DE19509689C2

DE19509689C2 - Verfahren zum Erfassen einer Vigilanz einer Person

Info

Publication number: DE19509689C2
Application number: DE19509689A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Shimotani; Minoru Nishida; Akira Okada; Toshihide Satake; Shoichi Washino; Futoshi Okawa; Hiromi Terashita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2015-03-08
Also published as: US5795306A; US5573006A; JP3293308B2; JPH07249197A; DE19509689A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Verfahren dieser Art verwenden den den organischen Zustand erfassenden Apparat, der in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 63- 217500 offenbart ist, und den Apparat zur Verhinde rung der Fahrerschläfrigkeit, der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 3-14655 offenbart ist. Diese Apparate haben jeweils ein Sende-Empfangs- Gerät, das auf dem von der Person getragenen Brillen rahmen befestigt ist. Im Betrieb erfaßt der Apparat die Reflexion von den Augenlidern oder von den Horn häuten, um festzustellen, ob die Vigilanz geöffnet oder geschlossen sind, wodurch der Körperzustand der Person erfaßt wird. Ein Hauptnachteil dieses Typs von Apparaten ist das ärgerliche Erfordernis für die Per son, den Brillenrahmen zu tragen.

Es existieren andere herkömmliche Apparate, die in der Lage sind, Vigilanz in einer nichtberührenden Weise zu erfassen, ohne daß von der Person gefordert wird, irgendwelche Detektoren zu tragen, die einwand freie von der Person vorgenommene Tätigkeit oder Ope ration behindern würde. Ein derartiger Apparat ist der Apparat zum Erkennen der Augenposition, der in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Sho 60-158303 offenbart ist. Der offenbarte Appa rat weist eine Kamera, die Gesichtsbilder von der Person aufnimmt, und Mittel zum Erfassen von Pupil len- und Augenlidbewegungen durch die Bildverarbei tung auf der Grundlage der aufgenommenen Bilder auf. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des offenbarten Apparates, der als ein Apparat zum Erfassen der Schläfrigkeit verwendet wird. In Fig. 1 sind eine Person 1, eine Infrarot-LED 2, die Person 1 beleuch tet und die eine mittlere Beleuchtungswellenlänge von 860 nm hat, eine CCD-Kamera 3, die Gesichtsbilder der Person in elektrische Signale umwandelt, ein Bildauf nahme-Speicher 10, der vorübergehend die Ausgangsda ten der CCD-Kamera speichert, eine Merkmalspunkt- Extraktionsschaltung 20, die Pupillenbewegung aus den Daten im Bildaufnahme-Speicher 10 herauszieht, und eine Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40, welche prüft, ob die Person schläfrig ist durch Erfassen der Augenlid-Bewegung aus den von der Merkmalspunkt- Extraktionsschaltung 20 gelieferten Daten, gezeigt.

Im Betrieb beleuchtet die Infrarot-LED 2 die Person 1. Das Bild der Person 1 wird in die CCD-Kamera 3 eingegeben, die so positioniert ist, daß sie Bilder eines vorbestimmten Bereichs enthaltend das Gesicht der Person 1 aufnehmen kann. Der Bildaufnahme-Spei cher 10 empfängt die Ausgangsdaten der CCD-Kamera 3 und nimmt diese auf. Die Merkmalspunkt-Extraktions schaltung 20 zieht die Pupillenstellung, Augenstel lung, Gesichtsorientierung und andere Merkmale durch Bildverarbeitung auf der Grundlage der Daten vom Bildaufnahme-Speicher 10 heraus. Wenn beispielsweise die Pupillenbewegung durch die Merkmalspunkt-Extrak tionsschaltung 20 herausgezogen wird, erfaßt die Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 die augen scheinliche Anwesenheit oder Abwesenheit der Pupil len. Wenn die Pupillen augenscheinlich für eine vor bestimmte Zeitspanne abwesend sind, bestimmt die Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40, daß die Per son 1 schläfrig ist.

Fig. 2 ist eine Ansicht eines in dem herkömmlichen Apparat nach Fig. 1 verwendeten Infrarotbildes. Fig. 2 zeigt die Iris 4, die Lederhaut 5, die Pupille 6 und die Gesichtsoberfläche 7. In dem so erhaltenen Bild erscheinen die Gesichtsoberfläche 7 etwas dun kel, die Lederhaut 5 dunkler als die Gesichtsoberflä che 7, die Iris 4 dunkler als die Lederhaut 5 und die Pupille 6 noch dunkler als die Iris 4.

Ein Nachteil dieses wie vorstehend dargestellten strukturierten Vigilanz-Erfassungsapparates besteht darin, daß er eine komplizierte Bildverarbeitung be nötigt, durch welche die Augenlid-Bewegung erfaßt werden soll. Insbesondere wird das erhaltene Bild ei ner Filter-Berechnung und dann einer Kantenerfassung unterzogen. Die Gestalt der erfaßten Kante wird ver wendet, um einen Mustererkennungsvorgang durchzufüh ren, durch welchen die Augenlider darstellenden kreisförmigen Bögen zu finden sind. Wenn die Augen lid-Stellung bestimmt ist, wird die Augenlidform in weiteren Einzelheiten berechnet. Während der Kan tenerfassung sind die kreisförmigen Bögen schwer zu finden, wenn die Kante nicht glatt erfaßt wird auf grund der Anwesenheit von Rauschen oder anderen Stö rungen. All dies trägt dazu bei, daß die Bildverar beitung ein zeitaufwendiger und komplizierter Vorgang ist.

