瞌睡检测装置及其瞌睡检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种瞌睡检测装置，包括：一图像捕获设备，用以持续地捕获一使用者的多张人脸图像；一警告设备；一瞌睡判断电路，用以从该多张人脸图像中的一目前图像取得一眼睛区域，并计算该眼睛区域的一垂直直方图，并依据该垂直直方图判断一眼睛部位，其中该瞌睡判断电路将该眼睛部位的一像素高度与一闭眼像素阈值比较以进行一闭眼判断，并依据该闭眼判断的结果进行一瞌睡检测，其中当该瞌睡检测的结果为该使用者处于一瞌睡状态，该瞌睡判断电路发送一控制信号至该警告设备以发出一警告声。

Sleep Detection Device and Detection Method

The present invention provides a sleeping detection device, which includes: an image capture device for continuously capturing multiple face images of a user; a warning device; a sleeping judgment circuit for obtaining an eye region from a current image of the multiple face images, calculating a vertical histogram of the eye region, and judging an eye region according to the vertical histogram. The sleeping judgment circuit compares the height of one pixel of the eye position with the threshold value of the closed pixel to make a closed-eye judgment, and carries out a sleeping detection according to the result of the closed-eye judgment. When the result of the sleeping detection is that the user is in a sleeping state, the sleeping judgment circuit sends a control signal to the warning device to give a warning sound.

【技术实现步骤摘要】
瞌睡检测装置及其瞌睡检测方法
本专利技术涉及瞌睡检测装置，特别涉及一种瞌睡检测装置及其瞌睡检测方法。
技术介绍
目前车用安全相关的系统，有针对车外的驾驶辅助系统(AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS)，也有针对车内的瞌睡检测系统(DrowsinessDetectionSystem)。以瞌睡检测系统来说，在检测到驾驶人精神状况不好或打瞌睡时，要适时发出警告唤醒驾驶人。但要如何检测驾驶人的状况是件困难的技术，目前接触式的技术直接检测驾驶人心跳、血氧等参数的技术，也有非接触式的技术直接检测驾驶人外观的技术。以非接触式的技术来说，可利用检测驾驶人的眼睛来判断是否打瞌睡。然而，计算机装置并不懂何谓张眼与闭眼，因此要由图像中的眼睛大小来判断，但眼睛大小的阈值很难决定，不仅每个驾驶人不同，同一个驾驶人改变姿势也会影响眼睛的大小。因此，传统的方法并无法准确地利用图像判断驾驶人的眼睛部位，这也会影响到瞌睡检测的准确率。因此，需要一种瞌睡检测装置及其瞌睡检测方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种瞌睡检测装置，包括：一图像捕获设备，用以持续地捕获一使用者的多张人脸图像；一警告设备；一瞌睡判断电路，用以从该多张人脸图像中的一目前图像取得一眼睛区域，并计算该眼睛区域的一垂直直方图，并依据该垂直直方图判断一眼睛部位，其中该瞌睡判断电路将该眼睛部位的一像素高度与一闭眼像素阈值比较以进行一闭眼判断，并依据该闭眼判断的结果进行一瞌睡检测，其中当该瞌睡检测的结果为该使用者处于一瞌睡状态，该瞌睡判断电路发送一控制信号至该警告设备以发出一警告声。