CC BY
11
УДК 6 29. Iii
О СКРЫТОМ ОБНАРУЖЕНИИ АЛ КОГОЛ ЬН ОГО ОПЬЯ H Е НИЯ ВОДИТЕЛЕ R riPOUFffF УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ
Б. Н. Еиифаыиев'. С. С. Жумажанова2, А. А. Ншрсй3 ^Cufiu/K-wm ¡*лм:удщм:тчкннии пкптгмптлыиу^тигл-.мт икихЖчиа, у.. О иск, Р/иггын 'Общество с ограниченной ответственностью «Инновационные ВЕБ-технопогии», е. Омск, Россия * Омский сосударстетный университет путей сообщения, s Омск, Россия
Аннотация - Проведен анализ идентификационного иотенииала варнаоельностп сердечного ритма при идентификации психофизиологического состояния субъекта, а также приведены результаты эксперимент» ни обнаружению н; .шчим ллкшилж ь криьи суиьекл я ии иширлжшин) ми лиц». Сделан выыи о ятмшкнмтя игпользования мллоглблритньтл пщеокамер для скрытого получения пифпрмлцип при принятии решения о потреблении алкоголя водителем.
Клншгкыг t.utnu: н шпражинин ищи, k ipinfir ikhik i к гнр.it-чнш п ритма, асимин1|1им .mua. изменении температурных особенностей, алкогольное опьяненпе.
т rrf.tfhhf
lie данным статнстнхн за 2Ü1Ö год в 1'оссни произошло около ] 84 (ЮС' дорожно-транспортных происшествий (ДТП), Hi них по внне нетрезвых водителей - 16 ООО [11. При содержания 0.05 промилле алкоголя в крови веро-нхниегь ДТП ионышапл.* в 5 pai, при 1 иромн-г.е — н 25 риз [2].
H ряде европейских стран в США в пелях недопущения к управлению транспортным средством еодшсля в состоянии алкогольного опьялесшл актшшо непользуется техническое средство - алкозамок, осуществляющее блокнроы-у иииичшид слсгемы ¿алоианкя аыюмибил* при иречы пенни содержали* шшшх в крови s с ганив-
ленного уровня. Алкозамок снабжен сменным мунддпухом н служт для измерения концентрации искового оещеетва d выдыхаемом эоздухе PI-
Основной недостаток существующих методов обнаружения огбъектов. употребивших алкоголь: человек
ЧНИП, Hill kit» 11]Ч)КГрНКП шсшожни 1Ю.1МГНИ И ']м:1К.'нфг1КИ1 ,ИИ ргчулылкж irt-ra. OUyiriKUr М1Н ipojix К IIJKI-
uccec управления транспортным средством. Разработка способа скрытой от водителя оиенкн стспснн его опьянения относится к категории актуальных задач.
В ра6ом«г [4] предложен и исследован способ бесконiаксно!о авюмлiusнрев:шно;. измерения hü. joiw серц-иебнення по видеоизображениям липа папнентп. нечувствительный к его движениям и изменениям освещенности сцены. В [51 контактная web-камера используется для лодг-чення нескольких физиологических параметров: чааиш дыхания, .ердцебиення и вариабе.-ььоли сердечною ршми. В рабсче [б] ангоры сравнили данные фо-топлстнзмограммы. полученные с помешью цифровой камеры, расположенной на расстоянии трех метров от субьехта. и контактных датчиков, закрепленных на пальцах. Полученные пекоптакттдлм способом данные нме юг высокий коэффициент корреляции (0,94) с показателями. полученными традиционным методом.
Милые lafiapHihi uirb-камер нтколитг ргаяи:«жлъ скрыше ниблюд-ниг :и кпдишгм к »[нм^тг упрякле-ння -транспортным средством. Получены обнадеживающие данные по распознаванию намерении субъекта с использованием изображений |71 В ["$1 приведена вероятность правильного распознавания стрессовых состояний чглонгкя (0,9) но инс^ракр.к нему и-кшралгним гш лица Перечень i io-îii ihkhkix релулыи тк ппдпбнот гць
та можно продолжать еше долге. Есть основание считать, что видеоизображение лица человека содержит достаточно информации для решения задачи по обнаружению наличия в крови алкоголя.