In der Zwischenzeit wurde ein System vorgeschlagen, das die Augenposition durch eine sehr einfache Bild verarbeitung wie Binärverarbeitung erfaßt. Dieses Sy stem weist eine Koaxialbeleuchtungs-Vorrichtung auf, das die Gesichtsoberfläche der Person beleuchtet, um Bilder der Reflexion an der Netzhaut für die verein fachte Bildverarbeitung aufzunehmen, wie in "Prototy pe of Gaze Direction Detection Apparatus Permitting Pupil Data Extraction and Head Movement" (Technical Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan; D-II, Band J76- D-II, Nr. 3) diskutiert ist. Die Koaxialbeleuchtungs- Vorrichtung ist eine Vorrichtung, in der die opti schen Achse der Kamera und die Richtung der Beleuch tung zusammenfallen.

Aus der DE 38 03 916 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrtauglichkeit eines Fahrzeugführers während der Fahrt bekannt. Hierbei werden Ermüdung oder mangelnde Aufmerksamkeit durch Auswerten von Augenreaktionen auf stimulierende Reize festgestellt. Diese können dadurch beurteilt werden, daß die Zeit des Ausrichtens der Augen länger wird und außerdem die allererste Ausrichtung des Augapfels mit zunehmender Ermüdung ungenauer wird.

Ausgehend von der DE 38 03 916 A1 ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erfas sen einer Vigilanz einer Person auf der Grundlage von Augenparametern, bei dem das Gesicht der Person be leuchtet wird und das von dem Gesicht reflektierte Licht in entsprechende elektrische Signale umgewan delt wird, wobei die Richtungen des das Gesicht be leuchtenden Lichts und des vom Gesicht reflektierten Lichts zumindest annähernd zusammenfallen, und bei dem weiterhin die die Augenparameter betreffenden Si gnale aus den erzeugten elektrischen Signalen heraus gezogen werden, anzugeben, mit dem auf einfache Weise die Vigilanz der Person bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die eine Pupillenposition und/oder Pupillenform betreffenden Signale auf der Grundlage der Leuchtdichteverteilung auf dem beleuchteten Gesicht der Person derart her ausgezogen werden, daß Bereiche auf dem Gesicht, die durch relativ hohe Leuchtdichte gekennzeichnet sind, durch Signale mit einem ersten vorbestimmten Pegel dargestellt werden, und Bereiche, die durch eine re lativ geringe Leuchtdichte gekennzeichnet sind, durch Signale mit einem zweiten vorbestimmten Pegel darge stellt werden, und daß die Vigilanz mittels eines vorbestimmten Parameters bestimmt wird, die aus den die Pupillenposition und/oder die Pupillenform be treffenden Signalen abgeleitet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Fi guren dargestellten Ausführungsbeispielen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Vigilanz-Erfassungsapparates,

Fig. 2 eine Ansicht eines von optischen Eingabemit teln aufgenommenen Bildes bei dem herkömmli chen Vigilanz-Erfassungsapparat,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 4 eine Ansicht, welche illustriert, wie der Ap parat nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeug installiert ist,

Fig. 5 eine Ansicht eines von optischen Eingabemit teln nach dem ersten Ausführungsbeispiel auf genommenen Bildes,

Fig. 6(a) und 6(b) Ansichten von aufgenommenen Bil dern im Vergleich miteinander, wo bei das eine durch die optischen Eingabemittel nach dem ersten Aus führungsbeispiel und das andere durch den herkömmlichen Apparat aufgenommen sind,

Fig. 7 eine Ansicht, die das Ergebnis der durch eine Pupillen-Extraktionsschaltung nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Pupillen extraktion darstellt,

Fig. 8 ein Flußdiagramm von Schritten, nach denen das erste Ausführungsbeispiel arbeitet,

Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 10 ein Flußdiagramm von Schritten, nach denen das zweite Ausführungsbeispiel arbeitet,

Fig. 11(a) und 11(b) graphische Darstellungen, welche angeben, wie das zwei te Ausführungsbeispiel an schaulich arbeitet,

Fig. 12 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 13 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem vierten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 14 ein Satz von Ansichten, welche darstellen, wie das vierte Ausführungsbeispiel anschau lich arbeitet,

Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem fünften Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 16(a) und 16(b) graphische Darstellungen, die wiedergeben, wie das fünfte Ausführungsbeispiel anschau lich arbeitet,

Fig. 17 eine andere graphische Darstellung, welche wiedergibt, wie das fünfte Ausführungsbei spiel anschaulich arbeitet,

Fig. 18 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsgerätes zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem sechsten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 19 eine graphische Darstellung, welche wieder gibt, wie das sechste Ausführungsbeispiel an schaulich arbeitet,

Fig. 20 eine andere graphische Darstellung, welche wiedergibt, wie das sechste Ausführungsbei spiel anschaulich arbeitet,