在本专利技术的一实施例中，瞌睡判断电路统计一目前周期中的该多张人脸图像中的一最大像素高度，并依据该最大像素高度与该闭眼像素阈值的一差值决定是否更新该闭眼像素阈值。承上述实施例，当该最大像素高度与该闭眼像素阈值的该差值大于或等于一预定值，该瞌睡判断电路将该闭眼像素阈值更新为该最大像素高度，其中当该最大像素高度与该闭眼像素阈值的该差值小于该预定值，该瞌睡判断电路不更新该闭眼像素阈值。在本专利技术的一实施例中，当该目前图像的该眼睛部位的该像素高度小于该闭眼像素阈值，该瞌睡判断电路判断在该目前图像中的该眼睛部位处于一闭眼状态，其中当该目前图像的该眼睛部位的该像素高度大于或等于该闭眼像素阈值，该瞌睡判断电路判断在该目前图像中的该眼睛部位处于一张眼状态。该瞌睡判断电路更计算在一预定期间中的该眼睛部位处于该闭眼状态的一数量，且当该数量超过一预定数量时，该瞌睡判断电路发送该控制信号至该警告设备以发出该警告声。在本专利技术的一实施例中，该瞌睡判断电路统计在该眼睛区域中的每一列的黑色像素数量以产生该垂直直方图。依据该垂直直方图以取得多个相对峰值，并由该多个相对峰值决定一最大峰值，且依据该最大峰值以从该多个相对峰值过滤出多个有效峰值，其中该瞌睡判断电路由该多个有效峰值中决定一最大范围以做为该眼睛部位。本专利技术更提供一种瞌睡检测方法，用于一瞌睡检测装置，其中该瞌睡装置包括一图像捕获设备及一警告设备，该方法包括：利用该图像捕获设备持续地捕获一使用者的多张人脸图像；从该多张人脸图像中的一目前图像取得一眼睛区域；计算该眼睛区域的一垂直直方图，并依据该垂直直方图判断一眼睛部位；将该眼睛部位的一像素高度与一闭眼像素阈值比较以进行一闭眼判断，并依据该闭眼判断的结果进行一瞌睡检测；以及当该瞌睡检测的结果为该使用者处于一瞌睡状态，发送一控制信号至该警告设备以发出一警告声。附图说明图1是显示依据本专利技术一实施例的瞌睡检测装置的功能方块图。图2A是显示依据本专利技术一实施例中的图像信号的示意图。图2B是显示依据本专利技术一实施例中的图像信号中的眼睛区域的垂直直方图。图3是显示依据本专利技术一实施例中的瞌睡检测方法的流程图。附图标记说明20～使用者；100～瞌睡检测装置；110～图像捕获设备；120～瞌睡判断电路；130～警告设备；131～控制器；132～扬声器；210～人脸区域；220～眼睛区域；221－226～相对峰值。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。图1是显示依据本专利技术一实施例的瞌睡检测装置的功能方块图。如图1所示，瞌睡检测装置100对一用户20进行瞌睡检测。举例来说，瞌睡检测装置100可安装于车辆上的车用系统，用以检测在车内的驾驶人(即使用者20)的眼睛的开合情况，并据以判断驾驶人的精神状态是否良好。在一实施例中，瞌睡检测装置100包括一图像捕获设备110、一瞌睡判断电路120、以及一警告设备130。图像捕获设备110例如可为具有感光耦合组件(Charge-coupleddevice，CCD)或是互补性氧化金属半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor，CMOS)感光组件的一摄影机。图像捕获设备110用以持续拍摄检测目标(例如车辆的驾驶)的脸部并产生一图像信号。瞌睡判断电路120接收来自图像捕获设备110的图像信号，并分析该图像信号以判断用户20是否有打瞌睡的情况。上述判断流程的细节将详述于后。举例来说，瞌睡判断电路120例如可为一应用导向集成电路(application-specificintegratedcircuit，ASIC)、或是可由现场可程序化门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或是特定的逻辑电路所实现，但本专利技术并不限于此。。在一些实施例中，瞌睡判断电路120例如可用一中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、或图像信号处理器(ISP)所实现，但本专利技术并不限于此。