專利名稱：用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)駕駛者瞌睡的攝像機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的攝像機(jī)，其不使用高清晰度攝像機(jī)也能夠增加駕駛者眼睛圖像的像素?cái)?shù)。
背景技術(shù)：
日本特開(kāi)1998-035320號(hào)公報(bào)記載了一種車輛狀況檢測(cè)裝置，其中作為圖像傳感器的電荷耦合器件(CCD)攝像機(jī)安裝在攝像部中以采集駕駛者的臉部圖像。駕駛者的臉部圖像以放大尺寸顯示在顯示屏上，并且從該駕駛者的臉部圖像中提取出眼部區(qū)域，以確定駕駛者的瞌睡狀態(tài)。日本特開(kāi)2003-271931號(hào)公報(bào)記載了一種圖像放大裝置，其中駕駛者的眼睛圖像被放大以確定駕駛者的瞌睡狀態(tài)。這里，一種用于減輕原始圖像(即放大前的圖像)中包含的噪音的影響的方法被應(yīng)用于放大后的圖像。具體地，當(dāng)由多個(gè)像素構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)被圖像放大裝置放大時(shí)，放大后的圖像數(shù)據(jù)中的除了端部的像素外的所有像素均通過(guò)從放大前的圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)插值而產(chǎn)生。根據(jù)該方法，放大前的多個(gè)像素的信息被壓入放大后的圖像中的除了端部的像素外的所有像素。并且，使用放大前的圖像數(shù)據(jù)的有噪音的像素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生的像素，被其它沒(méi)有噪音的像素影響。因此，能夠在減輕放大前的圖像中存在的噪音的影響的同時(shí)放大圖像。然而，需要相當(dāng)多的時(shí)間通過(guò)軟件處理圖像數(shù)據(jù)，因此可能難以在預(yù)定的采樣時(shí)間內(nèi)處理圖像數(shù)據(jù)。在通過(guò)用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的系統(tǒng)檢測(cè)駕駛者眼睛的開(kāi)閉的情況下，存在于上眼瞼與下眼瞼之間的像素?cái)?shù)據(jù)在視頻圖形陣列(VGA)攝像機(jī)中為10個(gè)像素那么小。如圖4中所示，眼睛的睜開(kāi)程度的分辨率取決于像素?cái)?shù)。因此，可能難以從像素?cái)?shù)少的圖像中確定上眼瞼和下眼瞼是睜開(kāi)還是閉合。例如，即使當(dāng)使用一個(gè)像素增加至四個(gè)像素的高像素圖像傳感器時(shí)，在高像素圖像傳感器中一個(gè)像素的亮度減小至1/4，因此即使像素?cái)?shù)增加也不能簡(jiǎn)單且容易地進(jìn)行圖像分析。在本背景技術(shù)部分中所公開(kāi)的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)發(fā)明背景的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本國(guó)內(nèi)已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)駕駛者瞌睡的攝像機(jī)。具體地，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)駕駛者瞌睡的攝像機(jī)，其即使使用具有與常規(guī)攝像機(jī)相同的像素?cái)?shù)的圖像傳感器取代高清攝像機(jī)，也可增加駕駛者的眼睛圖像的像素?cái)?shù)。因而，根據(jù)本發(fā)明的攝像機(jī)能夠確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合。一方面，本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)駕駛者瞌睡的攝像機(jī)，該攝像機(jī)包括安裝在攝像機(jī)前方的柱面透鏡，該柱面透鏡被配置用于在豎直方向上放大圖像；設(shè)置于柱面透鏡后方的凸透鏡；用于拍攝由柱面透鏡和凸透鏡形成的駕駛者的臉部圖像的圖像傳感器；以及用于從駕駛者的臉部圖像提取眼部區(qū)域并確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合的圖像處理器。以下論述本發(fā)明的其它方面和優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)該理解的是，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或者其它類似術(shù)語(yǔ)包括一般的機(jī)動(dòng)車輛，例如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車在內(nèi)的載客車輛，包括各種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具、以及飛行器，等等，并且包括混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、插電式混合電動(dòng)車、氫動(dòng)力車和其它替代燃料車(例如，從石油之外的資源取得的燃料)。如本文所提到的，混合動(dòng)力車是具有兩種或更多種動(dòng)力源的車輛，例如同時(shí)具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。 以下論述本發(fā)明的上述特征和其它特征。