Fig. 21 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem siebenten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 22(a) und 22(b) graphische Darstellungen, wel che wiedergeben, wie das sie bente Ausführungsbeispiel an schaulich arbeitet,

Fig. 23 eine andere graphische Darstellung, welche wiedergibt, wie das siebente Ausführungsbei spiel anschaulich arbeitet,

Fig. 24 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem achten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 25 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem neunten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 26 eine graphische Darstellung, welche wieder gibt, wie das neunte Ausführungsbeispiel an schaulich arbeitet,

Fig. 27 eine Ansicht, welche wiedergibt, wie das neunte Ausführungsbeispiel anschaulich arbei tet,

Fig. 28 eine andere graphische Darstellung, welche anzeigt, wie das neunte Ausführungsbeispiel anschaulich arbeitet,

Fig. 29 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem zehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 30 (a), 30(b) und 30(c) Ansichten, welche demonstrieren, wie das zehnte Ausführungsbeispiel an schaulich arbeitet,

Fig. 31(a) und 31(b) graphische Darstellung, welche wiedergeben, wie das zehnte Ausführungsbeispiel anschaulich arbeitet,

Fig. 32 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem elften Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 33 ein Flußdiagramm von Schritten, nach denen der Apparat gemäß dem elften Ausführungsbei spiel arbeitet,

Fig. 34 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem zwölften Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 35 eine Ansicht, welche erläutert, wie das zwölfte Ausführungsbeispiel anschaulich ar beitet,

Fig. 36 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem dreizehnten Ausführungs beispiel der Erfindung,

Fig. 37 eine graphische Darstellung, welche demon striert, wie das dreizehnte Ausführungsbei spiel anschaulich arbeitet, und

Fig. 38 eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Ver fahrens gemäß einem vierzehnten Ausführungs beispiel der Erfindung.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine CCD-Kamera 3 (d. h. optische Eingabemittel) ist so positioniert, daß sie Bilder eines vorbestimmten Bereichs enthaltend das Gesicht einer Person 1 auf nimmt. Eine Beleuchtungseinrichtung 2 wie eine Infra rot-LED beleuchtet die Person 1. Anschaulicherweise beträgt die mittlere Beleuchtungs-Wellenlänge der In frarot-LED 2 860 nm und ihre Strahlungsrichtungscha rakteristik ist ±20°. Weiterhin sind ein Halbspiegel 8, ein Summer 9, ein Bildaufnahme-Eingabespeicher 10, der die Ausgangsdaten der CCD-Kamera 3 vorübergehend speichert, eine Pupillen-Extraktionsschaltung 21, die Pupillendaten aus dem Bildaufnahme-Eingabespeicher 10 herauszieht, und eine Schläfrigkeits-Beurteilungs schaltung 40, welche prüft, ob die Person 1 schläfrig ist, gezeigt, wobei die Prüfung durch Erfassung der Augenlid-Bewegung auf der Grundlage der Daten von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 durchgeführt wird. Der Apparat nach der in Fig. 3 dargestellten Struktur wird vorteilhaft mit einer Nachtzeit-Bildaufnahmevor richtung verwendet.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, welche wie dergibt, wie der Apparat nach dem ersten Ausführungs beispiel anschaulich in einem Fahrzeug installiert ist. Fig. 4 zeigt eine Windschutzscheibe 100, eine transparente Abdeckung 101 über dem Armaturenbrett, ein Lenkrad 102 und den Fahrersitz 103. Tief inner halb des Armaturenbretts befinden sich der Halbspie gel 8, die LED-Vorrichtung 2 und die CCD-Kamera 3. Der Summer 9 ist auf der Welle des Lenkrads 102 ange ordnet.

Bezugnehmend auf Fig. 3, erfolgt im Betrieb die Be leuchtung von der Infrarot-LED-Vorrichtung 2 entlang eines optischen Pfades 11. Die Hälfte der Beleuchtung wird durch den Halbspiegel 8 reflektiert, um das Ge sicht der Person 1 auf einem optischen Pfad 12 zu be leuchten. Ein Bild der Person geht durch den Halb spiegel 8 entlang eines optischen Pfades 13 hindurch, wobei die Hälfte des Lichts die CCD-Kamera 3 er reicht, welche das Bild der Person 1 aufnimmt. In dieser Zusammenstellung sind die optische Achse des optischen Pfades 12 und die des optischen Pfades 13 im wesentlichen koaxial oder fallen in einen vorbe stimmten Winkel (2°) betrachtet von der Person 1 aus (sogenannte koaxiale Beleuchtung). Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Winkel gleich 0; der Winkel des Halbspiegels 8 relativ zur optischen Achse 13 der CCD-Kamera 3 beträgt 45°. Das so aufgenommene Bild der Person 1 ist anschaulich in Fig. 5 gezeigt. In Fig. 5 bewirkt die vorbeschriebene koaxiale Beleuchtungsanordnung, daß die Reflexion an der Netzhaut die Pupillen 6 sichtbar aufleuchten läßt; die Pupillen erscheinen bemerkenswert heller als die anderen Gesichtsbereiche und Merkmalspunkte. Dies ergibt sich daraus, daß die Netzhaut die Neigung hat, das reflektierte Licht in derselben Richtung wie das einfallende Licht zurückzuschicken. Die Fig. 6(a) und 6(b) stellen typische Muster der Hellig keitsverteilung in aufgenommenen Bildern dar. Das Bild in Fig. 6(a) ist durch das erste Ausführungsbei spiel aufgenommen und das in Fig. 6(b) durch den her kömmlichen Apparat. Ein Vergleich der beiden Bilder ergibt, daß das durch das erste Ausführungsbeispiel aufgenommene Bild einen deutlich hohen Grad von Hel ligkeit an der Stelle der Pupillen im Vergleich mit anderen Bereichen des Bildes hat. Dies bedeutet, daß ein binäres Bild nach Fig. 7 durch einfache binäre Schwellenwerteinstellung (d. h. hell oder nicht hell) des aufgenommenen Bildes erhalten wird. Das binäre Bild hat zwei kreisförmige weiße Bereiche, die die Pupillen der Person darstellen, gegenüber dem dunklen Hintergrund. Die Position und die Form der Pupillen sind aus diesem binären Bild leicht zu erfassen durch einfache Berechnungen wie solche zum Auffinden der Mitte der Schwerkraft; es besteht keine Notwendigkeit für die herkömmlich geforderten komplizierten Berech nungen.

