一、項(xiàng)目名稱

面向特殊車輛安全預(yù)警需求的視覺(jué)感知關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

二、提名者及提名意見(jiàn)

提名者：陜西省教育廳

提名意見(jiàn)：

項(xiàng)目針對(duì)客運(yùn)車輛、急救車輛、公務(wù)車輛、危貨和特貨等特殊車輛實(shí)時(shí)安全預(yù)警和防控需求，深入研究特殊車輛危險(xiǎn)態(tài)勢(shì)感知關(guān)鍵技術(shù)，突破了現(xiàn)有常規(guī)監(jiān)控?cái)z像頭在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)車內(nèi)外環(huán)境感知的精度與速度瓶頸，顯著提升了特殊車輛安全預(yù)警的實(shí)時(shí)視覺(jué)感知能力。在此基礎(chǔ)上，研制了北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，并廣泛應(yīng)用于特殊車輛中，取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

本項(xiàng)目由西北大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和易迅通科技有限公司共同組成的團(tuán)隊(duì)完成，成果材料齊全、規(guī)范，無(wú)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，人員排序無(wú)爭(zhēng)議，符合陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)提名要求。特提名為陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

三、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

特殊車輛的安全預(yù)警和防控是目前車輛管理尚未解決的問(wèn)題之一。現(xiàn)有基于機(jī)器視覺(jué)的車輛運(yùn)輸安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)車外環(huán)境的精確、實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)缺乏對(duì)駕駛員生理心理狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，無(wú)法滿足特殊車輛危險(xiǎn)全方位態(tài)勢(shì)感知要求。本項(xiàng)目研究自適應(yīng)場(chǎng)景圖像增強(qiáng)、危險(xiǎn)行為視覺(jué)感知、駕駛員身份驗(yàn)證與生理心理狀態(tài)全程視覺(jué)監(jiān)測(cè)等視覺(jué)感知技術(shù)，研制了北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，取得的主要成果包括：

（1）提出了基于常規(guī)監(jiān)控?cái)z像頭的低成本、高性能解決方案，研制了北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)。

（2）提出了基于本質(zhì)圖像分析框架的圖像增強(qiáng)技術(shù)，能夠針對(duì)暗光照、霧霾以及遮擋等問(wèn)題實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一框架下的自適應(yīng)圖像增強(qiáng)。

（3）提出了基于超像素頻繁項(xiàng)挖掘、回歸窗口與全局判別以及卷積與多尺度濾波的檢測(cè)和跟蹤技術(shù)，構(gòu)建了快速、魯棒車輛外部環(huán)境感知模式，實(shí)現(xiàn)了車輛周圍危險(xiǎn)行為高效感知與預(yù)警取證。

（4）提出了基于對(duì)抗學(xué)習(xí)、真實(shí)或類顏色空間和多層協(xié)同編碼的感知技術(shù)，構(gòu)建了智能化、快速化的人本計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了駕駛員身份驗(yàn)證與生理心理狀態(tài)全程視覺(jué)監(jiān)測(cè)。

項(xiàng)目獲得的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括授權(quán)發(fā)明專利8項(xiàng)和論文2篇。相關(guān)方法與技術(shù)已經(jīng)在第三完成單位易迅通科技有限公司得到應(yīng)用。

四、客觀評(píng)價(jià)

項(xiàng)目所研制的北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，具有行人過(guò)近報(bào)警、車距過(guò)近報(bào)警、行人異常行為報(bào)警、駕駛員身份驗(yàn)證和負(fù)向生理指標(biāo)檢測(cè)、駕駛行為分析等功能，其行人檢測(cè)準(zhǔn)確率為97.7%，虛假人臉識(shí)別準(zhǔn)確率為99.4%。

項(xiàng)目所提出的本質(zhì)圖像分析方法，在常用ShapeNet，BOLD和MIT公開(kāi)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行測(cè)試，與CVPR2018 Fan等方法相比，其提取的本質(zhì)圖像結(jié)果均值平方誤差（MSE）提升了40.9%，局部均方誤差（LMSE）提升了21.3%，結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)（DSSIM）提升了43.6%。

項(xiàng)目所提出的顯著區(qū)域檢測(cè)方法，與CVPR2015中LWS方法相比，F_β指數(shù)和平均絕對(duì)誤差MEA作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分別提升了4.2%和17.39%。

項(xiàng)目所提出的身份驗(yàn)證技術(shù)，在Replay-attack和Oulu-NPU公開(kāi)數(shù)據(jù)集上，取得了HTER、APCER、BPCER、BPCER20四種攻擊錯(cuò)誤率的最優(yōu)結(jié)果，比TIFS2018的3DCNN方法性能提升了41%。

五、應(yīng)用情況

項(xiàng)目所研制的北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，已成功應(yīng)用于陜西、甘肅、山西、海南、河北、寧夏、湖南、湖北等8個(gè)省份中3萬(wàn)多家單位，服務(wù)客運(yùn)車輛、急救車輛、公務(wù)車輛、危貨和特貨等特殊車輛超5萬(wàn)臺(tái)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

六、主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄

七、主要完成人

八、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)

西北大學(xué)主要貢獻(xiàn)集中在技術(shù)方案設(shè)計(jì)、安全性及實(shí)驗(yàn)研究方面，對(duì)項(xiàng)目第二、第三和第四方面的成果均做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：（1）提出了霧霾圖像清晰化的圖像增強(qiáng)技術(shù)；（2）提出了顯著區(qū)域檢測(cè)和快速行人檢測(cè)等感知技術(shù)；（3）提出了年齡估計(jì)模型構(gòu)建和估計(jì)方法。

西北工業(yè)大學(xué)主要貢獻(xiàn)集中在視覺(jué)感知技術(shù)相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)驗(yàn)證方面，對(duì)項(xiàng)目第二、第三和第四方面的成果均做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：（1）提出了本質(zhì)圖像分析和陰影去除等圖像增強(qiáng)技術(shù)；（2）提出了魯棒跟蹤技術(shù)；（3）提出了面向駕駛員異常狀態(tài)個(gè)性化精準(zhǔn)估計(jì)的快速人本計(jì)算技術(shù)。

易迅通科技有限公司主要貢獻(xiàn)在應(yīng)用相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與性能評(píng)估、技術(shù)集成與推廣應(yīng)用。

九、完成人合作關(guān)系說(shuō)明

西北大學(xué)完成人（彭進(jìn)業(yè)等）和西北工業(yè)大學(xué)完成人（馮曉毅等）在面向特殊車輛運(yùn)輸安全的視覺(jué)感知技術(shù)等方面展開(kāi)技術(shù)合作，并將研發(fā)的技術(shù)成功應(yīng)用于易迅通科技有限公司完成人（劉艷華等）研制的北斗定位綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)中。