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《上海交通大学》 2007年
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智能教室中基于图像处理和模糊逻辑的睡意检测研究与实现

刘瑾奕  
【摘要】: 人脸与人眼检测相比人体其他特征检测具有更多优越性,在社会安防领域具有广泛而特殊的用途,近年来成为模式识别、人工智能和计算机视觉方面的研究热点。本文研究实现了一种使用普通低分辨率摄像头进行人眼检测和睡意判断,并用于智能教室的机器视觉系统。相比其它检测算法,在克服光照影响、背景混杂和低分辨率检测上有一定提高。 文章首先介绍了课题的背景,阐述了智能教室中睡意检测的目的及意义,描述了该环境下的瞌睡场景及检测技术方案的实际需求。结合实际需要对多种技术方案进行了分析和比较,选择以数字图像处理和模糊逻辑结合作为最终研究和实现的方式,之后给出了本文所实现系统的整体流程图。 本文将检测流程分为人脸初定位和眼睛检测两个部分,在人脸初定位部分先对经典人脸检测方法作简要介绍,说明了肤色模型在本应用中快速粗定位的优势。研究首先通过背景差分和帧间差分实现了学生头肩部图像提取,之后选择基于YCb ' Cr '颜色空间的肤色模型实现了快速人脸定位。 眼睛检测分为两个主要步骤,首先综合亮度特征、RGB特征和CrCb特征,使眼睛特征最大化并区分于其他脸部部位,从而选择可能为眼睛的候选区域。然后选择候选区域的位置、大小、硬度等特征,从实际统计数据出发建立一个模糊逻辑处理系统,对候选眼睛区域进行推理判断,确定眼睛所在的区域。最后从眉毛匹配和眼睛对称性匹配两个角度验证检测结果,截取眼部图像,并根据图像进行清醒/瞌睡状态判断。 文章最后以组图的形式对研究过程中关键步骤进行了说明,给出了系统的实验结果,从结果图中可以看出系统对于智能教室中可能出现的学生头部倾斜、偏转、仰视、俯视、举手提问等各类场景均有较高的检测率。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 朱夏君;人脸识别的研究及眼睛定位算法[D];浙江工业大学;2003年
2 李雪威;复杂背景下基于肤色的人脸检测[D];天津大学;2004年
3 陈艳琴;关于司机疲劳监测的人眼检测与跟踪研究[D];中南大学;2004年
4 史家康;基于肤色分割预处理的人脸检测方法研究[D];南京理工大学;2004年
5 龙琰;基于K-L变换的人脸检测[D];四川大学;2004年
6 黄祖建;基于肤色分割的彩色图像人脸检测技术[D];四川大学;2004年
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【相似文献】
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3 魏海平;建立在神经网络基础上的模糊控制器的设计[J];抚顺石油学院学报;1995年03期
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7 吕建平,赵树芗;模糊逻辑中一些问题的探讨[J];西安邮电学院学报;1999年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 王杰;自适应多通路声学回波消除理论与应用研究[D];华南理工大学;2004年
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9 周思跃;基于虚拟现实的机器人灵巧手遥操作平台的设计和实现[D];上海大学;2006年
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2 李伟为;基于遥控地下铲运机的行驶智能控制策略研究[D];电子科技大学;2009年
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5 姜长元;模糊神经网络模型及其应用研究[D];南京师范大学;2005年
6 何兰香;基于T-S模型的模糊神经网络局部放电模式识别方法[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 孙增国;神经网络和模糊专家系统在故障诊断中的应用[D];大连理工大学;2004年
8 王晓军;语用模糊理论综观[D];吉林大学;2005年
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