П. ПОСТАНОВКА ЗАДОШ
Слижи.т к 111ЧКЛ <рГНИИ, ЧШ И-|фгр\1И1ИКНЫМ 1К1К<С-ЦГ1ГЛГ« фичюишгичггкош (ЧМ-ШЯНИЧ (ЦНИНИ^МЛ ИК.1ИПГН
вариабельность сердечного ритма ;ЗСР) [9-11]. Согласно проэедегпплм исследованиям при содержании в крови И-1МИ1М1И (ВАС) ил уроннг ^нромил.к-) наПлю;дект:н гшкпичп ки {начимыг ичмгнгния 1Бф/Шепр<ж ВСР
диапазон 0.6-1,5%« характеризуется легкой степенью опьялешк. Чтобы ввести испытуемого в соответствующее (-.«кгпшниг глг.цуп Н(Н1Ч).1КЧ<»НЛ х формулой М Ви. |.м.1рк;1 С — А 1 /г г, их С — утхменк кпнцгнирмции алксы и-ля в крови [промилле]. Л масса выпитого напитка в граммах, т масса тела испытуемого в кг. г коэффициент Вндмарка (0,7 - для мужчин, С.6 - дта жеицик). Данные таблицы, по.тученкые нами в процессе проводимых нсслслозаннп иллюстрируют влияние алкоголя на параметры ВСР.
ТАБЛИЦА
ПОКАЗАТЕЛИ ВСР В АДЯКВАТНОМ СОСТОЯНИИ И ПОСЛЕ ПРИНЯТИЯ АЛКОГОЛЯ
2 У сс g 1 | g Ьг áí р 2 р 1 /0 2 67 Сое Адекватное тоянне испытуемого После принятия алкоголя
709.3 810,2 .97)¡W мг 10.7 15,4 ПАС U.6z> 0,67 Муу. МГ 626.4 731,1 Vir 23.5 36,0
<170,0 ЭТ.4 0/.Г» 599 5
4 70 859./ 21.4 о.бэ 793.8 34./
5 75 943.7 35.9 0.60 906.7 71.2
Параметр Муу — средний интервал DCP. SDNN - среднеквядрптнческое отклонение R-P. интервалов кардиограммы
Для опенки вероятностей ошибок 1 -го и 2-го рода по обнаружению факта принятия алкоголя в количестве, обеспечивающим ВАС ё 0,5-0.7%«. разработан алгоритм, реализующий следующие операции:
— ра :.1'-Ъ=игиие шх;лсцоигг.пзды*исш карциоил ктрьгилив и ряд Фурье,
— усреднение мощностей спектральных составляющих в каждом из 25 диапазонов спектра:
— формн.риилни? шгианоь. «адекллшос cocnuuuK», «сосгошше iiooie уиогреблеыш -t.it.oi о _lm»
вычнелот с ль ны н эксперимент по обнаружению у испытуемых алкоголя е крови, реализующий формулу гипотез Байеоа [12]
iv. Вычислительный эксперкмент 11о результатам эксперимента получена следующая оценка: вероятность ошибочного решения (сумма вероятностей ошибок 1-го и 2-го рода) лиц в адекватном состоянии и через 10 минут после принятия 130 мл алкоголя составила 0.026. Достоверность опенки U.v при доверительном ингсрзалс 0.014
Вопрос о приемлемости полученной оценки для решения практических задач является дискуссионным. Су-щг.-ткугт .тт RowoA-ногтъ гс ул'гнътттентт ¡т ртгппллгая иноормлг-ттги о кддгоияобряжмти лидв^
В рамках исследовании но изучению идентификационного потенпнала асимметрии лица человека [131 полу
НГНЫ 11Л(Г1Н»[-|И ряг Ijlf.urjlc-HMV К(Г-м[и]|ИЦИГК1/1 симмприи ЧГЛОНГЧГГКИХ ЛИЦ К ИДГККЛГНОМ 11КТ111ЖНИИ И ПХ1Ш-
шш после употребления алкоголя. Наблюдается уменьшение подобия левой и правой сторон лица {пример па
риг 1), . КМП1.1НГНИГ ИнфорМЛЦИИ (if) ÍIOU МОКИНЖГЛГ МОЧКПЛИСП 1||1Л[)«И1ГЛЬН<1 1ПКГ1И1Ь НИ ШКТШКЛКННМЙ KU—
прос.