Es wird nun mit Bezug auf Fig. 8 erläutert, wie der Apparat nach dem ersten Ausführungsbeispiel die Schläfrigkeit der Person erfaßt. Im Schritt 1 wird ein Zähler zurückgesetzt. Im Schritt 2 wird ein Ge sichtsbild eingegeben. Im Schritt 3 wird das Ge sichtsbild einer Binärverarbeitung (d. h. hell oder nicht hell) unterzogen, wodurch die Pupillen aus dem Bild herausgezogen werden. Mit den so herausgezogenen Pupillen ist Schritt 4 erreicht, in welchem geprüft wird, ob die Pupillen sichtbar sind. Wenn die Pupil len sichtbar sind, ist Schritt S erreicht, in welchem der Zähler zurückgesetzt wird, und Schritt 2 ist wie der erreicht. Wenn die Pupillen im Schritt 4 nicht sichtbar sind, ist Schritt 6 erreicht, in welchem der Zähler erhöht wird. Im Schritt 7 wird geprüft, ob die Pupillen fünf Sekunden lang oder länger nicht sicht bar sind (Zählerwert: 5000/33 = 167). Wenn die Pupil len fünf Sekunden lang oder länger unsichtbar sind, wird festgestellt, daß die Person schläfrig ist, und Schritt 8 ist erreicht. Im Schritt 8 wird der Summer 9 aktiviert. Wenn die Pupillen im Schritt 7 weniger als fünf Sekunden lang unsichtbar sind, ist Schritt 2 wieder erreicht.

Obgleich die Beleuchtungsmittel 2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Infrarot-LED-Vorrichtung sind, kann diese durch eine Halogenlampe ersetzt wer den, die ein Breitband-Wellenlängenlicht in einer Weise erzeugt, daß es weniger durch Temperaturschwan kungen beeinträchtigt ist. Alternativ können die Be leuchtungsmittel 2 eine Halogenlampe und ein Filter aufweisen, das das erzeugte Licht spektral in be stimmte Wellenformen filtert. Die Kamera, die im er sten Ausführungsbeispiel vom CCD-Typ ist, kann alter nativ eine CID-Kamera (Ladungsinjektions-Vorrichtung) sein.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Während beim ersten Ausführungsbeispiel die Schläf rigkeit (Grad der Wachsamkeit) der Person festge stellt wird gemäß der Sichtbarkeit der Pupillen die ser Person, wird beim zweiten Ausführungsbeispiel ei ne Beurteilung Über den Grad der Wachsamkeit der Per son auf der Grundlage der Zeitfolgendaten über die Pupillenstellung getroffen. Das heißt, die Schläfrig keit wird aus der Tatsache abgeleitet, daß die Person in einem schläfrigen Zustand allmählich die Augen senkt und die sichtbare Pupillenstellung tiefer wird. Fig. 9 zeigt einen Extraktionsergebnis-Speicher 30g der die von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 her ausgezogenen Pupillenstellungen speichert. Eine Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 stellt die Schläfrigkeit der Person fest entsprechend der Dauer, in der das Gesicht der Person nach unten gesenkt bleibt, wobei die Dauer aus den Zeitfolgendaten über die in dem Extraktionsergebnis-Speicher 30 gespei cherten Pupillenstellungen bestimmt wird.

