摘 要: 因為疲勞駕駛而導致事故發生的事件層出不窮，一款好的疲勞檢測系統能夠有效的避免事故的發生，以特征點檢測以及面部特征( 長時間閉眼、打哈欠) 為核心設計疲勞檢測系統，能夠在一定程度上減少事故的發生。

　　關鍵詞: 臉部特征; 人臉檢測; 疲勞檢測; EAR; MAR

　　高速駕車時，駕駛人精神緊張，長時間緊張就容易產生疲勞感，疲勞后繼續駕駛車輛，會感到疲倦瞌睡、四肢無力、注意力不集中、判斷力下降等，此時危險系數會急劇增大，導致意外的發生。疲勞檢測系統通過計算判斷長時間閉眼、打哈欠等臉部特征來判斷疲勞的程度，從而提醒駕駛人進行休息、停車等。

　　一、系統整體設計

　　( 一) 特征點確定

　　通過攝像頭捕捉到一幀圖像后，進行膚色檢測得到膚色部分，對膚色部分進行最大連通區算以及膨脹，腐蝕等形態學算法消除較小膚色區域，最后通過人臉的幾何特征確定出人臉的準備位置，完成人臉檢測。根據得到人臉的具體位置信息，從原圖中選取出人臉部分，對人臉進行特征點檢測，選取其中的 68 個特征點進行使用，計算結果如下圖:

　　其中 P37 -P43 為眼部特征點，P49 -P69 為嘴部特征點。

　　(二) EAR、MAR 計算 EAR、MAAR 即眼部縱橫比(Eye Aspect Ratio，EAR)、嘴部縱橫比(Mouth Aspect Ratio，MAR)。

　　( 三) 疲勞情況判斷就 EAR 而言，通過計算得出 EARr 和 EARl 后，將 EARr 和EARl 分別與預先設定好的閾值進行比較，判斷左右眼是否閉眼，當雙眼同時滿足閉眼條件時，開啟定時器，結束條件為下一次某只眼睛睜眼或同時睜眼，測得閉眼時長，與預先設定好的時間閾值進行比較后判斷是否存在長時間閉眼。同理可以得到打哈欠狀態。

　　哈欠疲勞圖類似，根據具體場景存在不同的變化。

　　二、閾值確定

　　整個系統中，需要兩組閾值的確定，分別是用來確定長時間閉眼的一組閾值以及判斷打哈欠的閾值。兩組閾值的確定具有統一性，所以就拿其中確定打哈欠的閾值來說。

　　首先來確定張嘴的閾值(TH_O_MAR)。雖然嘴部的大小，形狀具有不確定行，但是經過 MAR 計算得到比例之后就具有確定性，可以很好的反應張嘴和閉嘴的情況。對嘴部進行實時監測，計算嘴部的 MAR 計算結果，繪制檢測圖。

　　選取波動區域上方區域即可設定為閾值，選取 0.15 較為合適。

　　打哈欠還需要確定時間閾值，時間閾值的確定類似 TH_O_ MAR 的確定，經過多次測試，得到閾值大致為:1.2s。其他閾值的確定類似。

　　期刊推薦：《計算機測量與控制》(月刊)創刊于1993年，由中國計算機自動測量與控制技術協會主辦。報道內容：1計算機技術、自動測試技術和自動控制技術的研究成果及發展方向的綜述與評論;2先進的總線技術、故障診斷技術、系統集成技術以及控制理論在工業領域和軍事中的應用;3邊緣掃描測試技術、遙測遙控技術和自動測試系統的設計與開發;4動態數據采集與信號處理系統;現場總線與接口技術;機電一體化技術;5嵌入式系統軟件、軟件測試以及工控組態軟件的開發與應用;6集散/分布控制系統，自控/監控系統的開發與應用;7計算機網絡與通信、樓宇自動化技術的開發與應用;8先進的測控部件及傳感器技術在工業自動測試和控制中的應用;9基于總線技術的智能儀器儀表的設計與開發。有投稿需求的，可以直接與在線編輯聯系。

　　三、總結

　　根據面部特征進行疲勞檢測具有一定的可實施性，整個系統依賴于人臉檢測算法的設計以及閾值的確定，然而閾值過多必將導致其魯棒性較差，通過選擇合適的參數更能提高整個系統的性能。