连续的驾驶员图像的第一比例均处于预设范围的连续帧数；

判断模块13：判断多帧统计模块中获取的连续帧数是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则认为驾驶员有接打电话的行为，发出警告提醒驾驶员。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测系统1，二值化和人脸检测模块11中：

当驾驶室光照强度低于预设光照强度时，启动摄像头的红外补光功能，当驾驶室光照强度高于预设光照强度时，不启动摄像头的红外补光功能。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测系统1，二值化和人脸检测模块11中：

利用带有红外补光功能的摄像头实时采集rgb形式的驾驶员图像，首先将rgb形式的驾驶员图像转换为ycrcb形式，判断采集当前帧驾驶员图像时摄像头是否开启红外补光功能，如果没有开启红外补光功能，则采用肤色模型对当前帧驾驶员图像进行二值化，使得肤色像素点的灰度值为255，非肤色像素点的灰度值为0；如果开启了红外补光功能，则通过设置y通道亮度阈值的方法对当前帧驾驶员图像进行二值化：设置y通道值大于t阈值的像素点为前景点，设置y通道值小于或等于t阈值的像素点为背景点，将所有前景点的灰度值设置为255，所有背景点的灰度值设置为0。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测系统1，判断模块13中：

判断多帧统计模块12中获取的连续帧数小于或等于第一阈值，则不发出警告。

本发明所述的驾驶员接打电话行为检测系统1，多帧统计模块12中：

第一比例为第一区域内灰度值为255的像素点的比例。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：在自然光场景下，采用肤色模型进行驾驶员图像二值化，可以适应光线变化，提高了肤色二值化的准确性；在红外补光场景下通过设置y通道亮度阈值的方法对驾驶员图像进行二值化，利用红外补光的特点，避免了背景的干扰；检测驾驶员接打电话的步骤简单，计算量小，速度快，检测准确率高。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。