Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 11 - Sayı: 3

ESA tabanlı göz durumu tespitinde görüntü önişlem yöntemlerinin etkisi

The effect of image preprocessing methods in CNN-based eye state detection

Sayfa
496–505
Yayın Tarihi
2022-10-21
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca, önerilen ESA modelinde farklı havuzlama katmanları değerlendirilmiş ve ZJU veriseti üzerinde elde edilen bulgularda ortalama havuzlama kullanılan önerilen ESA modelinin en iyi performansı elde ettiği görülmüştür.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma göz kırpma, göz yorgunluğu, sürücü uyuşukluğu gibi temel problemlerin çözümlenmesinde önemli olan göz durumu tespitine odaklanmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Ayrıca, önerilen ESA modelinde farklı havuzlama katmanları değerlendirilmiş ve ZJU veriseti üzerinde elde edilen bulgularda ortalama havuzlama kullanılan önerilen ESA modelinin en iyi performansı elde ettiği görülmüştür.
💡
Sonuç & Katkı:Önerilen yöntemin literatür ile karşılaştırıldığında, göz durumu tespitinde güçlü sınıflandırma performansına sahip olduğu tespit edilmiştir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Derin öğrenme · evrişimsel sinir ağı · histogram eşitleme

Özet

Bu çalışma göz kırpma, göz yorgunluğu, sürücü uyuşukluğu gibi temel problemlerin çözümlenmesinde önemli olan göz durumu tespitine odaklanmaktadır. Bu çalışmada, göz durumu tespiti için görüntü önişlem yöntemleri ve derin öğrenme tabanlı evrişimsel sinir ağına (ESA) dayanan bir yöntem önerilmiş ve önerilen yöntem ZJU veri seti üzerinde performansı test edilmiştir. Ayrıca, önerilen ESA modelinde farklı havuzlama katmanları değerlendirilmiş ve ZJU veriseti üzerinde elde edilen bulgularda ortalama havuzlama kullanılan önerilen ESA modelinin en iyi performansı elde ettiği görülmüştür. Sonrasında, ZJU veri setine görüntü ön işlem yöntemleri uygulanmış ve işlenmiş ZJU veri seti, önerilen ESA modelinde eğitilerek performansları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre histogram eşitleme yöntemi kullanılarak eğitimi gerçekleştirilen ESA modelinin ZJU veri setinde %94.32 doğruluk, %94.95 duyarlılık, %92.42 özgüllük, %97.41 kesinlik ve %96.16 F1 skor performans metrikleri ile üstün bir başarı elde ettiği görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, ZJU veri setinde yapılan önceki çalışmalarda sunulan performans metrikleri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin literatür ile karşılaştırıldığında, göz durumu tespitinde güçlü sınıflandırma performansına sahip olduğu tespit edilmiştir.

Abstract

This research investigates how eye state detection is used to overcome simple problems including blinking, eyestrain, and driving drowsiness. The study utilized the ZJU dataset, and it suggested an eye state recognition approach based on image preprocessing methods and a deep learning-based convolutional neural network (CNN). First, multiple pooling layers were tested in the suggested CNN model, and it was discovered that the average pooling performed the best in the results. The image preprocessing methods applied on the ZJU dataset were then trained on the proposed CNN model and their results have been compared. The CNN model performed exceptionally well on the ZJU dataset, according to a comparison of the results obtained using the histogram equalization method, with 94.32% accuracy, 94.95% sensitivity, 92.42% specificity, 97.41% precision, and 96.16% F1 score performance metrics. The results of this investigation were compared to prior studies on the ZJU dataset, which had provided performance measures. When compared to the literature, it was obtained that the proposed technique has a high classification performance in detecting vision problems.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KAYADİBİ, İ., GÜRAKSIN, G. E., ERGÜN, U. (2022). ESA tabanlı göz durumu tespitinde görüntü önişlem yöntemlerinin etkisi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 3, 496–505. https://ajindex.com/articles/584418

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. M. H. Yang, D. J. Kriegman and N. Ahuja, Detecting faces in images: A survey. IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence, 24(1), 34-58, 2002. https://doi.org/10.1109/34.982883
  2. T. Soukupova and J. Cech, Eye blink detection using facial landmarks. In 21st computer vision winter workshop, Rimske Toplice, Slovenia, 3-5 February 2006.
  3. R. Huang, Y. Wang and L. Guo, P-FDCN based eye state analysis for fatigue detection. In 2018 IEEE 18th International Conference on Communication Technology (ICCT), pp. 1174-1178,
  4. Chongqing, China, 8-11 October 2018. https://doi.org/10.1109/ICCT.2018.8599947
  5. D. M. Joshi, N.K. Rana and V. Misra, Classification of brain cancer using artificial neural network. In 2010 2nd international conference on electronic computer technology, pp. 112-116, 19-21 March 2010. https://doi.org/10.1109/ICECTECH.2010.5479975M
  6. W. Zhao, R. Chellappa, P.J. Phillips and A. Rosenfeld, Face recognition: A literature survey. ACM computing surveys (CSUR), 35(4), 399-458, 2003. https://doi.org/10.1145/954339.954342
  7. M. Divjak and H. Bischof, Eye Blink Based Fatigue Detection for Prevention of Computer Vision Syndrome. In MVA, pp. 350-353, 2009.
  8. C. L. Chou, Y. H. Huang and S. C. Ho, Blink Detection Using Facial Landmark Blink Detector and Multi-Layer Perceptron. In NCS 2019, pp. 542-545, 2019.
  9. M. Lalonde, D. Byrns, L Gagnon, N. Teasdale and D. Laurendeau, Real-time eye blink detection with GPU-based SIFT tracking. In Fourth Canadian Conference on Computer and Robot Vision (CRV'07), Montreal, Quebec, Canada, pp. 481-487,
  10. Montreal, Quebec, Canada, 28-30 May 2007. https://doi.org/ 10.1109/CRV.2007.54 J. He, W. Choi, Y. Yang, J. Lu, X. Wu and K. Peng, Detection of driver drowsiness using wearable devices: A feasibility study of the proximity sensor. Applied ergonomics, 65, 473-480, 2017. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2017.02.016
  11. M. Su, C. Yeh, S. Lin, P. Wang and S. Hou, An implementation of an eye-blink-based communication aid for people with severe disabilities. In 2008
  12. International Conference on Audio, Language and Image Processing, pp. 351-356,
  13. Shanghai, China, 7-9 July, 2008. https://doi.org/ 10.1109/ICALIP.2008.4590090 S. Soltani and A. Mahnam, A practical efficient human computer interface based on saccadic eye movements for people with disabilities. Computers in biology and medicine, 70, 163-173, 2016. https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2016.01.012
  14. Y. Dong, Y. Zhang, J. Yue and Z. Hu, Comparison of random forest, random ferns and supp