現(xiàn)在將參照附圖中示出的某些示例性實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的上述特征和其它特征，附圖在下文中僅以例示的方式給出且因而不限制本發(fā)明，并且其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是安裝于圖1的攝像機(jī)的柱面透鏡的透視圖；圖3A和;3B是駕駛者的臉部圖像，其中圖3A是由常規(guī)攝像機(jī)拍攝的圖像，而圖是由根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)拍攝的圖像；并且圖4示出從常規(guī)攝像機(jī)拍攝的駕駛者的臉部圖像提取的眼部區(qū)域。在附圖中給出的附圖標(biāo)記包括對(duì)以下進(jìn)一步討論的下列元件的參照1 用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的攝像機(jī)2:柱面透鏡3:圖像傳感器4:攝像機(jī)控制器 5:圖像處理器6:凸透鏡7:儀表板8 矩形表面應(yīng)該理解的是，附圖不一定按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說(shuō)明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的某種程度的簡(jiǎn)化表示。文中所公開(kāi)的包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征，將部分地由具體期望的應(yīng)用和使用環(huán)境來(lái)確定。在圖中，貫穿附圖的多幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的相同或等效的部件。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將在下文中詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方式，其實(shí)例在附圖中示出并在下面予以說(shuō)明。雖然將結(jié)合示例性實(shí)施方式說(shuō)明本發(fā)明，但是將會(huì)理解的是，本說(shuō)明并非意在將本發(fā)明限制于這些示例性實(shí)施方式。相反，本發(fā)明的意圖在于不僅涵蓋這些示例性實(shí)施方式，而且涵蓋可包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替換形式、 改型、等效形式和其它實(shí)施方式。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1中所示，攝像機(jī)1包括安裝在攝像機(jī)1前方的柱面透鏡2，位于柱面透鏡2的后方的凸透鏡6，圖像傳感器3，圖像處理器5和攝像機(jī)控制器4。具體地，圖像傳感器3被配置用于拍攝通過(guò)凸透鏡6的駕駛者的臉部圖像。圖像處理器5被配置用于隨后從駕駛者的臉部圖像提取眼部區(qū)域。攝像機(jī)控制器4被配置用于在預(yù)定時(shí)間內(nèi)讀取由圖像傳感器3捕捉的圖像，將所讀取的圖像傳送至圖像處理器5，并起快門的作用。根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)1可適當(dāng)?shù)匕惭b在車輛上，以通過(guò)拍攝駕駛者的臉部圖像來(lái)檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)。例如，如圖1中所示，攝像機(jī)1可安裝在車輛的駕駛者前方的儀表板7上。圖2是安裝于圖1的攝像機(jī)的柱面透鏡2的透視圖。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例， 柱面透鏡2被配置成能夠獲得在豎直方向上放大但在水平方向上未放大的圖像。通過(guò)提供在豎直方向上放大而優(yōu)選地在水平方向上未放大的圖像，圖像處理器5可容易地確定駕駛者的眼睛是否睜開(kāi)。還能夠從眼睛的虹膜的位置確定駕駛者的眼睛是否離開(kāi)道路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，例如如圖2中所示，柱面透鏡2可具有矩形表面8(在圖2中被示作底面)， 并且例如如圖1中所示，該矩形表面8可布置為鄰近凸透鏡6。