JP6471533B2

JP6471533B2 - Gaze detection device and gaze detection method

Info

Publication number: JP6471533B2
Application number: JP2015035633A
Authority: JP
Inventors: 修二箱嶋; 首藤　勝行; 勝行首藤; 賢二宮
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2035-02-25
Also published as: JP2016157325A

Description

本発明は、視線検出装置および視線検出方法に関する。 The present invention relates to a line-of-sight detection apparatus and a line-of-sight detection method.

操作者または被験者がモニタ画面などの観察面上で注視している位置を検出する、視線検出装置が提案されている。検出した注視点の表示方法としては、用途によって、被験者の注視点の位置を明示的に示すべくモニタ画面上にリアルタイムに指標などを表示する方法、および、モニタ上には被験者に見せたい画像のみ表示し測定終了後に被験者の注視点を表示する方法などが考えられる。 There has been proposed a line-of-sight detection device that detects a position where an operator or a subject is gazing on an observation surface such as a monitor screen. As a method of displaying the detected gazing point, depending on the application, a method of displaying an index etc. in real time on the monitor screen to explicitly indicate the position of the gazing point of the subject, and only an image to be shown to the subject on the monitor A method of displaying the gazing point of the subject after displaying and measuring is conceivable.

注視点検出の計算を行うためには、カメラのフレーム単位で被験者の瞳孔中心、および角膜反射の世界座標が必要である。そのためには常に１組のステレオカメラを構成する複数のカメラそれぞれによる、瞳孔中心および角膜反射のカメラ座標値をすべて取得しなければならない。 In order to calculate gaze point detection, the pupil center of the subject and the world coordinates of corneal reflection are required for each frame of the camera. For this purpose, it is necessary to always acquire all the camera coordinate values of the pupil center and the corneal reflection by each of a plurality of cameras constituting a set of stereo cameras.

特許第２７３９３３１号公報Japanese Patent No. 2739331

しかしながら、実際には、個人差および環境等の影響により、すべてのカメラ座標値を常に取得することは困難である。従って、第三者が被験者の注視点の検出状況を把握することは有意義である。一方、被験者をモニタ上の画像に注視させたい場合には、モニタ上に被験者の注視点などの情報を表示することは望ましくない。注視点の情報を表示しない場合、第三者が被験者の注視点の検出状況をリアルタイムに判断することが困難となる。そのため、被験者に対する測定がすべて終了した後でなければ、注視点の検出状況を確認することができず、終了後に再測定を行う必要がある場合が発生するなど、注視点検出の効率が悪い。 However, in practice, it is difficult to always obtain all camera coordinate values due to individual differences and the influence of the environment. Therefore, it is meaningful for a third party to grasp the detection status of the gaze point of the subject. On the other hand, when the subject wants to pay attention to the image on the monitor, it is not desirable to display information such as the gaze point of the subject on the monitor. If the gaze point information is not displayed, it is difficult for a third party to judge the subject's gaze point detection status in real time. For this reason, the efficiency of gaze point detection is poor because, for example, the gaze point detection status cannot be confirmed unless all measurements on the subject are completed, and it may be necessary to perform remeasurement after the measurement is completed.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検出の状況を効率的に把握できる視線検出装置および視線検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a line-of-sight detection apparatus and a line-of-sight detection method capable of efficiently grasping the state of detection.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被験者の眼球の画像から瞳孔を示す第１領域と、角膜反射を示す第２領域と、を検出する検出部と、前記第１領域および前記第２領域のうち少なくとも一方の検出状況を示す状況情報を表示部に表示させる出力制御部と、を備え、前記出力制御部は、診断画像を前記表示部に表示させ、前記診断画像より上に前記状況情報を表示させる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a detection unit that detects a first region indicating a pupil and a second region indicating corneal reflection from an image of a subject's eyeball, An output control unit that displays on the display unit status information indicating a detection status of at least one of the first region and the second region, wherein the output control unit displays a diagnostic image on the display unit, and The situation information is displayed above the image.

本発明にかかる視線検出装置および視線検出方法は、検出の状況を効率的に把握できるという効果を奏する。 The line-of-sight detection device and line-of-sight detection method according to the present invention have an effect of efficiently grasping the state of detection.

図１は、１つの光源を使用した場合の被験者の目の様子を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a state of a subject's eyes when one light source is used. 図２は、２つの光源を使用した場合の被験者の目の様子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the eye of the subject when two light sources are used. 図３は、本実施形態の表示部、ステレオカメラ、赤外線光源および被験者の配置の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the display unit, the stereo camera, the infrared light source, and the subject according to the present embodiment. 図４は、本実施形態の表示部、ステレオカメラ、赤外線光源および被験者の配置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the display unit, the stereo camera, the infrared light source, and the subject according to the present embodiment. 図５は、診断支援装置の機能の概要を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of functions of the diagnosis support apparatus. 図６は、図５に示す各部の詳細な機能の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of detailed functions of the respective units illustrated in FIG. 図７は、１つの光源を用いると仮定した場合の処理の概要を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an outline of processing when it is assumed that one light source is used. 図８は、本実施形態の診断支援装置により実行される処理の概要を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an overview of processing executed by the diagnosis support apparatus of this embodiment. 図９は、瞳孔中心位置と角膜曲率中心位置との距離を算出する算出処理を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining calculation processing for calculating the distance between the pupil center position and the corneal curvature center position. 図１０は、本実施形態の算出処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of calculation processing according to the present embodiment. 図１１は、事前に求めた距離を使用して角膜曲率中心の位置を算出する方法を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a method of calculating the position of the corneal curvature center using the distance obtained in advance. 図１２は、本実施形態の視線検出処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a line-of-sight detection process according to the present embodiment. 図１３は、変形例の算出処理を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a calculation process of the modification. 図１４は、変形例の算出処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a modification calculation process. 図１５は、状況情報表示処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the status information display process. 図１６は、座標値の取得状況の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a coordinate value acquisition situation. 図１７は、状況情報の表示例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a display example of status information. 図１８は、注視点が検出されていないことを示す状況情報の表示例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a display example of status information indicating that a gazing point is not detected. 図１９は、表示部の変形例を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a modification of the display unit. 図２０は、座標値の取得状況の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a coordinate value acquisition situation. 図２１は、座標値の取得状況の一例を示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a coordinate value acquisition situation. 図２２は、右カメラ画像中の左目の瞳孔の様子を模式的に示す図である。FIG. 22 is a diagram schematically showing the state of the pupil of the left eye in the right camera image. 図２３は、右カメラ画像中の左目の瞳孔の様子を模式的に示す図である。FIG. 23 is a diagram schematically showing the state of the pupil of the left eye in the right camera image. 図２４は、右カメラ画像中の左目の瞳孔の様子を模式的に示す図である。FIG. 24 is a diagram schematically showing the state of the pupil of the left eye in the right camera image.

以下に、本発明にかかる視線検出装置および視線検出方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、視線検出結果を用いて発達障がいなどの診断を支援する診断支援装置に視線検出装置を用いた例を説明する。適用可能な装置は診断支援装置に限られるものではない。 Embodiments of a line-of-sight detection apparatus and a line-of-sight detection method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In the following, an example in which the line-of-sight detection apparatus is used as a diagnosis support apparatus that supports diagnosis of developmental disabilities using the line-of-sight detection result will be described. Applicable devices are not limited to diagnosis support devices.

上記のように、一般的に行われている注視点検出では、個人差および環境等の影響により、常に注視点が取得可能な状態であるとは限らない。本実施形態の診断支援装置は、モニタ画面に対する被験者の注視点を検出する装置であって、被験者に見せるモニタの画面の一部に、注視点の検出状況を示す情報（状況情報）を被験者に気付かれにくい形状で表示する。これにより、第三者がリアルタイムに被験者の注視点の検出状況を把握することが可能になり、注視点測定全体の効率を向上させることができる。 As described above, the gaze point detection that is generally performed is not always in a state where a gaze point can be acquired due to the influence of individual differences and the environment. The diagnosis support apparatus according to the present embodiment is an apparatus that detects a gaze point of a subject with respect to a monitor screen, and includes information (situation information) indicating a gaze point detection status on a part of the monitor screen to be shown to the subject. Display in a shape that is difficult to notice. Thereby, it becomes possible for a third party to grasp the detection state of the gaze point of the subject in real time, and the efficiency of the whole gaze point measurement can be improved.

また、本実施形態の視線検出装置（診断支援装置）は、２ヵ所に設置された照明部を用いて視線を検出する。また、本実施形態の視線検出装置（診断支援装置）は、視線検出前に被験者に１点を注視させて測定した結果を用いて、角膜曲率中心位置を高精度に算出する。 In addition, the line-of-sight detection device (diagnosis support device) of the present embodiment detects the line of sight using illumination units installed at two locations. In addition, the line-of-sight detection device (diagnosis support device) of the present embodiment calculates the corneal curvature center position with high accuracy by using a result obtained by gazing at one point on the subject before the line-of-sight detection.

なお、照明部とは、光源を含み、被験者の眼球に光を照射可能な要素である。光源とは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光を発生する素子である。光源は、１個のＬＥＤから構成されてもよいし、複数のＬＥＤを組み合わせて１ヵ所に配置することにより構成されてもよい。以下では、このように照明部を表す用語として「光源」を用いる場合がある。 In addition, an illumination part is an element which can irradiate light to a test subject's eyeball including a light source. The light source is an element that generates light, such as an LED (Light Emitting Diode). A light source may be comprised from one LED, and may be comprised by combining several LED and arrange | positioning in one place. Hereinafter, the “light source” may be used as a term representing the illumination unit in this way.

視点検出を精度よく行うためには、瞳孔位置を正しく検出できることが重要となっている。近赤外の光源を点灯させカメラで撮影した場合、カメラと光源の距離が一定以上離れていると、瞳孔は他の部分より暗くなることがわかっている。この特徴を用いて瞳孔位置が検出される。 In order to accurately detect the viewpoint, it is important that the pupil position can be detected correctly. It has been found that when the near-infrared light source is turned on and the image is taken with a camera, the pupil becomes darker than other parts if the distance between the camera and the light source is more than a certain distance. The pupil position is detected using this feature.

本実施形態では、２台のカメラに対して、光源をそれぞれのカメラの外側に２ヶ所配置する。そして、これらの２つの光源を相互に異なるタイミングで点灯させ、点灯している光源からの距離が長い方（遠い方）のカメラで撮影する。これにより、瞳孔をより暗く撮影し、瞳孔と他の部分とを、より高精度に区別することが可能となる。 In the present embodiment, two light sources are arranged outside each camera for two cameras. Then, these two light sources are turned on at different timings, and an image is taken with a camera having a longer (far) distance from the lit light source. This makes it possible to photograph the pupil more darkly and distinguish the pupil from other parts with higher accuracy.