Es wird nun mit Bezug auf das Flußdiagramm nach Fig. 10 beschrieben, wie das zweite Ausführungsbeispiel arbeitet. Im Schritt 10 wird ein Gesichtsbild einge geben. Im Schritt 11 wird das Gesichtsbild einer bi nären Verarbeitung (d. h. hell oder nicht hell) wie beim ersten Ausführungsbeispiel unterzogen, wodurch die Pupillen aus dem Bild herausgezogen werden. Im Schritt 12 wird die Stellung der herausgezogenen Pu pillen (d. h. Pupillenhöhe) gespeichert. Im Schritt 13 wird geprüft, ob die Daten über die Pupillen fünf Mi nuten lang oder länger gesammelt wurden. Wenn die Da ten zumindest die letzten fünf Minuten gesammelt wur den, ist Schritt 14 erreicht. Im Schritt 14 wird der Durchschnitt der Pupillenhöhe über die ersten fünf Minuten gebildet und eine Bezugs-Pupillenhöhe (T1) wird berechnet. Nach den fünf Minuten wird ein ande res Gesichtsbild im Schritt 15 eingegeben. Im Schritt 16 werden die Pupillen aus dem Gesichtsbild herausge zogen. Im Schritt 17 wird der Durchschnitt der Pupil lenhöhe während der vergangenen zwei Minuten gebil det. Im Schritt 18 wird geprüft, ob die durchschnitt liche Pupillenhöhe um einen vorbestimmten Wert (5 cm beim zweiten Ausführungsbeispiel) niedriger ist als die Bezugs-Pupillenhöhe. Wenn gefunden wird, daß die durchschnittliche Pupillenhöhe um 5 cm oder mehr niedriger ist als die Bezugs-Pupillenhöhe, ist Schritt 19 erreicht. Im Schritt 19 wird der kontinu ierliche "Absenk"-Zustand der Person als ein gefähr licher Abfall in der Wachsamkeit der Person gedeutet (d. h. als Schläfrigkeits-Zustand). Fig. 11(a) ist ei ne graphische Darstellung von Zeitfolgendaten über Pupillenstellungen und Fig. 11(b) ist eine graphische Darstellung von Zeitfolgendaten über durchschnittli che Pupillenstellungen. In den Fig. 11(a) und 11(b) stellt t₁, die Zeit dar, die vergeht, bevor die Be zugs-Pupillenposition ermittelt ist, T1 bedeutet die so erhaltene Bezugs-Pupillenposition und t₂ ist die Zeit, zu der die Schläfrigkeit der Person erfaßt wird.

Da das zweite Ausführungsbeispiel Zeitfolgeninforma tionen Über die Pupillen der Person verwendet, wird bei diesem der Summer aktiviert, bevor die Person einschläft. Da der Grad der Schläfrigkeit der Person erfaßt wird, bevor es zu spät ist, verbessert das zweite Ausführungsbeispiel die Qualität der Schläf rigkeits-Erfassung.

Anstelle der Festlegung der Bezugs-Pupillenstellung auf ihren anfänglichen Wert kann alternativ die Posi tion in Zeitintervallen (z. B. 30 Minuten), die länger als die Zeitintervalle (2 Minuten) sind, in denen die Pupillenstellung zu finden ist, aktualisiert werden.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 12 zeigt eine schematische Ansicht eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Während beim zweiten Ausführungsbeispiel die Schläfrigkeit der Person auf der Grundlage der erfaß ten Pupillenstellungen beurteilt wurde, werden beim dritten Ausführungsbeispiel andere Merkmalspunkte des Gesichts der Person erfaßt, um die Gesichtsmerkmals größen auf eine direktere Weise zu ermitteln. Diese Fähigkeit erlaubt dem dritten Ausführungsbeispiel, eine höhere Genauigkeit bei der Vigilanzerfassung zu bieten. Eine Fenstereinstell-Schaltung 22 (Suchbe reichs-Bestimmungsmittel) bestimmt den Suchbereich (Fenster) für andere Gesichtsmerkmalspunkte wie die Nasenlöcher mit Bezug auf die von der Pupillen- Extraktionsschaltung 21 herausgezogene Pupillenposi tion. Eine Merkmalspunkt-Extraktionsschaltung 23 zieht die Position oder Form der Merkmalspunkte in nerhalb des von der Fenstereinstell-Schaltung 22 be stimmten Fensters heraus. Beispielsweise wird ein Fenster mit den Maßen 6 × 6 cm um eine Position 5 cm unter dem Mittelpunkt zwischen den beiden Pupillen eingestellt. Es wird eine Bildverarbeitung innerhalb dieses Fensters durchgeführt, um die Nasenlöcher zu suchen und diese zu finden. Anschaulicherweise soll ten die gesuchten Nasenlöcher jeweils 1 cm oder weni ger im Durchmesser sein und mit geringer Helligkeit erscheinen. Ein Extraktionsergebnis-Speicher 30 spei chert die von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 erhaltenen Pupillenpositionen sowie die von der Merk malspunkt-Extraktionsschaltung 23 ermittelten Posi tionen der Nasenlöcher. Eine Schläfrigkeits-Beurtei lungsschaltung 40 stellt die Neigung des Gesichts aus der augenscheinlichen Positionsbeziehung zwischen den Nasenlöchern und den beiden Pupillen fest. Mit der erhaltenen "Absenk"-Zeit der Person beurteilt die Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40, daß die Per son gemäß einer angemessenen Festlegung der Absenkzu standsdauer schläfrig ist.