例如，柱面透鏡2可設(shè)置有被配置并布置為覆蓋凸透鏡6的圓形開(kāi)口的矩形表面8。具體地，根據(jù)如圖1中所示的一些實(shí)施例，矩形表面8可至少與凸透鏡6的圓形開(kāi)口一樣大，并可布置在凸透鏡6的整個(gè)圓形開(kāi)口的前方。優(yōu)選地，表面8不與凸透鏡6的圓形開(kāi)口接觸。當(dāng)然，表面8還可設(shè)置為除矩形外的多種形狀，并且優(yōu)選為提供在豎直方向上放大的圖像的任何形狀。根據(jù)如圖2中所示的實(shí)施例，柱面透鏡2的焦點(diǎn)是沿水平方向的軸的直線，而不是點(diǎn)。圖3A和;3B是駕駛者的臉部圖像，其中圖3A的圖像由常規(guī)攝像機(jī)拍攝。駕駛者的頸部和上方的臉部的區(qū)域由圖像傳感器3捕捉。臉部的眼部區(qū)域包含在寬度為22個(gè)像素、 高度為12個(gè)像素的矩形區(qū)域內(nèi)。相比之下，圖:3B是由根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)1拍攝的圖像。即使在常規(guī)透鏡結(jié)構(gòu)的情況下，圖像也被柱面透鏡2放大，因而臉部的眼部區(qū)域包含在寬度為22個(gè)像素、高度為18個(gè)像素的更大的矩形區(qū)域內(nèi)。具體地，眼部區(qū)域中的像素?cái)?shù)可被增加。因此，本發(fā)明的攝像機(jī)1使得能夠更容易地確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合。盡管在圖3B中所示的圖像中黑像素和白像素清晰可見(jiàn)，然而在圖4中所示的圖像中大部分像素被示作灰格。因此，使用常規(guī)的透鏡結(jié)構(gòu)，難以區(qū)別上眼瞼與下眼瞼，并難以且經(jīng)常不能確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的攝像機(jī)，其中駕駛者的臉部圖像被拍攝，并被柱面透鏡在豎直方向上放大。而且，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)不需要用于放大圖像的軟件， 因而處理時(shí)間相對(duì)較短。此外，根據(jù)本發(fā)明，一旦提取眼部區(qū)域，即可獲得在豎直方向上放大的圖像，其便于確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合。已參考其優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的前提下，可在這些實(shí)施例中做出改變，本發(fā)明的范圍限定在所附權(quán)利要求及其等效形式中。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)駕駛者瞌睡的攝像機(jī)，其包括安裝在所述攝像機(jī)前方的柱面透鏡，所述柱面透鏡被配置用于在豎直方向上放大圖像；設(shè)置于所述柱面透鏡后方的凸透鏡；用于拍攝由所述柱面透鏡和所述凸透鏡形成的駕駛者的臉部圖像的圖像傳感器；以及用于從所述駕駛者的臉部圖像提取眼部區(qū)域并確定所述駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合的圖像處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像機(jī)，其中所述柱面透鏡具有矩形表面，所述矩形表面被設(shè)置成靠近所述凸透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)駕駛者的瞌睡狀態(tài)的攝像機(jī)，其即使在使用具有與常規(guī)攝像機(jī)相同的像素?cái)?shù)的圖像傳感器代替高清攝像機(jī)時(shí)，也可增加駕駛者的眼部圖像的像素?cái)?shù)。因此，本發(fā)明的攝像機(jī)能夠確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合。根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)駕駛者狀態(tài)的攝像機(jī)包括安裝在攝像機(jī)前方并配置成在豎直方向上放大圖像的柱面透鏡，位于柱面透鏡后方的凸透鏡，用于拍攝由柱面透鏡和凸透鏡形成的駕駛者的臉部圖像的圖像傳感器，以及用于從駕駛者的臉部圖像提取眼部區(qū)域并確定駕駛者的眼睛是睜開(kāi)還是閉合的圖像處理器。
文檔編號(hào)H04N5/225GK102447823SQ201110111599
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者中村浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社現(xiàn)代自動(dòng)車日本技術(shù)研究所, 現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社