この場合、点灯させる光源が異なるため、通常のステレオ方式による三次元計測を単純に適用することができない。すなわち、視点を求める際の光源と角膜反射を結ぶ直線を世界座標で算出することができない。そこで本実施形態では、２つのタイミングでの、撮像に用いるカメラ相互の位置関係、および、点灯させる光源相互の位置関係を、仮想的な光源の位置（仮想光源位置）に対してそれぞれ対称とする。そして、２つの光源それぞれの点灯時に得られる２つの座標値を、左カメラによる座標値および右カメラによる座標値として世界座標に変換する。これにより、２つの光源それぞれの点灯時に得られる角膜反射位置を用いて、仮想光源と角膜反射を結ぶ直線を世界座標で算出すること、および、この直線に基づき視点を算出することが可能となる。 In this case, since the light sources to be turned on are different, it is not possible to simply apply the normal stereo method for three-dimensional measurement. That is, the straight line connecting the light source and the corneal reflection when obtaining the viewpoint cannot be calculated in world coordinates. Therefore, in this embodiment, the positional relationship between the cameras used for imaging and the positional relationship between the light sources to be lit at two timings are symmetric with respect to the position of the virtual light source (virtual light source position). . Then, the two coordinate values obtained when each of the two light sources is turned on are converted into world coordinates as a coordinate value by the left camera and a coordinate value by the right camera. Accordingly, it is possible to calculate a straight line connecting the virtual light source and the corneal reflection in the world coordinates using the corneal reflection position obtained when each of the two light sources is turned on, and to calculate the viewpoint based on the straight line. .

図１は、１つの光源を使用した場合の被験者の目１１の様子を示す図である。図１に示すように、虹彩１２と瞳孔１３との暗さの差が十分ではなく、区別が困難となる。図２は、２つの光源を使用した場合の被験者の目２１の様子を示す図である。図２に示すように、虹彩２２と瞳孔２３との暗さの差は、図１と比較して大きくなっている。 FIG. 1 is a diagram showing a state of the eye 11 of a subject when one light source is used. As shown in FIG. 1, the difference in darkness between the iris 12 and the pupil 13 is not sufficient, making it difficult to distinguish. FIG. 2 is a diagram showing a state of the eye 21 of the subject when two light sources are used. As shown in FIG. 2, the difference in darkness between the iris 22 and the pupil 23 is larger than that in FIG.

図３および４は、本実施形態の表示部、ステレオカメラ、赤外線光源および被験者の配置の一例を示す図である。 3 and 4 are diagrams illustrating an example of the arrangement of the display unit, the stereo camera, the infrared light source, and the subject of the present embodiment.

図３に示すように、本実施形態の診断支援装置は、表示部１０１と、ステレオカメラを構成する右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂと、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂと、を含む。右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂは、表示部１０１の下に配置される。ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂは、右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂそれぞれの外側の位置に配置される。ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂは、例えば波長８５０ｎｍの近赤外線を照射する光源である。図３では、９個のＬＥＤによりＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂ（照明部）を構成する例が示されている。なお、右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂは、波長８５０ｎｍの近赤外光を透過できるレンズを使用する。なお、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂと、右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂとの位置を逆にして、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂを、右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂそれぞれの内側の位置に配置されていてもよい。 As shown in FIG. 3, the diagnosis support apparatus according to the present embodiment includes a display unit 101, a right camera 102a and a left camera 102b that constitute a stereo camera, and LED light sources 103a and 103b. The right camera 102a and the left camera 102b are disposed below the display unit 101. The LED light sources 103a and 103b are arranged at positions outside the right camera 102a and the left camera 102b, respectively. The LED light sources 103a and 103b are light sources that irradiate near infrared rays having a wavelength of 850 nm, for example. FIG. 3 shows an example in which LED light sources 103a and 103b (illuminating units) are configured by nine LEDs. The right camera 102a and the left camera 102b use lenses that can transmit near infrared light having a wavelength of 850 nm. The LED light sources 103a and 103b may be disposed at positions inside the right camera 102a and the left camera 102b by reversing the positions of the LED light sources 103a and 103b and the right camera 102a and the left camera 102b. .

図４に示すように、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂは、被験者の眼球１１１に向かって近赤外光を照射する。ＬＥＤ光源１０３ａを照射したときに左カメラ１０２ｂで撮影を行い、ＬＥＤ光源１０３ｂを照射したときに右カメラ１０２ａで撮影を行う。右カメラ１０２ａおよび左カメラ１０２ｂと、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂとの位置関係を適切に設定することにより、撮影される画像では、瞳孔１１２が低輝度で反射して暗くなり、眼球１１１内に虚像として生じる角膜反射１１３が高輝度で反射して明るくなる。従って、瞳孔１１２および角膜反射１１３の画像上の位置を２台のカメラ（右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂ）それぞれで取得することができる。 As shown in FIG. 4, the LED light sources 103 a and 103 b irradiate near-infrared light toward the eyeball 111 of the subject. When the LED light source 103a is irradiated, shooting is performed with the left camera 102b, and when the LED light source 103b is irradiated, shooting is performed with the right camera 102a. By appropriately setting the positional relationship between the right camera 102a and the left camera 102b and the LED light sources 103a and 103b, the pupil 112 is reflected with low brightness and darkens in the photographed image, and becomes a virtual image in the eyeball 111. The resulting corneal reflection 113 is reflected with high brightness and becomes brighter. Accordingly, the positions of the pupil 112 and the corneal reflection 113 on the image can be acquired by each of the two cameras (the right camera 102a and the left camera 102b).

さらに２台のカメラにより得られる瞳孔１１２および角膜反射１１３の位置から、瞳孔１１２および角膜反射１１３の位置の三次元世界座標値を算出する。本実施形態では、三次元世界座標として、表示部１０１の画面の中央位置を原点として、上下をＹ座標（上が＋）、横をＸ座標（向かって右が＋）、奥行きをＺ座標（手前が＋）としている。 Further, the three-dimensional world coordinate values of the positions of the pupil 112 and the corneal reflection 113 are calculated from the positions of the pupil 112 and the corneal reflection 113 obtained by the two cameras. In the present embodiment, as the three-dimensional world coordinates, the center position of the screen of the display unit 101 is set as the origin, the top and bottom are Y coordinates (up is +), the side is X coordinates (right is +), and the depth is Z coordinates ( The front is +).

図５は、診断支援装置１００の機能の概要を示す図である。図５では、図３および４に示した構成の一部と、この構成の駆動などに用いられる構成を示している。図５に示すように、診断支援装置１００は、右カメラ１０２ａと、左カメラ１０２ｂと、左カメラ１０２ｂ用のＬＥＤ光源１０３ａと、右カメラ１０２ａ用のＬＥＤ光源１０３ｂと、スピーカ２０５と、駆動・ＩＦ（interface）部３１３と、制御部３００と、記憶部１５０と、表示部１０１と、を含む。図５において、表示画面２０１は、右カメラ１０２ａおよび左カメラ１０２ｂとの位置関係を分かりやすく示しているが、表示画面２０１は表示部１０１において表示される画面である。なお、駆動部とＩＦ部は一体でもよいし、別体でもよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of functions of the diagnosis support apparatus 100. FIG. 5 shows a part of the configuration shown in FIGS. 3 and 4 and a configuration used for driving the configuration. As shown in FIG. 5, the diagnosis support apparatus 100 includes a right camera 102a, a left camera 102b, an LED light source 103a for the left camera 102b, an LED light source 103b for the right camera 102a, a speaker 205, and a drive / IF. (Interface) section 313, control section 300, storage section 150, and display section 101 are included. In FIG. 5, the display screen 201 shows the positional relationship between the right camera 102 a and the left camera 102 b in an easy-to-understand manner, but the display screen 201 is a screen displayed on the display unit 101. The drive unit and the IF unit may be integrated or separate.

スピーカ２０５は、キャリブレーション時などに、被験者に注意を促すための音声などを出力する音声出力部として機能する。 The speaker 205 functions as an audio output unit that outputs an audio or the like for alerting the subject during calibration.

駆動・ＩＦ部３１３は、ステレオカメラに含まれる各部を駆動する。また、駆動・ＩＦ部３１３は、ステレオカメラに含まれる各部と、制御部３００とのインタフェースとなる。 The drive / IF unit 313 drives each unit included in the stereo camera. The drive / IF unit 313 serves as an interface between each unit included in the stereo camera and the control unit 300.

制御部３００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆと、各部を接続するバスを備えているコンピュータなどにより実現できる。 The control unit 300 is, for example, a communication I / F that communicates with a control device such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) by connecting to a network. And a computer equipped with a bus for connecting each unit.

記憶部１５０は、制御プログラム、測定結果、診断支援結果など各種情報を記憶する。記憶部１５０は、例えば、表示部１０１に表示する画像等を記憶する。表示部１０１は、診断のための対象画像等、各種情報を表示する。 The storage unit 150 stores various information such as a control program, a measurement result, and a diagnosis support result. The storage unit 150 stores, for example, an image to be displayed on the display unit 101. The display unit 101 displays various information such as a target image for diagnosis.

図６は、図５に示す各部の詳細な機能の一例を示すブロック図である。図６に示すように、制御部３００には、表示部１０１と、駆動・ＩＦ部３１３が接続される。駆動・ＩＦ部３１３は、カメラＩＦ３１４、３１５と、ＬＥＤ駆動制御部３１６と、スピーカ駆動部３２２と、を備える。 FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of detailed functions of the respective units illustrated in FIG. As shown in FIG. 6, the display unit 101 and the drive / IF unit 313 are connected to the control unit 300. The drive / IF unit 313 includes camera IFs 314 and 315, an LED drive control unit 316, and a speaker drive unit 322.

駆動・ＩＦ部３１３には、カメラＩＦ３１４、３１５を介して、それぞれ、右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂが接続される。駆動・ＩＦ部３１３がこれらのカメラを駆動することにより、被験者を撮像する。右カメラ１０２ａからはフレーム同期信号が出力される。フレーム同期信号は、左カメラ１０２ｂとＬＥＤ駆動制御部３１６とに入力される。これにより、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂを発光させ、それに対応して左右カメラによる画像を取り込んでいる。 The right camera 102a and the left camera 102b are connected to the drive / IF unit 313 via the camera IFs 314 and 315, respectively. The driving / IF unit 313 drives these cameras to image the subject. A frame synchronization signal is output from the right camera 102a. The frame synchronization signal is input to the left camera 102b and the LED drive control unit 316. As a result, the LED light sources 103a and 103b are caused to emit light, and corresponding images are captured by the left and right cameras.

スピーカ駆動部３２２は、スピーカ２０５を駆動する。なお、診断支援装置１００が、印刷部としてのプリンタと接続するためのインタフェース（プリンタＩＦ）を備えてもよい。また、プリンタを診断支援装置１００の内部に備えるように構成してもよい。 The speaker driving unit 322 drives the speaker 205. The diagnosis support apparatus 100 may include an interface (printer IF) for connecting to a printer as a printing unit. In addition, the printer may be provided inside the diagnosis support apparatus 100.

制御部３００は、診断支援装置１００全体を制御する。制御部３００は、点灯制御部３５１と、位置検出部３５２と、曲率中心算出部３５３と、視線検出部３５４と、視点検出部３５５と、出力制御部３５６と、評価部３５７と、判定部３５８と、を備えている。なお、視線検出装置としては、少なくとも点灯制御部３５１、位置検出部３５２、曲率中心算出部３５３、視線検出部３５４、および、判定部３５８が備えられていればよい。 The control unit 300 controls the entire diagnosis support apparatus 100. The control unit 300 includes a lighting control unit 351, a position detection unit 352, a curvature center calculation unit 353, a line-of-sight detection unit 354, a viewpoint detection unit 355, an output control unit 356, an evaluation unit 357, and a determination unit 358. And. Note that the line-of-sight detection device only needs to include at least a lighting control unit 351, a position detection unit 352, a curvature center calculation unit 353, a line-of-sight detection unit 354, and a determination unit 358.

