[发明专利]驾驶员注视检测系统

权利要求书

1.一种用于基于车辆驾驶员的估计的注视方向来检测眼睛偏离道路状况的方法，包括：

在由车载摄像装置捕获的图像输入数据内监测所述驾驶员的面部特征点；

基于监测的所述面部特征点来检测所述驾驶员的眼球的多个眼睛特征中的每个眼睛特征的位置，包括：

检测虹膜的位置；

检测表示了最接近鼻梁的内眼角的第一眼角的位置；

检测表示了外眼角的第二眼角的位置；

为所述多个眼睛特征中的每个对应的眼睛特征训练分类器，包括：

围绕从数据库获得的与所述对应的眼睛特征相应的参考眼睛特征来指定图像块；以及

识别指定的所述图像块中围绕所述参考眼睛特征居中的一个或多个图像块；

基于监测的所述面部特征点来估计所述驾驶员的头部姿势；以及

基于所述多个眼睛特征中每个眼睛特征的检测的位置信息和估计的所述头部姿势来估计所述驾驶员的注视方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据以下步骤来提取监测的所述面部特征点，包括：

对于第一图像帧，检测所述驾驶员的面部并且从检测的所述面部提取所述面部特征点；

对于在所述第一图像帧之后的每个相继的图像帧：

识别包含了从一个或多个先前的图像输入帧提取的所述面部特征点的候选区域；以及

仅在所述候选区域内识别所述面部特征点。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对于第一图像帧内的每个对应的眼睛特征：

基于亮度大小和检测的边缘强度利用两个统计先验来选择表示了所述对应的眼睛特征的候选像素；

基于所述两个统计先验的加权和来计算每个候选像素的置信分数；

选择各自均具有大于置信分数阈值的相应的置信分数的顶尖候选像素；

将所述顶尖候选像素中的每个顶尖候选像素与训练好的分类器进行比较，以产生与所述顶尖候选像素中每个顶尖候选像素相应的分类器响应；以及

基于所产生的所述顶尖候选像素的分类器响应在所述第一图像帧内检测所述对应的眼睛特征的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

对于在所述第一图像帧之后的每个相继的图像帧内的每个对应的眼睛特征：

识别在紧接在前的图像帧中检测的所述对应的眼睛特征周围的补充面部特征点；

从所述紧接在前的图像帧到对应的图像帧，跟踪所述补充面部特征点中每个补充面部特征点的位置变化；

基于跟踪的所述补充面部特征点的位置变化来估计所述对应的图像帧中的所述对应的眼睛特征的初始位置；

在围绕所述对应的眼睛特征的估计的初始位置的区域内，为多个像素中的每个像素计算置信分数；

在围绕所述估计的初始位置的区域内选择顶尖候选像素，其中，每个顶尖候选像素具有大于所述置信分数阈值的相应的置信分数；

将所述顶尖候选像素与所述训练好的分类器进行比较，以产生所述顶尖候选像素中每个顶尖候选像素的分类器响应；以及

基于具有最高分类器响应的顶尖候选像素，在所述对应的图像帧内检测所述对应的眼睛特征的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在围绕所述对应的眼睛特征的估计的初始位置的区域内的多个像素仅包括具有超过弱边缘阈值的检测的边缘响应的像素。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于监测的所述面部特征点来估计所述驾驶员的头部姿势包括：

在输出空间中，在偏摆角度的范围内产生多个均匀隔开的偏摆角度；

在输入空间中：

产生分别与所述均匀隔开的偏摆角度中相应的偏摆角度相关联并且通过相应的均值和基参数化的多个子空间；

在最靠近监测的所述面部特征点的多个子空间当中识别两个候选子空间；以及

在具有与监测的所述面部特征点相关联的最低重构误差的两个候选子空间当中选择邻近子空间；以及

基于所述输出空间中的与所述输入空间中的选择的邻近子空间相关联的均匀隔开的偏摆角度来估计所述驾驶员的头部姿势。