ЗННЧК1Г11ЬНМГ Hl К МО A HCM'I И (ЛКрЫКИКТГГ.М фИ ИСИОЛКЧОКИНИИ 1Г11ЛОКЫХ И -U 'hpí- .+1 гни и
Сравниваются соответстоуюлше друг другу пиксели двух кедров. Если отличие в цвете между иимн больше заданного значения, принимаем, что температура .»той области изменилась. Области, на которых нет такого изменения, закрашиваются в черный пвст. Алгоритм выделяет движения липа. Поэтому- для каждого пикселя первого кадра исследуется область вокруг соответствующего ему пикселя на втором кадре. Если найден пиксель с похожими цветовыми характеристиками, считается, что хсрасатыванне» алгоритма ложное, и этот пиксель будет закрашен в черный цвет. Такое преобразование дает наглядное представление о наиболее интенсивно меняющихся областях температур на липе. 1 ¡лошадь всех незакрашенных пикселей на кзосражении харак-
тернзует масштаб произошедших изменений. Ркс. 2 иллюстрирует возможность по обнаружению употребления водителем алкоголя.
Ри:- 1 Ксиффицигн I гиммприи ¡тцл нгркош (1/1,1 п) и кн^хми (V-11)<'уГплктк, находящихся з адекватном состоянии (1а£а) н после употребления алкоголя (1п,2п)
о)
Ь)
Рис. 2. Фрагменты исходных тепловых н преобразованных изображений: а) — субъект в адекватном состоянии, 6) — субъект возбужден (после неоднократных вдыханий нашатырного спирта), в) - субъект употреблял алкоголь
V Выводы
Таким образом, современные возможности получения информации о психофизиологическом состоянии субъекта позволяют реализовать технологию скрытого обнаружения алкогольного опьянения водителя в процессе управления транспортным средством на приемлемом уровне ошибочных решений.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ по заданию № 212/2016 на 2016
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Статистика ДТП в России за январь-декабрь 2015 года. URL: hftp:/.'www.lgai.ni/516270-statistika-dtp-v-rossii-za-yauvar-dekabr-2015-goda.htirLl (дата обращения: 25.05.2016).
2. Влияние алкоголя на водителя. URL: http /Avww.autodealer.ru/autopedia.'chargeb'alcohol (дата обращения: 06.05.12).
3. Предреисовын контроль. URL: http://www.alcotest.nl/reg/alcom.litml (дата обращения: 06.05.12).
4. Poll М. Z. [et aLJ. Noil-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation!! Optical Society America 2010 Vol. 18, no. 10. P. 10762-10774.
5. Poh M.-Z.. McDuff D. J., Picard R. W. Advancements in Noncontact. Multiparameter Physiological Measurements Using a Webcam // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2011 Vol. 58. no. 1. P. 7—11
6. McDuff D., Gontarek S., Picard R W. Remote detection of photoplethysmographic systolic and diastolic peaks using a digital camera // ШЕЕ Transactions on Bio-Medical Engineering. 2014. Vol. 61, no. 12 P. 2948-2954
7. Jam U. [et al j Concealed knowledge identification using facial thermal imaging // ICASSP IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing-Proceedings, 2012. March 25-30. Art. no. 6288219. P. 16771680.
8. Cross С. B. [et all.]. Thermal imaging to defect physiological indicators of stress in Ьшшпь // Conference: SPEE Defense, Security, and Sensing. Thermal Infrared Applications XXXV, April 30-May 01, 2013. Vol. 8705. Art. no. 870501 DOt 10 1117/12. .2018107.
9. Mascord D. J. [et aL]_ Behavioral and physiological indices of fatigue in a visual tracking task // Journal of Safety Research 1992 Vol. 23. P. 19-25.
10. Епифанцев Б. H., Ковальчук А. С. Скрытая идентификация водителя и его психофизиологического состояния в процессе управления транспортным средством по вариабельности сердечного ритма // Биотехносфера. 2014. № 5 (35). С. 55-59.
П.Епифанцев Б Н.. Архипов А. А. Об эффективности признака асимметрии изображения лица в задачах идентификации оператора человеко-машинных систем И Динамика систем, механизмов и машин. 2014. № 4. С. 21-25.
12. Епифанцев Б. Н. [и др.]. Сравнение алгоритмов комплексировання признаков в задачах распознавания образов И Вопросы защиты информации. 2012. № 1. С. 60-66.
13. Епифанцев Б. Н.. Архипов А А Об информативности признака асимметрии лица в задачах распознавания операторов эргатическнх систем // Автометрия 2015. 51. № 4. С. 31—39.