制御部３００に含まれる各要素（点灯制御部３５１、位置検出部３５２、曲率中心算出部３５３、視線検出部３５４、視点検出部３５５、出力制御部３５６、評価部３５７、および、判定部３５８）は、ソフトウェア（プログラム）で実現してもよいし、ハードウェア回路で実現してもよいし、ソフトウェアとハードウェア回路とを併用して実現してもよい。 Each element included in the control unit 300 (lighting control unit 351, position detection unit 352, curvature center calculation unit 353, line-of-sight detection unit 354, viewpoint detection unit 355, output control unit 356, evaluation unit 357, and determination unit 358) May be realized by software (program), a hardware circuit, or a combination of software and a hardware circuit.

プログラムで実現する場合、当該プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供される。プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 When implemented by a program, the program is a file in an installable or executable format, such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a flexible disk (FD), a CD-R (Compact Disk Recordable), a DVD ( Digital Versatile Disk) is recorded on a computer-readable recording medium and provided as a computer program product. The program may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. The program may be provided or distributed via a network such as the Internet. The program may be provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.

点灯制御部３５１は、ＬＥＤ駆動制御部３１６を用いて、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂの点灯を制御する。例えば点灯制御部３５１は、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂを、相互に異なるタイミングで点灯するように制御する。タイミングの差（時間）は、例えば、被験者の視線の移動等による視線検出結果への影響が生じない時間として予め定められた時間とすればよい。 The lighting control unit 351 uses the LED drive control unit 316 to control lighting of the LED light sources 103a and 103b. For example, the lighting control unit 351 controls the LED light sources 103a and 103b to light at different timings. The timing difference (time) may be set to a time that is predetermined as a time that does not affect the visual line detection result due to movement of the visual line of the subject, for example.

位置検出部３５２は、ステレオカメラにより撮像された眼球の画像から、瞳孔を示す瞳孔領域（第１領域）、および、角膜反射を示す角膜反射領域（第２領域）を検出する。また位置検出部３５２は、瞳孔領域に基づき、瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置（第１位置）を算出する。例えば位置検出部３５２は、瞳孔領域の輪郭上の複数の点を選択し、選択した複数の点を通る円の中心を、瞳孔中心の位置として算出する。同様にして位置検出部３５２は、角膜反射領域に基づき、角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置（第２位置）を算出する。位置検出部３５２が、被験者の眼球の画像から瞳孔を示す第１領域と、角膜反射を示す第２領域と、を検出する検出部に相当する。 The position detection unit 352 detects a pupil region (first region) indicating a pupil and a corneal reflection region (second region) indicating corneal reflection from an eyeball image captured by a stereo camera. Further, the position detection unit 352 calculates the position of the pupil center (first position) indicating the center of the pupil based on the pupil region. For example, the position detection unit 352 selects a plurality of points on the outline of the pupil region, and calculates the center of a circle passing through the selected plurality of points as the position of the pupil center. Similarly, the position detection unit 352 calculates the position of the corneal reflection center (second position) indicating the center of corneal reflection based on the corneal reflection region. The position detection unit 352 corresponds to a detection unit that detects a first region indicating the pupil and a second region indicating corneal reflection from the image of the eyeball of the subject.

判定部３５８は、瞳孔領域および角膜反射領域のうち少なくとも一方の検出状況を判定する。例えば判定部３５８は、各領域の輝度、および、各領域の面積などに基づいて、各領域が正常に検出できているかを判定する。判定部３５８が、瞳孔領域の真円度に基づいて、瞳孔領域が正常に検出できているかを判定してもよい。 The determination unit 358 determines the detection status of at least one of the pupil region and the corneal reflection region. For example, the determination unit 358 determines whether each region can be normally detected based on the luminance of each region, the area of each region, and the like. The determination unit 358 may determine whether or not the pupil region can be normally detected based on the roundness of the pupil region.

なお、判定部３５８は、瞳孔領域および角膜反射領域のうちいずれか一方の検出状況を判定するように構成してもよい。例えば、瞳孔領域の検出の精度が高く瞳孔領域の検出状況を考慮する必要がないような場合であれば、判定部３５８が角膜反射領域の検出状況のみを判定してもよい。このような場合、出力制御部３５６は、判定部３５８により判定された領域の検出状況を示す状況情報を表示部１０１に表示させればよい。 Note that the determination unit 358 may be configured to determine the detection status of one of the pupil region and the corneal reflection region. For example, if the detection accuracy of the pupil region is high and it is not necessary to consider the detection status of the pupil region, the determination unit 358 may determine only the detection status of the corneal reflection region. In such a case, the output control unit 356 may display the status information indicating the detection status of the area determined by the determination unit 358 on the display unit 101.

曲率中心算出部３５３は、仮想光源位置と角膜反射中心とを結ぶ直線（第１直線）から、角膜曲率中心（第４位置）を算出する。例えば、曲率中心算出部３５３は、この直線上で、角膜反射中心からの距離が所定値となる位置を、角膜曲率中心として算出する。所定値は、一般的な角膜の曲率半径値などから事前に定められた値を用いることができる。 The curvature center calculation unit 353 calculates a corneal curvature center (fourth position) from a straight line (first straight line) connecting the virtual light source position and the corneal reflection center. For example, the curvature center calculation unit 353 calculates a position on the straight line where the distance from the corneal reflection center is a predetermined value as the corneal curvature center. As the predetermined value, a value determined in advance from a general radius of curvature of the cornea or the like can be used.

角膜の曲率半径値には個人差が生じうるため、事前に定められた値を用いて角膜曲率中心を算出すると誤差が大きくなる可能性がある。従って、曲率中心算出部３５３が、個人差を考慮して角膜曲率中心を算出してもよい。この場合、曲率中心算出部３５３は、まず目標位置（第３位置）を被験者に注視させたときに算出された瞳孔中心および角膜反射中心を用いて、瞳孔中心と目標位置とを結ぶ直線（第２直線）と、角膜反射中心と仮想光源位置とを結ぶ直線（第１直線）と、の交点を算出する。そして曲率中心算出部３５３は、瞳孔中心と算出した交点との距離（第１距離）を算出し、例えば記憶部１５０に記憶する。 Since there may be individual differences in the radius of curvature of the cornea, there is a possibility that an error will increase if the center of corneal curvature is calculated using a predetermined value. Therefore, the curvature center calculation unit 353 may calculate the corneal curvature center in consideration of individual differences. In this case, the curvature center calculation unit 353 first uses a pupil center and a corneal reflection center calculated when the subject is gazes at the target position (third position), and a straight line connecting the pupil center and the target position (the first position). 2) and the intersection of the corneal reflection center and the virtual light source position (first straight line) is calculated. Then, the curvature center calculation unit 353 calculates a distance (first distance) between the pupil center and the calculated intersection, and stores the calculated distance in the storage unit 150, for example.

目標位置は、予め定められ、三次元世界座標値が算出できる位置であればよい。例えば、表示画面２０１の中央位置（三次元世界座標の原点）を目標位置とすることができる。この場合、例えば出力制御部３５６が、表示画面２０１上の目標位置（中央）に、被験者に注視させる画像（目標画像）等を表示する。これにより、被験者に目標位置を注視させることができる。 The target position may be a position that is determined in advance and can calculate a three-dimensional world coordinate value. For example, the center position of the display screen 201 (the origin of the three-dimensional world coordinates) can be set as the target position. In this case, for example, the output control unit 356 displays an image (target image) or the like that causes the subject to gaze at the target position (center) on the display screen 201. Thereby, a test subject can be made to gaze at a target position.

目標画像は、被験者を注目させることができる画像であればどのような画像であってもよい。例えば、輝度や色などの表示態様が変化する画像、および、表示態様が他の領域と異なる画像などを目標画像として用いることができる。 The target image may be any image as long as it can attract the attention of the subject. For example, an image in which a display mode such as luminance or color changes, an image in which the display mode is different from other regions, or the like can be used as the target image.

なお、目標位置は表示画面２０１の中央に限られるものではなく、任意の位置でよい。表示画面２０１の中央を目標位置とすれば、表示画面２０１の任意の端部との距離が最小になる。このため、例えば視線検出時の測定誤差をより小さくすることが可能となる。 The target position is not limited to the center of the display screen 201, and may be an arbitrary position. If the center of the display screen 201 is set as the target position, the distance from an arbitrary end of the display screen 201 is minimized. For this reason, it becomes possible to make the measurement error at the time of gaze detection smaller, for example.

距離の算出までの処理は、例えば実際の視線検出を開始するまでに事前に実行しておく。実際の視線検出時には、曲率中心算出部３５３は、仮想光源位置と角膜反射中心とを結ぶ直線上で、瞳孔中心からの距離が、事前に算出した距離となる位置を、角膜曲率中心として算出する。曲率中心算出部３５３が、仮想光源位置と、表示部上の目標画像を示す所定の位置（第３位置）と、瞳孔中心の位置と、角膜反射中心の位置と、から角膜曲率中心（第４位置）を算出する算出部に相当する。 The processing up to the calculation of the distance is executed in advance, for example, before the actual gaze detection is started. At the time of actual line-of-sight detection, the curvature center calculation unit 353 calculates, on the straight line connecting the virtual light source position and the corneal reflection center, a position where the distance from the pupil center is a previously calculated distance as the corneal curvature center. . The curvature center calculation unit 353 calculates the corneal curvature center (fourth) from the virtual light source position, the predetermined position (third position) indicating the target image on the display unit, the pupil center position, and the corneal reflection center position. This corresponds to a calculation unit for calculating (position).

視線検出部３５４は、瞳孔中心と角膜曲率中心とから被験者の視線を検出する。例えば視線検出部３５４は、角膜曲率中心から瞳孔中心へ向かう方向を被験者の視線方向として検出する。 The gaze detection unit 354 detects the gaze of the subject from the pupil center and the corneal curvature center. For example, the gaze detection unit 354 detects the direction from the corneal curvature center to the pupil center as the gaze direction of the subject.

視点検出部３５５は、検出された視線方向を用いて被験者の視点を検出する。視点検出部３５５は、例えば、表示画面２０１で被験者が注視する点である視点（注視点）を検出する。視点検出部３５５は、例えば図２のような三次元世界座標系で表される視線ベクトルとＸＹ平面との交点を、被験者の注視点として検出する。 The viewpoint detection unit 355 detects the viewpoint of the subject using the detected gaze direction. The viewpoint detection unit 355 detects, for example, a viewpoint (gaze point) that is a point on the display screen 201 where the subject gazes. The viewpoint detection unit 355 detects, for example, the intersection of the line-of-sight vector represented in the three-dimensional world coordinate system as shown in FIG. 2 and the XY plane as the gaze point of the subject.

出力制御部３５６は、表示部１０１およびスピーカ２０５などに対する各種情報の出力を制御する。例えば、出力制御部３５６は、表示部１０１上の目標位置に目標画像を出力させる。また、出力制御部３５６は、診断画像、および、評価部３５７による評価結果などの表示部１０１に対する出力を制御する。 The output control unit 356 controls the output of various information to the display unit 101, the speaker 205, and the like. For example, the output control unit 356 causes the target image to be output to the target position on the display unit 101. Further, the output control unit 356 controls the output to the display unit 101 such as a diagnostic image and an evaluation result by the evaluation unit 357.

診断画像は、視線（視点）検出結果に基づく評価処理に応じた画像であればよい。例えば発達障がいを診断する場合であれば、発達障がいの被験者が好む画像（幾何学模様映像など）と、それ以外の画像（人物映像など）と、を含む診断画像を用いてもよい。 The diagnostic image may be an image corresponding to the evaluation process based on the line-of-sight (viewpoint) detection result. For example, in the case of diagnosing a developmental disorder, a diagnostic image including an image (such as a geometric pattern image) preferred by a subject with a developmental disorder and other images (such as a person image) may be used.

