[发明专利]一种驾驶员行车中手持电话违规行为检测方法

摘要

本发明涉及一种驾驶员行车中手持电话违规行为检测方法，属于机器视觉技术领域。首先采集汽车驾驶员的头部图像，利用人脸检测算法从驾驶员头部图像中检测人脸，根据检测到的人脸定位出矩形人脸区域；由矩形人脸区域定位出矩形左、右耳部区域，分别从矩形左、右耳部区域中提取特征指标；将特征指标输入模式识别算法中，对头部图像中是否有手持电话进行识别，并将识别结果存储在手持电话结果队列中；然后对手持电话结果队列进行逻辑判别，并根据逻辑判别结果对驾驶员进行预警。本发明方法实时性好，识别精度高，能够对驾驶人左手和右手拨打接听电话行为进行检测和预警，有效减少因行车中拨打接听电话而造成的交通事故，从而提高驾驶安全性。

主权项

一种驾驶员行车中手持电话违规行为的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采集汽车驾驶员的头部图像，设定一个人脸区域队列，利用人脸检测算法从采集的每帧头部图像中检测人脸，对检测结果进行判断，若检测到人脸，则根据检测到的人脸定位出矩形人脸区域，用定位出的矩形人脸区域更新人脸区域队列，用定位出的矩形人脸区域作为矩形特征人脸区域；若检测不到人脸，则对人脸区域队列进行判断，若人脸区域队列空，则继续检测人脸，若人脸区域队列不空，则以人脸区域队列中的矩形人脸区域平均值作为矩形特征人脸区域；(2)以上述矩形特征人脸区域的左上角为原点，根据矩形特征人脸区域的长和宽的比例移动原点，定位出矩形左侧耳部区域的左上顶点，并根据矩形特征人脸区域的长和宽定位出矩形左侧耳部区域的大小；根据矩形左侧耳部区域的左上顶点和大小，定位出矩形左侧耳部区域；将矩形左侧耳部区域按矩形特征人脸区域纵轴镜像，定位出矩形右侧耳部区域，对定位出的矩形耳部区域进行图像归一化处理，得到大小一致的矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像；(3)分别将图像归一化处理后的矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像变换为灰度图像，并对变换后的灰度图像进行梯度处理，得到灰度图像各个像素的梯度分量，再通过极坐标化，得到灰度图像各个像素的梯度方向值，采用直方图投影的方式，将梯度方向均分为n份，得到n个角度区间，分别将矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像的梯度方向值投影到n个角度区间中去，分别得到与矩形左侧耳部区域图像和矩形右侧耳部区域图像相应的n个角度区间的频数，分别以n个角度区间的频数作为检测手持电话的左侧耳部区域特征向量和右侧耳部区域特征向量；(4)根据上述左侧耳部区域特征向量和右侧耳部区域特征向量，利用模式识别算法，分别对左手手持电话和右手手持电话进行识别，得到当前帧头部图像的的识别结果，设定一个左侧手持电话识别结果队列和一个右侧手持电话识别结果队列，用当前帧头部图像的识别结果更新相应左侧手持电话识别结果队列或右侧手持电话识别结果队列，并对更新后的队列进行逻辑判别，根据判别结果发出预警信号，逻辑判别过程如下：(4‑1)对手持电话识别结果队列中从当前时刻开始的前t1秒内的数据进行判断，若在t1秒内大于a％的头部图像的识别结果为手持电话状态，则发出手持电话预警信号，若 在t1秒内小于a％的头部图像的识别结果为手持电话状态，则重新开始判断，其中t1为设定的第一时间阈值，取值范围为3～5，a为设定的第一概率阈值，取值范围为65～85；(4‑2)对手持电话识别结果队列中从当前时刻开始的前t2秒内的数据进行判断，若在t2秒内大于b％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则保持手持电话预警信号，若在t2秒内小于b％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则进行步骤(4‑3)，其中t2为设定的第二时间阈值，取值范围为0.5～3，b为设定的第二概率阈值，取值范围为60～80；(4‑3)对手持电话识别结果队列中从当前时刻开始的前t3秒内的数据进行判断，若在t3秒内大于c％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则返回步骤(4‑2)，若在t3秒内小于c％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则进行步骤(4‑4)，其中t3为设定的第三时间阈值，取值范围为0.5～3，c为设定的第三概率阈值，取值范围为55～75；(4‑4)对手持电话识别结果队列中从当前时刻开始的前t4秒内的数据进行判断，若在t4秒内大于d％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则返回步骤(4‑2)，若在t4秒内小于d％的头部图像的识别结果是手持电话状态，则中断手持电话预警信号；其中t4为设定的第四时间阈值，取值范围为1～4，d为设定的第四概率阈值，取值范围为55～75。