Es wird nun beschrieben, wie das dritte Ausführungs beispiel arbeitet, um die Schläfrigkeit der Person zu erfassen. Die von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 erhaltenen Pupillenpositionen und die von der Merkmalspunkt-Extraktionsschaltung 23 ermittelten Po sitionen der Nasenlöcher werden in dem Extraktionser gebnis-Speicher 30 gespeichert. Wie beim zweiten Aus führungsbeispiel werden die Daten über die anfängli chen fünf Minuten erläuternd verwendet, um eine au genscheinliche Distanz SO zwischen dem Mittelpunkt zwischen den Pupillen einerseits und dem Mittelpunkt zwischen den Nasenlöchern andererseits zu finden, wenn die Person nach vorn blickt. Danach werden die Daten über die nächsten zwei Minuten erläuternd ver wendet, um einen anderen augenscheinlichen Abstand S zwischen dem Mittelpunkt zwischen den Pupillen einer seits und dem Mittelpunkt zwischen den Nasenlöchern andererseits zu finden. Der Neigungswinkel θ des Ge sichts der Person wird aus den so ermittelten Abstän den SO und S erhalten. Genauer gesagt, ist der augen scheinliche Abstand S tatsächlich, wenn das Gesicht um den Winkel θ abgesenkt ist, gegeben durch

S = SO . COS (θ).

Wenn der in zwei Minuten erhaltene Durchschnitts- Gesichtsneigungswinkel θ anschaulich 20° oder mehr wird, wird festgestellt, daß die Person schläfrig ist.

Verglichen mit dem zweiten Ausführungsbeispiel unter scheidet das dritte Ausführungsbeispiel zwei Fälle des Körperzustands der Person: den einen, in welchem sich nur die Pupillenhöhe auf- und abwärts bewegt, und den anderen, in welchem sich das gesamte Gesicht neigt. Diese Fähigkeit ermöglicht es dem dritten Aus führungsbeispiel, höhere Genauigkeitspegel bei der Schläfrigkeits-Erfassung als beim zweiten Ausfüh rungsbeispiel zu liefern.

Obgleich das dritte Ausführungsbeispiel den augen scheinlichen Abstand SO aus dem anfänglichen Zustand der Person erhält, kann alternativ eine Nachricht an die Person gerichtet werden, durch sie aufgefordert wird, nach vorn zu blicken, bevor der Abstand SO er mittelt wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel verwendet den Extrak tionsergebnis-Speicher 30, um die über zwei oder fünf Minuten gemittelten Daten aufzunehmen. Alternativ kann der Extraktionsergebnis-Speicher 30 entfernt werden und es können Mittel zum Erfassen der momenta nen Gesichtsorientierung der Person vorgesehen sein.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 13 ist eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel schätzt den Grad der Augenlidöffnung durch Ermittlung des Verhältnisses aus der vertikalen Länge zu der horizontalen Länge der Pupillen der Person, wodurch der halbgeschlossene Zustand der Augenlider der Person erfaßt wird. Eine Augenlidöffnungs-Schätzschaltung 24 schätzt den Grad der Augenlidöffnung aus der von der Pupillen- Extraktionsschaltung 21 herausgezogenen Pupillenform; ein Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert den Grad der so geschätzten Augenlidöffnung; und eine Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 beurteilt die Schläfrigkeit der Person auf der Grundlage der Dauer des halbgeschlossenen Zustands der Augenlider der Person.

Das vierte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt, um die Schläfrigkeit der Person zu erfassen: die Pupil len-Extraktionsschaltung 21 zieht zuerst die Pupil lenform heraus. Mit der Pupillenform ermittelt die Augenlidöffnungs-Schätzschaltung 24 die augenschein liche vertikale Länge y und die augenscheinliche ho rizontale Länge x der Pupille der Person. Aus dem Verhältnis der vertikalen Länge zur horizontalen Län ge (y/x) schätzt die Augenlidöffnungs-Schätzschaltung 24 den Grad der Augenlidöffnung. Fig. 14 zeigt, wie die Augenlider geöffnet und geschlossen werden. Es ist hieraus ersichtlich, daß, wenn die Augenlider sich schließen, das Verhältnis y/x kleiner wird. Der Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert die so er mittelten Grade der Augenlidöffnung y/x. Wenn das Verhältnis y/x beispielsweise 1/2 oder geringer ist, stellt die Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 fest, daß sich die Augenlider in einem halbgeschlos senen Zustand befinden. Wenn der halbgeschlossene Zu stand der Augenlider zwei Minuten oder länger anhält, wird festgestellt, daß die Person schläfrig ist. Wie bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel kann alternativ der Durchschnitt des Verhältnisses y/x in den ersten fünf Minuten gebildet werden. Wenn dann das gegenwärtige Verhältnis y/x gleich 1/2 oder weni ger des anfänglichen Durchschnittsverhältnisses wird, wird bestimmt, daß die Augenlider in einem halbge schlossenen Zustand sind. Wenn der halbgeschlossene Zustand der Augenlider zwei Minuten oder länger an dauert, wird festgestellt, daß die Person schläfrig ist.

