JP4260715B2 - 視線測定方法および視線測定装置 - Google Patents
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Description
一方、点光源をレンズから離して配置した場合、瞳孔は虹彩に対して黒く観察される。そこで、瞳孔と虹彩の輝度差から、瞳孔を検出する(暗瞳孔法)。いずれの場合も、角膜反射像は、角膜上の輝点として観察される。
なお、明瞳孔法と暗瞳孔法を併用するために、レンズ周囲と離れた位置の両方に点光源を用意し、交互に点滅させる手法も提案されている(例えば、非特許文献1参照)。この場合も、観察される角膜反射像は1個である。
C.H.Morimoto,D.Koons,A.Amir,and.M.Flickner: Pupil detection and tracking using multiple light,Image and Vision Computing,Vol.18,pp.331−335,2000. David Beymer and Myron Flickner:Eyc Gaze Tracking Using an Active Stereo Head,Proceedings of Computer Vision and Pattern Recognition,Vol.2,pp.451−458,2003.
これらの反射光を角膜反射像と区別することは困難であった。特に、両者が近接して位置しており、形状も類似しているとき、どちらが角膜反射像であるかを正しく判定することは極めて困難である。
本発明の視線測定装置1は、眼球撮影取込み部101と、角膜反射像検出部102と、角膜反射像検証部103と、瞳孔検出部104と、視線算出部106と、近赤外線照射部115で構成される。
角膜反射像検出部102は、眼球撮影取込み部101により取り込まれた画像から利用者の角膜反射像位置112を検出し、瞳孔検出部104は、眼球撮影取込み部101により取り込まれた画像から利用者の瞳孔位置113を検出する。角膜反射像検証部103は、角膜反射像検出部102で検出された角膜反射像が、近赤外線照射部115における近赤外線光源の配置位置との対応が取れていることを検証して視線算出部106を制御する。視線算出部106は、瞳孔検出部104、角膜反射像検出部102のそれぞれにより検出された瞳孔位置113および角膜反射像位置112から視線114を算出する。
以下、図8、図9に示すフローチャートを参照しながら図1に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。
また、眼球撮影取込み部101は、利用者の眼球116を、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等を利用して撮影し、これを取込む(S82)。取込まれた眼球画像111は、瞳孔検出部104および角膜反射像検出部102に送られる。
得られた角膜反射像位置112は、角膜反射像検証部103によって、正しい角膜反射像であるか否かの検証を行う(S84)。検証の手順は、図9にフローチャートで示されている。
図5に、正しい角膜反射像である場合の角膜反射像を示す。図5において、縦辺LV(401)と横辺LH(402)の比が、ほぼ1:2であり、かつ外接する長方形の中央部における縦方向の角膜反射像領域長を示す中央部縦長VC(403)が、反射像縦長VI(404)より短ければ(S846、Yes)、正しい角膜反射像であると判定し、“正”を戻り値として図8のS85の処理に戻す(S844)。ただし、反射像縦長VIは縦辺LVに等しい。
照明など、他の光源に起因する角膜上の反射光は、このように隣接して現れることは稀であるため、角膜上に他の反射光が存在する場合でも、容易に角膜反射像を検出可能である。
図6に示す例では、近赤外線光源が3個設置されている。この場合も、3個の近赤外線光源12aと12bと12cのそれぞれの中心間の距離は8cm程度離れていることが望ましい。また、眼球撮影用カメラ11と近赤外線光源12aと12bと12cとが近接していると暗瞳孔が観察されないため、眼球撮影用カメラと近赤外線光源12aと12bと12cとは2cm以上離れていることが望ましい。
Claims (6)
- 近赤外線の光源を利用者の眼球に照射し、カメラで撮影した眼球像から演算装置により視線を算出する視線測定装置に用いられる視線測定方法であって、
2点以上の近赤外線光源から照射される近赤外線を前記利用者の眼球方向へ照射する第1のステップと、
前記利用者の眼球を撮影して取り込む第2のステップと、
前記カメラにより取り込まれた眼球像から前記利用者の瞳孔位置および角膜反射像位置を検出する第3のステップと、
前記検出された角膜反射像位置が、前記近赤外線光源の配置位置との対応が取れていることを検証する第4のステップと、
前記検出された瞳孔位置および角膜反射像位置から視線を算出する第5のステップと、
を有し、
前記第4のステップは、
前記角膜反射像位置の周囲における一定領域に他の角膜反射像が存在するか否かをチェックするサブステップと、
他に角膜反射像が存在しないことが確認されたときに、前記検出された角膜反射像位置について、その角膜反射像位置に外接する矩形領域の縦横の辺長を算出するサブステップと、
当該縦辺長と横辺長の比が略1:2で、かつ、外接する矩形の中央部における縦方向の角膜反射領域長を示す中央部縦長が角膜反射像縦長より短いときに、前記検出された角膜反射像位置が前記近赤外線光源の配置位置と対応が取れていると判定するサブステップ、
を更に含むことを特徴とする視線測定方法。 - 前記第4のステップは、
前記角膜反射像位置の周囲における一定領域に他の角膜反射像が存在することが確認されたときに双方の中心位置および大きさを比較し、中心位置のY座標および大きさが略同等であれば前記検出された角膜反射像位置が前記近赤外線光源の配置位置と対応が取れていると判定するサブステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の視線測定方法。 - 前記光源は、点光源あるいは面光源であることを特徴とする請求項1又は2に記載の視線測定方法。
- 近赤外線の光源を利用者の眼球に照射し、カメラで撮影した眼球像から視線を算出する視線測定装置であって、
前記利用者の眼球を撮影して取り込む眼球撮影取込み部と、
2点以上の近赤外線光源から構成され、前記利用者の眼球方向へ前記近赤外線を照射する近赤外線照射部と、
前記眼球撮影取込み部により取り込まれた画像から前記利用者の瞳孔位置を検出する瞳孔検出部と、
前記眼球撮影取込み部により取り込まれた画像から前記利用者の角膜反射像位置を検出する角膜反射像検出部と、
前記角膜反射像検出部で検出された角膜反射像位置が、前記近赤外線照射部における近赤外線光源の配置位置との対応が取れていることを検証する角膜反射像検証部と、
前記瞳孔検出部、前記角膜反射像検出部のそれぞれにより検出された瞳孔位置および角膜反射像位置から視線を算出する視線算出部と、
を具備し、
前記角膜反射像検証部は、
前記角膜反射像位置の周囲における一定領域に他の角膜反射像が存在するか否かをチェックし、他に角膜反射像が存在しないことが確認されたときに、前記検出された角膜反射像位置について、その角膜反射像位置に外接する矩形領域の縦横の辺長を算出し、当該縦辺長と横辺長の比が略1:2で、かつ、外接する矩形の中央部における縦方向の角膜反射領域長を示す中央部縦長が角膜反射像縦長より短いときに、前記検出された角膜反射像位置が前記近赤外線光源の配置位置と対応が取れていると判定する、
ことを特徴とする視線測定装置。 - 前記角膜反射像検証部は、
前記角膜反射像位置の周囲における一定領域に他の角膜反射像が存在することが確認されたときに双方の中心位置および大きさを比較し、中心位置のY座標および大きさが略同等であれば前記検出された角膜反射像位置が前記近赤外線光源の配置位置と対応が取れていると判定することを特徴とする請求項4に記載の視線測定装置。 - 前記近赤外線照射部は、
2以上の光源が隣接して配置された近赤外線を備えていることを特徴とする請求項4又は5に記載の視線測定装置。
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