基于肤色范围的驾驶员手持电话行为检测方法

摘要

本发明涉及一种基于肤色范围的驾驶员手持电话行为检测方法，包括：首先采集驾驶员正常驾驶时的面部图像，利用人脸检测算法进行人脸检测，根据检测到的人脸定位出矩形人脸区域，从而定位出矩形左、右耳部区域，通过动态肤色范围进行第一次肤色分割得到第一二值化图像，对其中像素值为255的中心点的5*5区域通过静态肤色范围进行第二次肤色分割，得到第二二值化图像，以判别汽车驾驶时是否使用手持电话，并判断是左手手持电话状态还是右手手持电话状态，根据判断结果发出预警。本发明实时性好，识别精度高，能够对驾驶人左手和右手拨打接听电话的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，从而提高驾驶的安全性。

主权项

一种基于肤色范围的驾驶员手持电话行为检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集汽车驾驶员正常驾驶时的面部彩色图像，设定人脸区域堆栈，首先通过转换公式，将彩色图像转变成灰度图像，利用人脸检测算法对采集到的每帧图像进行人脸检测，若检测到人脸，则根据检测到的人脸定位出矩形人脸区域，将图像中矩形人脸区域的中心点、宽度以及高度存入人脸区域堆栈，并求出中心点、宽度、高度参数的的平均值，用所述平均值更新人脸区域堆栈，若检测不到人脸，则根据人脸区域堆栈进行判断，若人脸区域堆栈为空，则继续检测人脸，若人脸区域堆栈不为空，则以人脸区域堆栈中的矩形人脸区域平均值作为矩形人脸区域；(2)若步骤(1)检测到矩形人脸区域，则设定肤色范围堆栈，将RGB颜色空间的矩形人脸区域图像转换至YCrCb颜色空间，并分解为3个通道，即Y、Cr和Cb通道，对Cr和Cb通道图像中的每个像素的亮度进行直方图统计，并分别求出直方图亮度的均值及方差，通过肤色范围堆栈以及Cb和Cr的差值对每帧图像进行肤色建模，肤色范围堆栈定义为其中u_i为亮度均值，i值取1或者2分别代表Cr或者Cb通道，ω_ij为权值，j值取1或者2分别代表权值的上下限，δ_i为方差，即：用此Cr和Cb肤色范围堆栈以及Cb和Cr的差值参数更新肤色范围堆栈，若在步骤(1)中检测不到人脸，则用肤色范围堆栈中的参数估计Cr和Cb的范围；(3)以步骤(1)中的矩形人脸区域的左上角为原点，根据矩形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；(4)根据步骤(2)中的Cr和Cb肤色范围堆栈以及Cr和Cb的差值对肤色范围堆栈进行动态建模，通过动态肤色范围，对步骤(3)中的矩形左、右侧耳部区域中的像素进行第一次肤色分割，并转变成第一二值化图像，动态肤色范围定为：[Cb‑Cr]≥15，若所述像素满足所述动态肤色范围，则将所述像素判别为肤色，并将所述像素的亮度设为255，否则为0，在第一二值化图像中，白色代表肤色，黑色代表非肤色，对所述第一二值化图像通过开运算消除噪声，通过闭运算填补漏洞；(5)对步骤(4)第一次肤色分割的矩形左、右耳部区域的第一二值化图像，扫描每个像素，若像素值为255，设置所述像素为中心点的5*5区域，通过静态肤色范围，对矩形左、右耳部区域中的每个像素进行第二次肤色分割，静态肤色范围为Cr＝[77,127]、Cb＝[133,173]，若在所述5*5区域内的像素的Cr和Cb的值在静态肤色范围内，则所述像素判别为肤色，并将所述像素的亮度设为255，对完成第二次肤色分割的第二二值化图像，通过开运算消除噪声，通过闭运算填补漏洞；(6)根据步骤(5)第二次肤色分割处理完成的第二二值化图像，判别汽车驾驶员驾驶时是否使用手持电话，若预设时间t₁内，矩形左侧耳部区域的亮度等于255的像素的数量均大于第一预设阈值，则判断汽车驾驶员为左手手持电话状态，若预设时间t₁内，矩形右侧耳部区域的亮度等于255的像素的数量均大于第二预设阈值，则判断汽车驾驶员为右手手持电话状态，根据判断结果发出预警信号。