Wie beschrieben ist, schätzt das vierte Ausführungs beispiel den Grad der Augenlidöffnung aus der Pupil lenform. Mit dem so erkannten Blinzelzustand der Per son wie im Fall des zweiten Ausführungsbeispiels er faßt das vierte Ausführungsbeispiel einen gefährli chen Abfall in dem Grad der Wachsamkeit der Person und erhöht hierdurch die Qualität der Schläfrigkeits- Erfassung.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Fig. 15 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Das fünfte Ausführungsbeispiel schätzt die Blinzelfrequenz der Person auf der Grundlage des Pu pillenbereichs der Person. Mit der so geschätzten Blinzelfrequenz erfaßt das Ausführungsbeispiel die Schläfrigkeit der Person. Eine Pupillen-Extraktions schaltung 21 zieht die Pupillenform aus dem aufgenom menen Bild heraus und zählt die Anzahl der betroffe nen Bildelemente, um den Pupillenbereich zu finden; ein Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert die von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 ermittelten Pu pillenbereiche in Intervallen von beispielsweise 10 ms; und eine Blinzelfrequenz-Berechnungsschaltung 31 wandelt die Zeitfolgendaten über die Pupillenbereiche gemäß einem Schwellenwert in binäre Daten um, wodurch die Blinzelfrequenz der Person berechnet wird. Eine Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 bestimmt die Schläfrigkeit der Person entsprechend der so berech neten Blinzelfrequenz der Person.

Es wird nun mit Bezug auf die Fig. 16(a) und 16(b) beschrieben, wie das fünfte Ausführungsbeispiel ar beitet. Fig. 16(a) ist eine graphische Darstellung, die tatsächliche Änderungen im Pupillenbereich der Person anzeigt, wenn diese Person blinzelt. Diese Än derungen werden erhalten durch Zählen der Anzahl der die Pupille bildenden Bildelemente. Der Extraktions ergebnis-Speicher 30 nimmt die von der Pupillen- Extraktionsschaltung 21 erhaltenen Pupillenbereiche in Intervallen von 10 ms auf. Fig. 16(b) ist eine graphische Darstellung von typischen Zeitfolgendaten, welche das Blinzeln wiedergeben. Die Blinzelfrequenz- Berechnungsschaltung 31 wandelt die Zeitfolgendaten unter Verwendung eines Schwellenwertes T in binäre Daten mit den Werten 0 und 1 um. Beispielsweise wird die Blinzelfrequenz der Person berechnet, indem die Anzahl von "0"-Bereichen gezählt wird, die in zwei Minuten gesammelt wurden. Eine typische Beziehung zwischen der Blinzelfrequenz und dem Grad der Wach samkeit ist in Fig. 17 gezeigt. Wie dargestellt ist, beträgt die Blinzelfrequenz etwa 10 pro Minute, wenn der Grad der Wachsamkeit hoch ist. Wenn die Wachsam keit sinkt, nimmt die Blinzelfrequenz zu. Wenn die Blinzelfrequenz der Person 20 oder mehr pro Minute ist, wird geurteilt, daß die Person schläfrig ist.

Wie beschrieben ist, schätzt das fünfte Ausführungs beispiel die Blinzelfrequenz der Person auf der Grundlage der Pupillenform. Mit dem Blinzelzustand wie im Fall des vierten Ausführungsbeispiels be stimmt, erfaßt das fünfte Ausführungsbeispiel einen gefährlichen Abfall in der Wachsamkeit der Person und erhöht so die Qualität der Schläfrigkeits-Erfassung.

Der Schwellenwert der Blinzelfrequenz kann anders als 20 sein. Alternativ kann der Durchschnittswert der tatsächlichen Blinzelfrequenz gebildet werden, wenn der Grad der Wachsamkeit der Person hoch ist. Wenn die gegenwärtige Blinzelfrequenz der Person bei spielsweise das Zweifache der so erhaltenen durch schnittlichen Blinzelfrequenz annimmt, kann festge stellt werden, daß die Person schläfrig ist.

Während das fünfte Ausführungsbeispiel die Schläfrig keit der Person feststellt, ist des bekannt, daß die Blinzelfrequenz zunimmt, wenn die Person sich lang weilt, und abnimmt, wenn sie erregt ist. Derartige Änderungen in der Blinzelfrequenz der Person können überwacht werden, um die mentalen Zustände der Person wie Erregung und Gespanntheit zu erfassen.

Ausführungsbeispiel 6

Fig. 18 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Er findung. Das sechste Ausführungsbeispiel mißt den Durchmesser der Pupillen der Person, um den Grad der Ausdehnung und Zusammenziehung der Pupillen der Per son zu erfassen und ihren Atmungszyklus zu bestimmen. Eine Pupillen-Extraktionsschaltung 21 zieht die Pu pillenform der Person heraus und mißt den Durchmesser der Pupillen, und ein Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert die von der Pupillen-Extraktionsschaltung 21 ermittelten Pupillendurchmesser in Intervallen von beispielsweise 10 ms. Eine Pupillen-Wellenformanaly seschaltung 32 führt eine Frequenzanalyse der Pupil len-Wellenform durch, die anschaulich wie in Fig. 19 gezeigt aufgezeichnet ist. Eine Atmungszähl-Extrak tionsschaltung 41 ermittelt den gegenwärtigen At mungszählwert auf der Grundlage des Ergebnisses der von der Pupillen-Wellenformanalyseschaltung 32 vorge nommenen Frequenzanalyse, wie in Fig. 20 gezeigt ist.