また出力制御部３５６は、瞳孔領域および角膜反射領域のうち少なくとも一方の検出状況を示す状況情報（インジケータ）を表示部１０１に表示させる。状況情報の表示方法の詳細は後述する。 Further, the output control unit 356 causes the display unit 101 to display status information (indicator) indicating the detection status of at least one of the pupil region and the corneal reflection region. Details of the status information display method will be described later.

評価部３５７は、診断画像と、視点検出部３５５により検出された注視点とに基づく評価処理を行う。例えば発達障がいを診断する場合であれば、評価部３５７は、診断画像と注視点とを解析し、発達障がいの被験者が好む画像を注視したか否かを評価する。 The evaluation unit 357 performs an evaluation process based on the diagnostic image and the gazing point detected by the viewpoint detection unit 355. For example, in the case of diagnosing a developmental disorder, the evaluation unit 357 analyzes the diagnostic image and the gazing point, and evaluates whether or not the image preferred by the subject with the developmental disorder has been gazed.

図７は、１つの光源を用いると仮定した場合の処理の概要を説明する図である。図３〜図６で説明した要素については同一の符号を付し説明を省略する。図７の例では、２つのＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂの代わりに、１つのＬＥＤ光源２０３が用いられる。 FIG. 7 is a diagram for explaining an outline of processing when it is assumed that one light source is used. The elements described in FIGS. 3 to 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the example of FIG. 7, one LED light source 203 is used instead of the two LED light sources 103a and 103b.

瞳孔中心４０７および角膜反射中心４０８は、それぞれ、１つのＬＥＤ光源２０３を点灯させた際に検出される瞳孔の中心、および、角膜反射点の中心を表している。角膜曲率半径４０９は、角膜表面から角膜曲率中心４１０までの距離を表す。ＬＥＤ光源２０３は、ここでは１個のＬＥＤとしているが、数個の小さいＬＥＤを組み合わせて１ヵ所に配置されたものであっても構わない。 The pupil center 407 and the corneal reflection center 408 respectively represent the center of the pupil and the center of the corneal reflection point detected when one LED light source 203 is turned on. The corneal curvature radius 409 represents the distance from the corneal surface to the corneal curvature center 410. Here, the LED light source 203 is a single LED, but it may be a combination of several small LEDs arranged in one place.

図８は、本実施形態の診断支援装置１００により実行される処理の概要を説明する図である。図３〜図６で説明した要素については同一の符号を付し説明を省略する。 FIG. 8 is a diagram illustrating an outline of processing executed by the diagnosis support apparatus 100 according to the present embodiment. The elements described in FIGS. 3 to 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

角膜反射点６２１は左カメラ１０２ｂで撮影したときの画像上の角膜反射点を表す。角膜反射点６２２は右カメラ１０２ａで撮影したときの画像上の角膜反射点を表す。本実施形態では、右カメラ１０２ａと右カメラ用のＬＥＤ光源１０３ｂ、および、左カメラ１０２ｂと左カメラ用のＬＥＤ光源１０３ａは、例えば右カメラ１０２ａと左カメラ１０２ｂの中間位置を通る直線に対して左右対称の位置関係にある。このため、右カメラ１０２ａと左カメラ１０２ｂの中間位置（仮想光源位置）に仮想光源３０３があるとみなすことができる。角膜反射点６２４は、仮想光源３０３に対応する角膜反射点を表す。角膜反射点６２１の座標値と角膜反射点６２２の座標値を、左右カメラの座標値を三次元世界座標に変換する変換パラメータを用いて変換することにより、角膜反射点６２４の世界座標値が算出できる。仮想光源３０３と角膜反射点６２４を結ぶ直線５２３上に角膜の曲率中心５０５が存在する。従って、図７で表した光源が１ヵ所の視線検出方法と同等の方法で視点検出が可能である。 A corneal reflection point 621 represents a corneal reflection point on the image taken by the left camera 102b. A corneal reflection point 622 represents a corneal reflection point on an image taken by the right camera 102a. In the present embodiment, the right camera 102a and the right camera LED light source 103b, and the left camera 102b and the left camera LED light source 103a are, for example, left and right with respect to a straight line passing through an intermediate position between the right camera 102a and the left camera 102b. Symmetric positional relationship. For this reason, it can be considered that the virtual light source 303 exists at an intermediate position (virtual light source position) between the right camera 102a and the left camera 102b. A corneal reflection point 624 represents a corneal reflection point corresponding to the virtual light source 303. The world coordinate value of the cornea reflection point 624 is calculated by converting the coordinate value of the cornea reflection point 621 and the coordinate value of the cornea reflection point 622 using a conversion parameter for converting the coordinate value of the left and right cameras into the three-dimensional world coordinates. it can. A center of curvature 505 of the cornea exists on a straight line 523 connecting the virtual light source 303 and the cornea reflection point 624. Therefore, the viewpoint can be detected by a method equivalent to the method of detecting the line of sight shown in FIG.

なお右カメラ１０２ａと左カメラ１０２ｂとの位置関係、および、ＬＥＤ光源１０３ａとＬＥＤ光源１０３ｂとの位置関係は、上述の位置関係に限られるものではない。例えば同一の直線に対して、それぞれの位置関係が左右対称となる関係であってもよいし、右カメラ１０２ａと左カメラ１０２ｂと、ＬＥＤ光源１０３ａとＬＥＤ光源１０３ｂとは同一直線上になくてもよい。 The positional relationship between the right camera 102a and the left camera 102b and the positional relationship between the LED light source 103a and the LED light source 103b are not limited to the above-described positional relationship. For example, the positional relationship may be symmetrical with respect to the same straight line, and the right camera 102a, the left camera 102b, the LED light source 103a, and the LED light source 103b may not be on the same straight line. Good.

図９は、視点検出（視線検出）を行う前に、角膜曲率中心位置と、瞳孔中心位置と角膜曲率中心位置との距離を算出する算出処理を説明するための図である。図３〜図６で説明した要素については同一の符号を付し説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram for explaining calculation processing for calculating the corneal curvature center position and the distance between the pupil center position and the corneal curvature center position before performing viewpoint detection (line-of-sight detection). The elements described in FIGS. 3 to 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

目標位置６０５は、表示部１０１上の一点に目標画像等を出して、被験者に見つめさせるための位置である。本実施形態では表示部１０１の画面の中央位置としている。直線６１３は、仮想光源３０３と角膜反射中心６１２とを結ぶ直線である。直線６１４は、被験者が見つめる目標位置６０５（注視点）と瞳孔中心６１１とを結ぶ直線である。角膜曲率中心６１５は、直線６１３と直線６１４との交点である。曲率中心算出部３５３は、瞳孔中心６１１と角膜曲率中心６１５との距離６１６を算出して記憶しておく。 The target position 605 is a position for displaying a target image or the like at one point on the display unit 101 and causing the subject to stare. In this embodiment, the center position of the screen of the display unit 101 is set. A straight line 613 is a straight line connecting the virtual light source 303 and the corneal reflection center 612. A straight line 614 is a straight line connecting the target position 605 (gaze point) that the subject looks at and the pupil center 611. A corneal curvature center 615 is an intersection of the straight line 613 and the straight line 614. The curvature center calculation unit 353 calculates and stores the distance 616 between the pupil center 611 and the corneal curvature center 615.

図１０は、本実施形態の算出処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of calculation processing according to the present embodiment.

まず出力制御部３５６は、表示部１０１の画面上の１点に目標画像を再生し（ステップＳ１０１）、被験者にその１点を注視させる。次に、点灯制御部３５１は、ＬＥＤ駆動制御部３１６を用いてＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂのうち一方を被験者の目に向けて点灯させる（ステップＳ１０２）。制御部３００は、左右カメラ（右カメラ１０２ａ、左カメラ１０２ｂ）のうち点灯したＬＥＤ光源からの距離が長い方のカメラで被験者の目を撮像する（ステップＳ１０３）。次に、点灯制御部３５１は、ＬＥＤ光源１０３ａ、１０３ｂのうち他方を被験者の目に向けて点灯させる（ステップＳ１０４）。制御部３００は、左右カメラのうち点灯したＬＥＤ光源からの距離が長い方のカメラで被験者の目を撮像する（ステップＳ１０５）。 First, the output control unit 356 reproduces the target image at one point on the screen of the display unit 101 (step S101), and causes the subject to gaze at the one point. Next, the lighting control unit 351 uses the LED drive control unit 316 to light one of the LED light sources 103a and 103b toward the eyes of the subject (step S102). The control unit 300 images the eyes of the subject with the camera having the longer distance from the lit LED light source among the left and right cameras (the right camera 102a and the left camera 102b) (step S103). Next, the lighting control unit 351 lights the other of the LED light sources 103a and 103b toward the eyes of the subject (step S104). The control unit 300 images the eyes of the subject with the camera having the longer distance from the lit LED light source among the left and right cameras (step S105).

なお、点灯したＬＥＤ光源からの距離が長いカメラ以外のカメラによる撮像を停止しなくてもよい。すなわち、少なくとも点灯したＬＥＤ光源からの距離が長い方のカメラで被験者の目を撮像し、撮像した画像が座標算出等に利用可能となっていればよい。 Note that it is not necessary to stop imaging by a camera other than the camera having a long distance from the lit LED light source. That is, it is only necessary that the subject's eyes are imaged with a camera having a longer distance from the lit LED light source and the captured image can be used for coordinate calculation or the like.

ＬＥＤ光源１０３ａまたはＬＥＤ光源１０３ｂの照射により、瞳孔部分（瞳孔領域）は暗い部分（暗瞳孔）として検出される。またＬＥＤ照射の反射として、角膜反射の虚像が発生し、明るい部分として角膜反射点（角膜反射中心）が検出される。すなわち、位置検出部３５２は、撮像された画像から瞳孔部分を検出し、瞳孔中心の位置を示す座標を算出する。位置検出部３５２は、例えば目を含む一定領域の中で最も暗い部分を含む所定の明るさ以下の領域を瞳孔部分として検出し、最も明るい部分を含む所定の明るさ以上の領域を角膜反射として検出する。また、位置検出部３５２は、撮像された画像から角膜反射部分（角膜反射領域）を検出し、角膜反射中心の位置を示す座標を算出する。なお、位置検出部３５２は、左右カメラで取得した２つの画像それぞれに対して、各座標値を算出する（ステップＳ１０６）。 By irradiation with the LED light source 103a or the LED light source 103b, the pupil part (pupil region) is detected as a dark part (dark pupil). Further, a corneal reflection virtual image is generated as a reflection of LED irradiation, and a corneal reflection point (corneal reflection center) is detected as a bright portion. That is, the position detection unit 352 detects the pupil portion from the captured image, and calculates coordinates indicating the position of the pupil center. The position detection unit 352 detects, for example, a region below a predetermined brightness including the darkest part in a certain region including the eyes as a pupil part, and a region above the predetermined brightness including the brightest part as corneal reflection. To detect. In addition, the position detection unit 352 detects a corneal reflection portion (corneal reflection region) from the captured image, and calculates coordinates indicating the position of the corneal reflection center. The position detection unit 352 calculates each coordinate value for each of the two images acquired by the left and right cameras (step S106).

なお、左右カメラは、三次元世界座標を取得するために、事前にステレオ較正法によるカメラ較正が行われており、変換パラメータが算出されている。ステレオ較正法は、Ｔｓａｉのカメラキャリブレーション理論を用いた方法など従来から用いられているあらゆる方法を適用できる。 Note that the left and right cameras are pre-calibrated with a stereo calibration method to obtain three-dimensional world coordinates, and conversion parameters are calculated. As the stereo calibration method, any conventionally used method such as a method using Tsai's camera calibration theory can be applied.

