【摘要】：基于計算機視覺的疲勞檢測具有低侵入性、低成本的優(yōu)點,然而光照變化、面部表情、復雜背景等仍然對檢測率造成很大的影響。以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡為代表的深度學習以其較強的特征提取能力和魯棒性在模式識別領域取得了成功的應用。本文提出了一種基于級聯(lián)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)結構的疲勞檢測算法。首先訓練第1級網(wǎng)絡實現(xiàn)人眼與非人眼的分類,使網(wǎng)絡充分學習人眼特征,當輸入目標圖像時,人眼區(qū)域能快速從第一級網(wǎng)絡特征圖中分離出來;然后將人眼圖像傳送給第2級網(wǎng)絡檢測眼部特征點位置,計算眼睛張開度并以此判斷測試者眼睛狀態(tài),構造疲勞檢測模型;最后根據(jù)連續(xù)多幀的眼睛狀態(tài)序列,判斷測試者是否處于疲勞狀態(tài)。在檢測誤差為5%時,眼部4個特征點的平均檢測正確率為93.10%,單點檢測正確率最高可達97.14%。測試結果表明,在本文提出方法下眼睛的清醒和疲勞狀態(tài)有明顯的不同,證明本文提出的方法有效可行,具有較好的應用前景。
[Abstract]:Fatigue detection based on computer vision has the advantages of low invasion and low cost. However, illumination changes, facial expressions and complex background still have a great impact on the detection rate. The deep learning represented by convolution neural network has been successfully applied in pattern recognition with its strong feature extraction ability and robustness. This paper presents a fatigue detection algorithm based on cascaded convolution neural network (CNN) structure. First, the first level network is trained to realize the classification of human eye and non-human eye, so that the network can fully learn the human eye feature. When the target image is inputted, the human eye region can be quickly separated from the first level network feature map. Then the human eye image is transmitted to the second level network to detect the position of eye feature points, and the eye opening degree is calculated to judge the state of the testers' eyes, and a fatigue detection model is constructed. Finally, according to the sequence of eye states, the testers are judged whether they are tired or not. When the detection error is 5, the average detection accuracy of the four characteristic points of the eye is 93.1010 and the highest accuracy of single point detection is 97.14. The test results show that there are obvious differences between the awake and fatigue states of the eyes under the proposed method, which proves that the proposed method is effective and feasible, and has a good prospect of application.
【作者單位】： 南開大學現(xiàn)代光學研究所;公安海警學院電子技術系;
【基金】：國家自然科學基金(61401105) 教育部重點(DIA150308) 浙江省教育教學改革(JG2015207)資助項目
【分類號】：TP183;TP391.41

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本文編號：2322387