警告设备130例如包括一控制器131以及一扬声器132，其中控制器131接收来自瞌睡判断电路120的一控制信号，并控制扬声器132发出相应的警告声。当瞌睡判断电路120判断用户20有打瞌睡的情况，则瞌睡判断电路120会发出一控制信号至警告设备130。此时，警告设备130依据来自瞌睡判断电路120的一控制信号以发出一警告声以提醒使用者20。图2A是显示依据本专利技术一实施例中的图像信号的示意图。在一实施例中，当瞌睡判断电路120接收到来自图像捕获设备110的图像信号，瞌睡判断电路120分析该图像信号以判断用户的人脸区域210，并依据判断出的人脸区域决定眼睛区域220，其中上述眼睛区域220亦可称为感兴趣区域(RegionofInterest，ROI)。接着，瞌睡判断电路120计算眼睛区域220的垂直直方图(verticalhistogram)。需注意的是，眼睛区域220是指在人眼部位及其周围的区域，也就是可能包括了镜框、眉毛、眼睑等区域。图2B是显示依据本专利技术一实施例中的图像信号中的眼睛区域的垂直直方图。详细而言，因为眼睛区域220在图像信号中所占的比例较小，因此可针对眼睛区域中的每一列的像素进行统计。举例来说，人的眼睛的像素通常只有黑跟白，也就是灰阶值小于一预定阈值的像素被判断为黑色像素，灰阶值大于一预定阈值的像素被判断为白色像素。然而，在眼睛区域220(即感兴趣区域)可能包括了眼镜的镜框、或是眉毛等等非人眼的对象。因此，瞌睡判断电路120可分别统计在眼睛区域220中的每一列的黑色像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞌睡检测装置，包括：图像捕获设备，用以持续地捕获使用者的多张人脸图像；警告设备；以及瞌睡判断电路，用以从该多张人脸图像中的目前图像取得眼睛区域，并计算该眼睛区域的垂直直方图，并依据该垂直直方图判断眼睛部位；其中该瞌睡判断电路将该眼睛部位的像素高度与闭眼像素阈值比较以进行闭眼判断，并依据该闭眼判断的结果进行瞌睡检测；其中当该瞌睡检测的结果为该使用者处于瞌睡状态，该瞌睡判断电路发送控制信号至该警告设备以发出警告声。

【技术特征摘要】
2017.08.28 TW 1061291471.一种瞌睡检测装置，包括：图像捕获设备，用以持续地捕获使用者的多张人脸图像；警告设备；以及瞌睡判断电路，用以从该多张人脸图像中的目前图像取得眼睛区域，并计算该眼睛区域的垂直直方图，并依据该垂直直方图判断眼睛部位；其中该瞌睡判断电路将该眼睛部位的像素高度与闭眼像素阈值比较以进行闭眼判断，并依据该闭眼判断的结果进行瞌睡检测；其中当该瞌睡检测的结果为该使用者处于瞌睡状态，该瞌睡判断电路发送控制信号至该警告设备以发出警告声。2.如权利要求1所述的瞌睡检测装置，其中该瞌睡判断电路统计目前周期中的该多张人脸图像中的该眼睛部位的最大像素高度，并依据该最大像素高度与该闭眼像素阈值的差值决定是否更新该闭眼像素阈值。3.如权利要求2所述的瞌睡检测装置，其中当该最大像素高度与该闭眼像素阈值的该差值大于或等于预定值，该瞌睡判断电路将该闭眼像素阈值更新为该最大像素高度；其中当该最大像素高度与该闭眼像素阈值的该差值小于该预定值，该瞌睡判断电路不更新该闭眼像素阈值。4.如权利要求1所述的瞌睡检测装置，其中当该目前图像的该眼睛部位的该像素高度小于该闭眼像素阈值，该瞌睡判断电路判断在该目前图像中的该眼睛部位处于闭眼状态；其中当该目前图像的该眼睛部位的该像素高度大于或等于该闭眼像素阈值，该瞌睡判断电路判断在该目前图像中的该眼睛部位处于张眼状态。5.如权利要求4所述的瞌睡检测装置，其中该瞌睡判断电路还计算在预定期间中的该眼睛部位处于该闭眼状态的数量，且当该数量超过预定数量时，该瞌睡判断电路发送该控制信号至该警告设备以发出该警告声。6.如权利要求1所述的瞌睡检测装置，其中该瞌睡判断电路统计在该眼睛区域中的每一列的黑色像素数量以产生该垂直直方图。7.如权利要求6所述的瞌睡检测装置，其中该瞌睡判断电路还依据该垂直直方图以取得多个相对峰值，并由该多个相对峰值决定最大峰值，且依据该最大峰值以从该多个相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘政德，陈裕彦，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71