位置検出部３５２は、この変換パラメータを使用して、左右カメラの座標から、瞳孔中心と角膜反射中心の三次元世界座標に変換を行う（ステップＳ１０７）。例えば位置検出部３５２は、ＬＥＤ光源１０３ａが点灯されたときに左カメラ１０２ｂにより撮像された画像から得られた座標を左カメラの座標とし、ＬＥＤ光源１０３ｂが点灯されたときに右カメラ１０２ａにより撮像された画像から得られた座標を右カメラの座標として、変換パラメータを用いて三次元世界座標への変換を行う。この結果得られる世界座標値は、仮想光源３０３から光が照射されたと仮定したときに左右カメラで撮像された画像から得られる世界座標値に対応する。曲率中心算出部３５３は、求めた角膜反射中心の世界座標と、仮想光源３０３の中心位置の世界座標とを結ぶ直線を求める（ステップＳ１０８）。次に、曲率中心算出部３５３は、表示部１０１の画面上の１点に表示される目標画像の中心の世界座標と、瞳孔中心の世界座標とを結ぶ直線を算出する（ステップＳ１０９）。曲率中心算出部３５３は、ステップＳ１０８で算出した直線とステップＳ１０９で算出した直線との交点を求め、この交点を角膜曲率中心とする（ステップＳ１１０）。曲率中心算出部３５３は、このときの瞳孔中心と角膜曲率中心との間の距離を算出して記憶部１５０などに記憶する（ステップＳ１１１）。記憶された距離は、その後の視点（視線）検出時に、角膜曲率中心を算出するために使用される。 Using this conversion parameter, the position detection unit 352 converts the coordinates of the left and right cameras to the three-dimensional world coordinates of the pupil center and the corneal reflection center (step S107). For example, the position detection unit 352 uses the coordinates obtained from the image captured by the left camera 102b when the LED light source 103a is turned on as the coordinates of the left camera, and images by the right camera 102a when the LED light source 103b is turned on. Using coordinates obtained from the image as coordinates of the right camera, conversion to three-dimensional world coordinates is performed using conversion parameters. The world coordinate value obtained as a result corresponds to the world coordinate value obtained from the image captured by the left and right cameras when it is assumed that light is emitted from the virtual light source 303. The curvature center calculation unit 353 obtains a straight line connecting the obtained world coordinates of the corneal reflection center and the world coordinates of the center position of the virtual light source 303 (step S108). Next, the curvature center calculation unit 353 calculates a straight line connecting the world coordinates of the center of the target image displayed at one point on the screen of the display unit 101 and the world coordinates of the pupil center (step S109). The curvature center calculation unit 353 obtains an intersection between the straight line calculated in step S108 and the straight line calculated in step S109, and sets the intersection as the corneal curvature center (step S110). The curvature center calculation unit 353 calculates the distance between the pupil center and the corneal curvature center at this time, and stores it in the storage unit 150 or the like (step S111). The stored distance is used to calculate the corneal curvature center at the time of subsequent detection of the viewpoint (line of sight).

算出処理で表示部１０１上の１点を見つめる際の瞳孔中心と角膜曲率中心との間の距離は、表示部１０１内の視点を検出する範囲で一定に保たれている。瞳孔中心と角膜曲率中心との間の距離は、目標画像を再生中に算出された値全体の平均から求めてもよいし、再生中に算出された値のうち何回かの値の平均から求めてもよい。 The distance between the pupil center and the corneal curvature center when looking at one point on the display unit 101 in the calculation process is kept constant within a range in which the viewpoint in the display unit 101 is detected. The distance between the center of the pupil and the center of corneal curvature may be obtained from the average of all the values calculated during playback of the target image, or from the average of several values of the values calculated during playback. You may ask for it.

図１１は、視点検出を行う際に、事前に求めた瞳孔中心と角膜曲率中心との距離を使用して、補正された角膜曲率中心の位置を算出する方法を示した図である。注視点８０５は、一般的な曲率半径値を用いて算出した角膜曲率中心から求めた注視点を表す。注視点８０６は、事前に求めた距離を用いて算出した角膜曲率中心から求めた注視点を表す。 FIG. 11 is a diagram illustrating a method of calculating the corrected position of the corneal curvature center using the distance between the pupil center and the corneal curvature center that is obtained in advance when performing viewpoint detection. A gazing point 805 represents a gazing point obtained from a corneal curvature center calculated using a general curvature radius value. A gazing point 806 represents a gazing point obtained from a corneal curvature center calculated using a distance obtained in advance.

瞳孔中心８１１および角膜反射中心８１２は、それぞれ、視点検出時に算出された瞳孔中心の位置、および、角膜反射中心の位置を示す。直線８１３は、仮想光源３０３と角膜反射中心８１２とを結ぶ直線である。角膜曲率中心８１４は、一般的な曲率半径値から算出した角膜曲率中心の位置である。距離８１５は、事前の算出処理により算出した瞳孔中心と角膜曲率中心との距離である。角膜曲率中心８１６は、事前に求めた距離を用いて算出した角膜曲率中心の位置である。角膜曲率中心８１６は、角膜曲率中心が直線８１３上に存在すること、および、瞳孔中心と角膜曲率中心との距離が距離８１５であることから求められる。これにより一般的な曲率半径値を用いる場合に算出される視線８１７は、視線８１８に補正される。また、表示部１０１の画面上の注視点は、注視点８０５から注視点８０６に補正される。 The pupil center 811 and the corneal reflection center 812 indicate the position of the pupil center and the position of the corneal reflection center calculated at the time of viewpoint detection, respectively. A straight line 813 is a straight line connecting the virtual light source 303 and the corneal reflection center 812. The corneal curvature center 814 is the position of the corneal curvature center calculated from a general curvature radius value. The distance 815 is the distance between the pupil center and the corneal curvature center calculated by the prior calculation process. The corneal curvature center 816 is the position of the corneal curvature center calculated using the distance obtained in advance. The corneal curvature center 816 is obtained from the fact that the corneal curvature center exists on the straight line 813 and the distance between the pupil center and the corneal curvature center is the distance 815. Thus, the line of sight 817 calculated when a general radius of curvature value is used is corrected to the line of sight 818. Also, the gazing point on the screen of the display unit 101 is corrected from the gazing point 805 to the gazing point 806.

図１２は、本実施形態の視線検出処理の一例を示すフローチャートである。例えば、診断画像を用いた診断処理の中で視線を検出する処理として、図１２の視線検出処理を実行することができる。診断処理では、図１２の各ステップ以外に、診断画像を表示する処理、および、注視点の検出結果を用いた評価部３５７による評価処理などが実行される。 FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a line-of-sight detection process according to the present embodiment. For example, the line-of-sight detection process of FIG. 12 can be executed as a process of detecting the line of sight in the diagnostic process using the diagnostic image. In the diagnosis process, in addition to the steps in FIG. 12, a process of displaying a diagnostic image, an evaluation process by the evaluation unit 357 using the detection result of the gazing point, and the like are executed.

ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７は、図１０のステップＳ１０２〜ステップＳ１０８と同様であるため説明を省略する。 Steps S201 to S207 are the same as steps S102 to S108 in FIG.

曲率中心算出部３５３は、ステップＳ２０７で算出した直線上であって、瞳孔中心からの距離が、事前の算出処理によって求めた距離と等しい位置を角膜曲率中心として算出する（ステップＳ２０８）。 The curvature center calculation unit 353 calculates, as the corneal curvature center, a position on the straight line calculated in step S207 and whose distance from the pupil center is equal to the distance obtained by the previous calculation process (step S208).

視線検出部３５４は、瞳孔中心と角膜曲率中心とを結ぶベクトル（視線ベクトル）を求める（ステップＳ２０９）。このベクトルが、被験者が見ている視線方向を示している。視点検出部３５５は、この視線方向と表示部１０１の画面との交点の三次元世界座標値を算出する（ステップＳ２１０）。この値が、被験者が注視する表示部１０１上の１点を世界座標で表した座標値である。視点検出部３５５は、求めた三次元世界座標値を、表示部１０１の二次元座標系で表される座標値（ｘ，ｙ）に変換する（ステップＳ２１１）。これにより、被験者が見つめる表示部１０１上の視点（注視点）を算出することができる。 The line-of-sight detection unit 354 determines a vector (line-of-sight vector) connecting the pupil center and the corneal curvature center (step S209). This vector indicates the line-of-sight direction viewed by the subject. The viewpoint detection unit 355 calculates the three-dimensional world coordinate value of the intersection between the line-of-sight direction and the screen of the display unit 101 (step S210). This value is a coordinate value representing one point on the display unit 101 that the subject gazes in world coordinates. The viewpoint detection unit 355 converts the obtained three-dimensional world coordinate value into a coordinate value (x, y) represented in the two-dimensional coordinate system of the display unit 101 (step S211). Thereby, the viewpoint (gaze point) on the display part 101 which a test subject looks at can be calculated.

（変形例）
瞳孔中心位置と角膜曲率中心位置との距離を算出する算出処理は、図９および図１０で説明した方法に限られるものではない。以下では、算出処理の他の例について図１３および図１４を用いて説明する。 (Modification)
The calculation process for calculating the distance between the pupil center position and the corneal curvature center position is not limited to the method described with reference to FIGS. Hereinafter, another example of the calculation process will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

図１３は、本変形例の算出処理を説明するための図である。図３〜図６および図９で説明した要素については同一の符号を付し説明を省略する。 FIG. 13 is a diagram for explaining the calculation process of the present modification. The elements described in FIGS. 3 to 6 and FIG. 9 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

線分１１０１は、目標位置６０５と仮想光源位置とを結ぶ線分（第１線分）である。線分１１０２は、線分１１０１と平行で、瞳孔中心６１１と直線６１３とを結ぶ線分（第２線分）である。本変形例では、以下のように、線分１１０１、線分１１０２を用いて瞳孔中心６１１と角膜曲率中心６１５との距離６１６を算出して記憶しておく。 A line segment 1101 is a line segment (first line segment) connecting the target position 605 and the virtual light source position. A line segment 1102 is a line segment (second line segment) that is parallel to the line segment 1101 and connects the pupil center 611 and the straight line 613. In this modification, the distance 616 between the pupil center 611 and the corneal curvature center 615 is calculated and stored using the line segment 1101 and the line segment 1102 as follows.

図１４は、本変形例の算出処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of calculation processing according to the present modification.

ステップＳ３０１〜ステップＳ３０９は、図１０のステップＳ１０１〜ステップＳ１０９と同様であるため説明を省略する。 Steps S301 to S309 are the same as steps S101 to S109 in FIG.

曲率中心算出部３５３は、表示部１０１の画面上の１点に表示される目標画像の中心と、仮想光源位置とを結ぶ線分（図１３では線分１１０１）を算出するとともに、算出した線分の長さ（Ｌ１１０１とする）を算出する（ステップＳ３１０）。 The curvature center calculation unit 353 calculates a line segment (the line segment 1101 in FIG. 13) that connects the center of the target image displayed at one point on the screen of the display unit 101 and the virtual light source position, and the calculated line. The length of minutes (referred to as L1101) is calculated (step S310).

曲率中心算出部３５３は、瞳孔中心６１１を通り、ステップＳ３１０で算出した線分と平行な線分（図１３では線分１１０２）を算出するとともに、算出した線分の長さ（Ｌ１１０２とする）を算出する（ステップＳ３１１）。 The curvature center calculation unit 353 calculates a line segment (line segment 1102 in FIG. 13) that passes through the pupil center 611 and is parallel to the line segment calculated in step S310, and calculates the length of the calculated line segment (L1102). Is calculated (step S311).

曲率中心算出部３５３は、角膜曲率中心６１５を頂点とし、ステップＳ３１０で算出した線分を下辺とする三角形と、角膜曲率中心６１５を頂点とし、ステップＳ３１１で算出した線分を下辺とする三角形とが相似関係にあることに基づき、瞳孔中心６１１と角膜曲率中心６１５との間の距離６１６を算出する（ステップＳ３１２）。例えば曲率中心算出部３５３は、線分１１０１の長さに対する線分１１０２の長さの比率と、目標位置６０５と角膜曲率中心６１５との間の距離に対する距離６１６の比率と、が等しくなるように、距離６１６を算出する。 The curvature center calculation unit 353 includes a triangle having the corneal curvature center 615 as a vertex and the line segment calculated in step S310 as a lower side, and a triangle having the corneal curvature center 615 as a vertex and the line segment calculated in step S311 as a lower side. Is a similar relationship, the distance 616 between the pupil center 611 and the corneal curvature center 615 is calculated (step S312). For example, the curvature center calculation unit 353 makes the ratio of the length of the line segment 1102 to the length of the line segment 1101 equal to the ratio of the distance 616 to the distance between the target position 605 and the corneal curvature center 615. The distance 616 is calculated.

距離６１６は、以下の（１）式により算出することができる。なおＬ６１４は、目標位置６０５から瞳孔中心６１１までの距離である。
距離６１６＝（Ｌ６１４×Ｌ１１０２）／（Ｌ１１０１−Ｌ１１０２）・・・（１） The distance 616 can be calculated by the following equation (1). L614 is the distance from the target position 605 to the pupil center 611.
Distance 616 = (L614 × L1102) / (L1101−L1102) (1)

曲率中心算出部３５３は、算出した距離６１６を記憶部１５０などに記憶する（ステップＳ３１３）。記憶された距離は、その後の視点（視線）検出時に、角膜曲率中心を算出するために使用される。 The curvature center calculation unit 353 stores the calculated distance 616 in the storage unit 150 or the like (step S313). The stored distance is used to calculate the corneal curvature center at the time of subsequent detection of the viewpoint (line of sight).

次に、状況情報を表示する処理の詳細について説明する。図１５は、状況情報表示処理の一例を示すフローチャートである。まず診断支援装置１００は、例えば図１２に示すフローチャートに基づいて被験者の注視点検出を行う（ステップＳ４０１）。 Next, details of processing for displaying status information will be described. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the status information display process. First, the diagnosis support apparatus 100 detects a gaze point of a subject based on, for example, the flowchart shown in FIG. 12 (step S401).

上述のように、個人差および環境等の影響によりすべてのカメラ座標値を常に取得することは困難である。取得するカメラ座標値は、例えば以下の座標値Ｖ１〜Ｖ８である。なお右カメラ画像は、右カメラ１０２ａで撮像した画像を表す。また左カメラ画像は、左カメラ１０２ｂで撮像した画像を表す。
（Ｖ１）右カメラ画像中の左目の瞳孔中心の座標値
（Ｖ２）右カメラ画像中の右目の瞳孔中心の座標値
（Ｖ３）右カメラ画像中の左目の角膜反射中心の座標値
（Ｖ４）右カメラ画像中の右目の角膜反射中心の座標値
（Ｖ５）左カメラ画像中の左目の瞳孔中心の座標値
（Ｖ６）左カメラ画像中の右目の瞳孔中心の座標値
（Ｖ７）左カメラ画像中の左目の角膜反射中心の座標値
（Ｖ８）左カメラ画像中の右目の角膜反射中心の座標値 As described above, it is difficult to always obtain all camera coordinate values due to the influence of individual differences and the environment. The camera coordinate values to be acquired are, for example, the following coordinate values V1 to V8. The right camera image represents an image captured by the right camera 102a. The left camera image represents an image captured by the left camera 102b.
(V1) Coordinate value of the pupil center of the left eye in the right camera image (V2) Coordinate value of the pupil center of the right eye in the right camera image (V3) Coordinate value of the corneal reflection center in the right camera image (V4) Right Coordinate value of corneal reflection center of right eye in camera image (V5) Coordinate value of pupil center of left eye in left camera image (V6) Coordinate value of pupil center of right eye in left camera image (V7) In left camera image Coordinate value of corneal reflection center of left eye (V8) Coordinate value of corneal reflection center of right eye in left camera image

図１６は、これらの座標値の取得状況の一例を示す図である。図１６では、右方向が時間の経過を表す。取得状況１６０１〜１６０８は、それぞれ座標値Ｖ１〜Ｖ８の取得状況を表す。各取得状況の斜線部分は、対応する座標値が取得できた期間を表す。斜線のない空白部分は、対応する座標値が取得できなかった期間を表す。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an acquisition situation of these coordinate values. In FIG. 16, the right direction represents the passage of time. Acquisition situations 1601 to 1608 represent acquisition situations of coordinate values V1 to V8, respectively. The hatched portion of each acquisition status represents a period during which the corresponding coordinate value has been acquired. A blank portion without diagonal lines represents a period during which the corresponding coordinate value could not be acquired.

例えば、取得状況１６０２に含まれる空白１６１１は、座標値Ｖ２が取得できなかった期間を表す。取得状況１６０４に含まれる空白１６１２は、座標値Ｖ４が取得できなかった期間を表す。取得状況１６０６に含まれる空白１６１３は、座標値Ｖ６が取得できなかった期間を表す。取得状況１６０８に含まれる空白１６１４は、座標値Ｖ８が取得できなかった期間を表す。 For example, a blank 1611 included in the acquisition status 1602 represents a period during which the coordinate value V2 cannot be acquired. A blank 1612 included in the acquisition status 1604 represents a period during which the coordinate value V4 cannot be acquired. A blank 1613 included in the acquisition status 1606 represents a period during which the coordinate value V6 cannot be acquired. A blank 1614 included in the acquisition status 1608 represents a period during which the coordinate value V8 cannot be acquired.

表示態様１６２０は、状況情報の表示態様の変化を示す。図１６では、空白１６１２および空白１６１４に対応する期間１６２２と、その他の期間１６２１とで、異なる態様で状況情報が表示されることが示されている。 A display mode 1620 indicates a change in the display mode of the status information. In FIG. 16, it is shown that the status information is displayed in a different manner in the period 1622 corresponding to the blank 1612 and the blank 1614 and the other period 1621.

図１６の例では、期間１６２２では、右目の注視点を計算することができない。すなわち、この期間は、注視点が検出できない期間となる。一方、期間１６２１は、注視点が検出できる期間となる。 In the example of FIG. 16, the right-eye gazing point cannot be calculated in the period 1622. In other words, this period is a period during which the point of interest cannot be detected. On the other hand, the period 1621 is a period during which a gazing point can be detected.

図１５に戻り、判定部３５８は、注視点が検出できたか（注視点検出ＯＫ）否か（注視点検出ＮＧ）を判定する（ステップＳ４０２）。注視点が検出できたか否かの判定処理については後述する。 Returning to FIG. 15, the determination unit 358 determines whether or not a gaze point has been detected (gaze point detection OK) or not (gaze point detection NG) (step S402). A process for determining whether or not a gaze point has been detected will be described later.

注視点が検出できた場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、出力制御部３５６は、注視点が検出されていることを示す状況情報（例えば薄緑色の正方形など）を表示部１０１に表示させる（ステップＳ４０３）。図１６の例では、期間１６２１では注視点が検出できたと判定され、注視点が検出されていることを示す状況情報が表示される。 When the gazing point can be detected (step S402: Yes), the output control unit 356 causes the display unit 101 to display status information (for example, a light green square) indicating that the gazing point is detected (step S403). ). In the example of FIG. 16, it is determined that the gazing point has been detected in the period 1621, and status information indicating that the gazing point has been detected is displayed.

図１７は、状況情報の表示例を示す図である。図１７の例では、出力制御部３５６は、診断画像より上に状況情報１７０１を表示させている。これにより、状況情報１７０１を被験者に気付かせにくくすることができる。 FIG. 17 is a diagram illustrating a display example of status information. In the example of FIG. 17, the output control unit 356 displays the status information 1701 above the diagnostic image. Thereby, it is possible to make it difficult for the subject to notice the situation information 1701.

図１５に戻り、注視点が検出できなかった場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、出力制御部３５６は、注視点が検出されていないことを示す状況情報（例えば薄赤色の正方形など）を表示部１０１に表示させる（ステップＳ４０４）。 Returning to FIG. 15, when the gazing point cannot be detected (step S402: No), the output control unit 356 displays status information (for example, a light red square) indicating that the gazing point is not detected. (Step S404).

図１８は、注視点が検出されていないことを示す状況情報の表示例を示す図である。図１８の例では、出力制御部３５６は、図１７の状況情報１７０１とは異なる色の状況情報１８０１を表示させる。なお、出力制御部３５６は、注視点が検出されていない場合のみ、状況情報を表示させるように構成してもよい。 FIG. 18 is a diagram illustrating a display example of status information indicating that a gazing point is not detected. In the example of FIG. 18, the output control unit 356 displays status information 1801 of a color different from the status information 1701 of FIG. Note that the output control unit 356 may be configured to display the status information only when the gazing point is not detected.

図１５に戻り、出力制御部３５６は、測定（注視点検出）が終了したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。終了していない場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、ステップＳ４０１に戻り処理を繰り返す。測定が終了した場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、状況情報表示処理を終了する。 Returning to FIG. 15, the output control unit 356 determines whether or not the measurement (gaze point detection) has ended (step S <b> 405). If not completed (step S405: No), the process returns to step S401 to repeat the process. When the measurement is finished (step S405: Yes), the situation information display process is finished.

上記のように出力制御部３５６は、被験者が気付きにくい態様で状況情報を表示させる。例えば出力制御部３５６は、表示部１０１の画面上の目立たない位置（外周部、または、四隅のいずれか、など）に状況情報を表示させる。被験者が、上方から表示部１０１を見下ろすような位置にいる場合は、表示部１０１の左上隅または右上隅に状況情報を表示させるのが望ましい。これにより、被験者に気づかれにくく、診断者がより容易に状況情報を確認可能となる。また、例えば右利きの診断者が右側から診断して、診断結果の入力等を表示部１０１の右側で行うような場合、表示部１０１の左上に状況情報を表示させてもよい。逆に左利きの診断者の場合は、表示部１０１の右上に状況情報を表示させてもよい。出力制御部３５６は、表示部１０１の診断画像にかからない領域、かつ、診断画像に対して上方に状況情報を表示させることが望ましい。 As described above, the output control unit 356 displays the situation information in a manner in which the subject is difficult to notice. For example, the output control unit 356 causes the status information to be displayed at an inconspicuous position on the screen of the display unit 101 (such as one of the outer periphery and the four corners). When the subject is at a position looking down on the display unit 101 from above, it is desirable to display the situation information in the upper left corner or upper right corner of the display unit 101. This makes it difficult for the subject to notice and allows the diagnostician to check the status information more easily. For example, when a right-handed diagnostician diagnoses from the right side and inputs a diagnosis result or the like on the right side of the display unit 101, the status information may be displayed on the upper left side of the display unit 101. Conversely, in the case of a left-handed diagnostician, status information may be displayed on the upper right of the display unit 101. It is desirable that the output control unit 356 display the status information on a region that does not cover the diagnostic image on the display unit 101 and above the diagnostic image.

また状況情報の面積は、第三者が把握できる最小限の面積とする。例えば状況情報の大きさは、２〜３ｍｍ四方程度とする。診断画像に幾何学模様の画像が含まれる場合、この幾何学模様の画像より小さい大きさの状況情報を表示してもよい。これにより、例えば画面から７０ｃｍ程度離れている被験者からはほとんど気付かれることがない。 The area of status information shall be the minimum area that can be grasped by a third party. For example, the size of the situation information is about 2 to 3 mm square. When the diagnostic image includes a geometric pattern image, the situation information having a size smaller than the geometric pattern image may be displayed. Thereby, for example, it is hardly noticed by a subject who is about 70 cm away from the screen.

状況情報の色は、目立たない単一の色（彩度の低い色など）とする。例えば目立たない赤系の色として、ＲＧＢ値で（２１６、８４、９４）の色を用いることができる。また目立たない緑系の色として、ＲＧＢ値で（１０５、１６０、３７）の色を用いることができる。なお、これらのＲＧＢ値のＨＳＶ色空間での値はそれぞれ以下となる。
赤系：ＨＳＶ（９８、６１、８４）
緑系：ＨＳＶ（２３、７６、６２） The color of the status information is a single inconspicuous color (such as a low-saturation color). For example, as the inconspicuous reddish color, RGB values (216, 84, 94) can be used. Further, as an inconspicuous greenish color, a color of (105, 160, 37) can be used as an RGB value. The values of these RGB values in the HSV color space are as follows.
Red: HSV (98, 61, 84)
Green: HSV (23, 76, 62)

この例では、彩度は６１％および７６％である。このように、出力制御部３５６は、状況情報の色の彩度を最大値の６０％〜７０％程度としてもよい。 In this example, the saturation is 61% and 76%. As described above, the output control unit 356 may set the color saturation of the situation information to about 60% to 70% of the maximum value.

出力制御部３５６は、表示されている診断画像に応じて目立たない色を状況情報の色として選択してもよい。出力制御部３５６は、診断画像と見分けが付きにくくするために状況情報を半透明（例えば透明度７０％）にして表示させてもよい。 The output control unit 356 may select an inconspicuous color as the color of the situation information according to the displayed diagnostic image. The output control unit 356 may display the situation information in a translucent state (for example, a transparency of 70%) in order to make it difficult to distinguish from the diagnostic image.

次に、注視点が検出できたか否かの判定処理の詳細について説明する。上記のように、判定部３５８は、例えば瞳孔領域および角膜反射領域の輝度および面積を用いて、各領域が正常に検出できているかを判定する。判定部３５８は、右カメラ画像か左カメラ画像か、右目か左目か、および、瞳孔領域か角膜反射領域かの組み合わせ（８パターン）それぞれに対して判定処理を実行できる。上記座標値Ｖ１〜Ｖ８は、この８パターンの組み合わせのいずれかに対応する。例えば右カメラ画像中の左目の瞳孔領域が正常に検出できていることは、座標値Ｖ１が正常に取得できていることに相当する。判定処理を実行するタイミングは任意であるが、例えば各領域が検出されるごと（フレームごとなど）に実行してよい。これにより、注視点の検出状況をリアルタイムに把握可能となる。 Next, the details of the process for determining whether or not a gaze point has been detected will be described. As described above, the determination unit 358 determines, for example, whether each region can be normally detected using the luminance and area of the pupil region and the corneal reflection region. The determination unit 358 can execute determination processing for each of the right camera image or the left camera image, the right eye or the left eye, and the combination (8 patterns) of the pupil region or the corneal reflection region. The coordinate values V1 to V8 correspond to any of these eight pattern combinations. For example, the fact that the pupil region of the left eye in the right camera image can be detected normally corresponds to the fact that the coordinate value V1 can be acquired normally. Although the timing for executing the determination process is arbitrary, it may be executed every time each area is detected (for example, every frame). As a result, the detection state of the gazing point can be grasped in real time.

判定部３５８は、例えば領域の輝度が予め定められた範囲（第１範囲）に含まれる場合、この領域が正常に検出できていると判定する。また、判定部３５８は、例えば領域の面積が予め定められた範囲（第２範囲）に含まれる場合、この領域が正常に検出できていると判定する。第１範囲および第２範囲は、「人の目の大きさ、および、明るさ」等の最大値と最小値を設定することにより定められる。 For example, when the luminance of the region is included in a predetermined range (first range), the determination unit 358 determines that the region can be normally detected. For example, when the area of the region is included in a predetermined range (second range), the determination unit 358 determines that the region can be normally detected. The first range and the second range are determined by setting a maximum value and a minimum value such as “the size and brightness of a human eye”.

また例えば判定部３５８は、真円度が予め定められた閾値以上の場合に、瞳孔領域が検出されていると判定する。真円度を求める方法は任意であるが、例えば以下の方法を適用できる。まず判定部３５８は、円周上の任意の複数の点を選択し、選択した点を通る円の中心を求める。判定部３５８は、この処理を複数回実行し、求められた中心の「ばらつき度合い」を示す標準偏差などを真円度として算出する。真円度とは、円形形体の幾何学的に正しい円からの狂いの大きさである。 Further, for example, the determination unit 358 determines that the pupil region is detected when the roundness is equal to or greater than a predetermined threshold. Although the method for obtaining the roundness is arbitrary, for example, the following method can be applied. First, the determination unit 358 selects a plurality of arbitrary points on the circumference, and obtains the center of the circle passing through the selected points. The determination unit 358 executes this process a plurality of times, and calculates a standard deviation or the like indicating the obtained “degree of variation” at the center as the roundness. Roundness is the amount of deviation from a geometrically correct circle of a circular feature.

状況情報は、表示部１０１に表示する方法に限られるものではない。例えば表示部の側面等に装着されたＬＥＤなどにより状況情報を表示してもよい。図１９は、このように構成された表示部１９０１の一例を示す図である。図１９に示すように、表示部１９０１は、側面の上部に照明部１９１１を備えている。照明部１９１１は、例えば赤および緑に点灯可能なＬＥＤなどにより構成できる。出力制御部３５６は、例えば領域が検出されている場合に照明部１９１１を緑に点灯させ、領域が検出されていない場合に照明部１９１１を赤に点灯させる。 The situation information is not limited to the method of displaying on the display unit 101. For example, the status information may be displayed by an LED mounted on the side surface of the display unit. FIG. 19 is a diagram showing an example of the display unit 1901 configured as described above. As shown in FIG. 19, the display unit 1901 includes an illumination unit 1911 on the upper side. The illumination unit 1911 can be configured by, for example, LEDs that can be lit in red and green. For example, the output control unit 356 lights the illumination unit 1911 in green when a region is detected, and turns on the illumination unit 1911 in red when a region is not detected.

出力制御部３５６は、瞳孔領域の検出状況、および、角膜反射領域の検出状況の組み合わせに応じて異なる態様で状況情報を表示させてもよい。以下では上記の座標値Ｖ１〜Ｖ８のうち検出できた座標値の個数に応じて状況情報の色を決定する例を示す。 The output control unit 356 may display the status information in a different manner depending on the combination of the detection status of the pupil region and the detection status of the corneal reflection region. In the following, an example in which the color of the situation information is determined according to the number of coordinate values detected from the coordinate values V1 to V8 will be described.

図２０は、この例での座標値の取得状況の一例を示す図である。図２０では、右方向が時間の経過を表す。取得状況２００１〜２００８は、それぞれ座標値Ｖ１〜Ｖ８の取得状況を表す。各取得状況の斜線部分は、対応する座標値が取得できた期間を表す。斜線のない空白部分は、対応する座標値が取得できなかった期間を表す。 FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a coordinate value acquisition situation in this example. In FIG. 20, the right direction represents the passage of time. Acquisition status 2001-2008 represents the acquisition status of coordinate values V1-V8, respectively. The hatched portion of each acquisition status represents a period during which the corresponding coordinate value has been acquired. A blank portion without diagonal lines represents a period during which the corresponding coordinate value could not be acquired.

例えば、取得状況２００３に含まれる空白２０１１は、座標値Ｖ３が取得できなかった期間を表す。取得状況２００４に含まれる空白２０１２は、座標値Ｖ４が取得できなかった期間を表す。取得状況２００７に含まれる空白２０１３は、座標値Ｖ７が取得できなかった期間を表す。取得状況２００８に含まれる空白２０１４は、座標値Ｖ８が取得できなかった期間を表す。 For example, the blank 2011 included in the acquisition status 2003 represents a period during which the coordinate value V3 could not be acquired. A blank 2012 included in the acquisition status 2004 represents a period during which the coordinate value V4 cannot be acquired. A blank 2013 included in the acquisition status 2007 represents a period during which the coordinate value V7 cannot be acquired. A blank 2014 included in the acquisition status 2008 represents a period during which the coordinate value V8 cannot be acquired.

表示態様２０２１は、状況情報の表示態様の変化を示す。図２０では、期間２０２２〜２０２４、期間２０２５、および、残りの期間で、それぞれ異なる態様で状況情報が表示されることが示されている。 A display mode 2021 indicates a change in the display mode of the status information. FIG. 20 shows that the status information is displayed in different modes in the periods 2022 to 2024, the period 2025, and the remaining periods.

例えば残りの期間では、すべての座標値が取得できているため、出力制御部３５６は状況情報を水色に設定する。 For example, in the remaining period, since all coordinate values have been acquired, the output control unit 356 sets the status information to light blue.

期間２０２２では、座標値Ｖ３（左目角膜反射中心座標）のみ検出不可となり、角膜反射中心座標値の取得数は３つに減少する。このため出力制御部３５６は、状況情報を黄色に変更する。また、期間２０２３、２０２４でも同様に角膜反射中心座標値の取得数は３つなので、出力制御部３５６は、状況情報を黄色に設定する。一方、期間２０２５では、座標値Ｖ７、Ｖ８（左カメラの右目および左目の角膜反射座標値）が検出不可となり、角膜反射中心座標値の取得数は２つに減少する。このため出力制御部３５６は、状況情報を赤色に変更する。 In the period 2022, only the coordinate value V3 (left eye corneal reflection center coordinate) cannot be detected, and the number of acquired corneal reflection center coordinate values is reduced to three. Therefore, the output control unit 356 changes the status information to yellow. Similarly, since the number of acquired corneal reflection center coordinate values is three in the periods 2023 and 2024, the output control unit 356 sets the status information to yellow. On the other hand, in the period 2025, the coordinate values V7 and V8 (the corneal reflection coordinate values of the right eye and the left eye of the left camera) cannot be detected, and the number of acquired corneal reflection center coordinate values is reduced to two. Therefore, the output control unit 356 changes the status information to red.

瞳孔中心座標値の取得数についても角膜反射と同じ考え方で、取得数に応じて状況情報の色を変化させることができる。また、瞳孔と角膜反射の組み合わせ、左右の目の組み合わせ、左右カメラの組み合わせなども同様である。 Regarding the number of pupil center coordinate values acquired, the color of the situation information can be changed according to the number of acquisitions in the same way as corneal reflection. The same applies to combinations of pupils and corneal reflections, left and right eyes, and left and right cameras.

判定部３５８が、瞳孔領域または角膜反射の検出状況を段階的に判定し、出力制御部３５６が、段階的な判定結果に応じて異なる態様で状況情報を表示させてもよい。以下では、瞳孔領域の検出状況を段階的に評価する方法について説明する。 The determination unit 358 may determine the detection status of the pupil region or corneal reflection step by step, and the output control unit 356 may display the state information in a different manner depending on the stepwise determination result. Below, the method to evaluate the detection condition of a pupil region in steps is demonstrated.

図２１は、この例での座標値の取得状況の一例を示す図である。図２１は、瞳孔中心座標値が取得できている場合でも、瞳孔検出の精度に応じて状況情報の表示態様を変更する例を示す。図２１では、右方向が時間の経過を表す。取得状況２１０１〜２１０８は、それぞれ座標値Ｖ１〜Ｖ８の取得状況を表す。図２１に示すように、座標値Ｖ１〜Ｖ８は正常に取得できている。 FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a coordinate value acquisition situation in this example. FIG. 21 shows an example in which the display mode of the situation information is changed according to the accuracy of pupil detection even when the pupil center coordinate value can be acquired. In FIG. 21, the right direction represents the passage of time. Acquisition situations 2101 to 2108 represent acquisition situations of coordinate values V1 to V8, respectively. As shown in FIG. 21, the coordinate values V1 to V8 can be normally acquired.

表示態様２１２１は、状況情報の表示態様の変化を示す。図２１では、期間２１２２、期間２１２３、および、期間２１２４で、それぞれ異なる態様で状況情報が表示されることが示されている。 A display mode 2121 indicates a change in the display mode of the status information. FIG. 21 shows that the status information is displayed in a different manner in each of the period 2122, the period 2123, and the period 2124.

図２２〜図２４は、右カメラ画像中の左目の瞳孔（取得状況２１０１に対応）の様子を模式的に示す図である。 22 to 24 are diagrams schematically illustrating the state of the pupil of the left eye (corresponding to the acquisition situation 2101) in the right camera image.

図２４は、図２１の期間２１２２における瞳孔の様子を示す。図２２は、図２１の期間２１２３における瞳孔の様子を示す。図２３は、図２１の期間２１２４における瞳孔の様子を示す。 FIG. 24 shows a state of the pupil in the period 2122 of FIG. FIG. 22 shows a state of the pupil in the period 2123 of FIG. FIG. 23 shows a state of the pupil in the period 2124 of FIG.

判定部３５８は、瞳孔領域の検出状況を段階的に評価する評価値（瞳孔検出の精度を示す値）として、瞳孔領域の輪郭と瞳孔領域の輪郭の近似円とが重複する度合い（瞳孔領域と近似円との間で一致するピクセルの個数の割合など）を用いることができる。この評価値は真円度として用いることもできる。図２２〜図２４では、瞳孔輪郭２２０１と近似円２２０２、瞳孔輪郭２３０１と近似円２３０２、および、瞳孔輪郭２４０１と近似円２４０２が、それぞれ比較される。図２２〜図２４では、瞳孔領域の輪郭の円周と瞳孔領域の輪郭の近似円の円周との重なりによって判断しているが、瞳孔領域の輪郭の円周に限らず、瞳孔領域の輪郭の円の面積の重なりによって判断してもよい。 The determination unit 358 uses, as an evaluation value (a value indicating the accuracy of pupil detection) for evaluating the detection status of the pupil region in stages, the degree of overlap between the pupil region outline and the approximate circle of the pupil region outline (the pupil area and For example, the ratio of the number of matching pixels with the approximate circle). This evaluation value can also be used as roundness. 22 to 24, the pupil contour 2201 and the approximate circle 2202, the pupil contour 2301 and the approximate circle 2302, and the pupil contour 2401 and the approximate circle 2402 are compared, respectively. In FIG. 22 to FIG. 24, the determination is based on the overlap between the circumference of the outline of the pupil area and the circumference of the approximate circle of the outline of the pupil area. You may judge by the overlap of the area of a circle.

図２２〜図２４の例では、図２４が最も良い状態（一致するピクセル数の割合が大きい）であり、図２２が中程度の状態であり、図２３が悪い状態である。 In the examples of FIGS. 22 to 24, FIG. 24 is the best state (the ratio of the number of matching pixels is large), FIG. 22 is the medium state, and FIG. 23 is the bad state.

従って、図２１の期間２１２２では瞳孔取得の状況が最も良い状態のため、状況情報は例えば水色に設定される。図２１の期間２１２３では瞳孔取得の状況が１段階悪化している状態のため、状況情報は例えば黄色に設定される。図２１の期間２１２４では瞳孔取得の状況が３段階の中で最も悪化している状態のため、状況情報は例えば赤色に設定される。 Accordingly, since the pupil acquisition state is the best in the period 2122 of FIG. 21, the state information is set to light blue, for example. In the period 2123 in FIG. 21, the situation information is set to yellow, for example, because the pupil acquisition situation has deteriorated by one stage. In the period 2124 in FIG. 21, the situation of pupil acquisition is in the most deteriorated state among the three stages, so the situation information is set to, for example, red.

各段階のいずれに属するかは、例えば予め定められた２つの閾値を用いて判定してもよい。評価する段階を２段階に設定した場合は、１つの閾値を用いて判定すればよい。また、評価段階を無限に設定し、評価値の値に応じて状況情報の色を連続的に変化させてもよい。 Which one of the stages belongs may be determined using, for example, two predetermined threshold values. When the evaluation stage is set to two stages, the determination may be made using one threshold value. Further, the evaluation stage may be set to infinite, and the color of the situation information may be continuously changed according to the value of the evaluation value.

段階的に評価する方法は上記に限られるものではない。例えば、領域の輝度で判定する場合、判定に用いる範囲を複数設定し、輝度が含まれる範囲によって領域の検出状況を段階的に評価してもよい。同様に、領域の面積についても判定に用いる範囲を複数設定してもよい。 The method of evaluating in stages is not limited to the above. For example, when the determination is made based on the luminance of the region, a plurality of ranges used for the determination may be set, and the detection status of the region may be evaluated step by step based on the range including the luminance. Similarly, a plurality of ranges used for determination may be set for the area of the region.

以上のように、本実施形態によれば、例えば以下のような効果が得られる。
（１）被験者に表示部を注視させた状態でも、被験者に気付かれることなく、第三者が被験者の注視点の検出状況を確認することが可能となる。
（２）２つの光源のうち、２台のカメラからそれぞれ遠い光源を点灯させたときの画像を撮影し使用することにより、瞳孔だけをより暗く撮影でき、瞳孔検出精度、および視線検出精度を向上させることができる。
（３）それぞれカメラから遠い１つの光源を使用するため、従来の方法に比べ２つの光源の位置を離す必要がなくコンパクトにすることが可能である。 As described above, according to the present embodiment, for example, the following effects can be obtained.
(1) Even in a state where the subject gazes at the display unit, a third party can confirm the detection state of the subject's gaze point without being noticed by the subject.
(2) By taking and using images of two light sources when the light sources far from the two cameras are turned on, only the pupil can be taken darker, improving pupil detection accuracy and line-of-sight detection accuracy. Can be made.
(3) Since one light source far from the camera is used, it is not necessary to separate the positions of the two light sources as compared with the conventional method, and it is possible to make it compact.

１００診断支援装置
１０１表示部
１０２ａ右カメラ
１０２ｂ左カメラ
１０３ａ、１０３ｂＬＥＤ光源
１５０記憶部
２０１表示画面
２０５スピーカ
３００制御部
３１３駆動・ＩＦ部
３１６ＬＥＤ駆動制御部
３２２スピーカ駆動部
３５１点灯制御部
３５２位置検出部
３５３曲率中心算出部
３５４視線検出部
３５５視点検出部
３５６出力制御部
３５７評価部
３５８判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Diagnosis support apparatus 101 Display part 102a Right camera 102b Left camera 103a, 103b LED light source 150 Storage part 201 Display screen 205 Speaker 300 Control part 313 Drive / IF part 316 LED drive control part 322 Speaker drive part 351 Lighting control part 352 Position detection Unit 353 center of curvature calculation unit 354 gaze detection unit 355 viewpoint detection unit 356 output control unit 357 evaluation unit 358 determination unit

Claims

被験者の眼球の画像から瞳孔を示す第１領域と、角膜反射を示す第２領域と、を検出し、前記第１領域における瞳孔中心と前記第２領域における角膜反射中心とを算出する検出部と、
曲率中心算出部により前記角膜反射中心と仮想光源位置とから角膜曲率中心を算出し、視線検出部により前記瞳孔中心と前記角膜曲率中心とから視線方向を検出し、視点検出部により前記視線方向から注視点を検出する場合において、前記第１領域および前記第２領域の検出状況を判定するとともに、前記第１領域および前記第２領域が検出できなかった場合に、注視点が検出できなかったと判定する判定部と、
前記判定部で注視点が検出できなかった場合に、注視点が検出できなかったことを示す情報を表示部に表示させる出力制御部と、
を備える、
視線検出装置。 A detection unit for detecting a first region indicating a pupil and a second region indicating corneal reflection from an image of a subject's eyeball, and calculating a pupil center in the first region and a corneal reflection center in the second region; ,
A curvature center calculation unit calculates a corneal curvature center from the corneal reflection center and the virtual light source position, a gaze detection unit detects a gaze direction from the pupil center and the corneal curvature center, and a viewpoint detection unit detects the gaze direction from the gaze direction. in the case of detecting the fixation point determination, as well as determining the detection conditions of the first region and the second region, when the first region and the second region can not be detected, and the gaze point is not detected A determination unit to perform,
An output control unit that displays information indicating that the gazing point could not be detected on the display unit when the gazing point could not be detected by the determination unit;
Comprising
Gaze detection device.

前記判定部は、前記第１領域および前記第２領域の輝度または面積が予め定められた範囲に含まれない場合、注視点が検出できなかったと判定し、
前記判定部は、前記第１領域の真円度が予め定められた閾値以下の場合、前記第１領域が検出できなかったと判定する、
請求項１に記載の視線検出装置。 The determination unit determines that a gazing point could not be detected when the luminance or area of the first region and the second region is not included in a predetermined range,
The determination unit determines that the first region could not be detected when the roundness of the first region is equal to or less than a predetermined threshold.
The gaze detection apparatus according to claim 1.

被験者の眼球の画像から瞳孔を示す第１領域と、角膜反射を示す第２領域と、を検出し、前記第１領域における瞳孔中心と前記第２領域における角膜反射中心とを算出する検出ステップと、
前記角膜反射中心と仮想光源位置とから角膜曲率中心を算出し、前記瞳孔中心と前記角膜曲率中心とから視線方向を検出し、前記視線方向から注視点を検出する場合において、前記第１領域および前記第２領域の検出状況を判定するとともに、前記第１領域および前記第２領域が検出できなかった場合に、注視点が検出できなかったと判定する判定ステップと、
前記判定ステップで注視点が検出できなかった場合に、注視点が検出できなかったことを示す情報を表示部に表示させる出力制御ステップと、
を含む、
視線検出方法。 A detection step of detecting a first region indicating a pupil and a second region indicating corneal reflection from an image of the eyeball of the subject, and calculating a pupil center in the first region and a corneal reflection center in the second region; ,
When calculating the corneal curvature center from the corneal reflection center and the virtual light source position, detecting a gaze direction from the pupil center and the corneal curvature center, and detecting a gaze point from the gaze direction, the first region and with determining the state of detection of the second region, when the first region and the second region can not be detected, a determination step and the gazing point is not detected,
An output control step for displaying information indicating that the gazing point could not be detected on the display unit when the gazing point could not be detected in the determination step ;
including,
Gaze detection method.