Das sechste Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt, um den Atmungszählwert zu erfassen: wenn sie genau beobachtet werden, erkennt man, daß die Pupillen ge ringfügig vibrieren, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Von den die so beobachtete schwankende Wellenform bildenden Komponenten ist von denen mit der niedrigen Frequenz bekannt, daß sie sich entsprechend dem At mungszählwert verändern. Fig. 20 zeichnet das Ergeb nis der Frequenzanalyse der in Fig. 19 gezeigten Wel lenform auf. Wie in Fig. 20 dargestellt ist, er scheint eine Spitze bei 0,33 Hz, welche einem At mungszyklus von 20 pro Minute entspricht.

Das sechste Ausführungsbeispiel zieht einen Nutzen aus der vorbeschriebenen Eigenschaft und bestimmt den Atmungszählwert durch Überwachen der Änderungen im Pupillendurchmesser. Die Pupillen-Extraktionsschal tung 21 zieht die Form und den Durchmesser der Pupil len heraus. Der Extraktionsergebnis-Speicher 30 spei chert die Pupillendurchmesser in Intervallen von 10 ms. Die Pupillenwellenform-Analyseschaltung 32 führt eine Frequenzanalyse der Wellenform der Pupillen schwankungen einmal in jeder Minute durch. Mit dem Ergebnis der Analyse sucht und findet die Atmungs zähl-Extraktionsschaltung 41 eine Spitze in dem Ziel bereich der Atmungsfrequenzen, wodurch der gegenwär tige Atmungszählwert ermittelt wird.

Während das sechste Ausführungsbeispiel den Atmungs zählwert allein erhält, kann alternativ eine andere Beurteilungsschaltung vorgesehen sein, um den Grad der Gespanntheit oder einen ungesunden Zustand der Person herauszufinden auf der Grundlage des Umstan des, daß der Atmungszählwert mit zunehmender Ge spanntheit ansteigt.

Ausführungsbeispiel 7

Fig. 21 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel der Er findung. Während beim sechsten Ausführungsbeispiel eine Frequenzanalyse hinsichtlich der Zeitfolgendaten über die Pupillendurchmesser durchgeführt wurde, um den Atmungszählwert zu messen, wird beim siebenten Ausführungsbeispiel der durchschnittliche Durchmesser der Pupillen ermittelt, um die Gespanntheit der Per son auf der Grundlage des so erhaltenen durchschnitt lichen Pupillendurchmessers zu beurteilen.

Eine Pupillen-Extraktionsschaltung 21 zieht die Form der Pupillen heraus und mißt demgemäß deren Durchmes ser; ein Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert die so ermittelten Pupillendurchmesser; und eine Ge spanntheits-Beurteilungsschaltung 42 stellt fest, nachdem sie den durchschnittlichen Durchmesser erhal ten hat, daß die Gespanntheit der Person abgenommen hat, wenn der durchschnittliche Durchmesser kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist. Fig. 22(a) zeichnet relativ große Änderungen des Pupillendurch messers über eine ausgedehnte Zeitspanne auf, im Ge gensatz zu den winzigen Vibrationen des Pupillen durchmessers (Fig. 19), die über eine kurze Zeitspan ne entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel er faßt werden. Wenn der Durchschnittswert gebildet wird, erscheinen die sich ändernden Durchmesser der Pupillen wie in Fig. 22(b) aufgezeichnet. Fig. 23 il lustriert eine typische Beziehung zwischen dem durch schnittlichen Pupillendurchmesser und dem Grad der Gespanntheit. Je kleiner der durchschnittliche Pupil lendurchmesser ist, desto niedriger wird der Grad der Gespanntheit, d. h. die Person wird träge oder gleich gültig.

Bei dem sechsten oder siebenten Ausführungbeispiel kann der anhand der Pupillenform gemessene maximale Durchmesser der Pupillen als der Pupillendurchmesser genommen werden. Dies macht es möglich, die Pupillen größe korrekt auszuwerten ungeachtet der wechselnden Gesichtsorientierung, wodurch die Zuverlässigkeit des Ausführungsbeispiels verbessert wird.

Ausführungsbeispiel 8

Fig. 24 ist eine schematische Darstellung eines Kör perzustands-Erfassungsapparates in einer bevorzugten Struktur gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Er findung. Ein Zoom-Mechanismus 50 bewirkt eine visuel le Vergrößerung oder Zusammenziehung des Gesichts der Person 1 bevor das Bild dieses Gesichts auf der CCD- Ebene der CCD-Kamera 3 gebildet wird; ein Zoom-Steu ermechanismus 51 betätigt den Zoom-Mechanismus 50 durch Auswertung des Ausgangssignals der Pupillen-Ex traktionsschaltung 21; und ein Kamera-Antriebsmecha nismus 52 ändert die Richtung der CCD-Kamera 3. Die anderen Komponenten sind dieselben wie die entspre chenden beim sechsten Ausführungsbeispiel in Fig. 18.

Das achte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: es ist bekannt, daß der Pupillendurchmesser im Bereich von 2 bis 8 mm liegt. Wenn die Anzahl von Bildelemen ten der CCD-Kamera 3 gleich 512 × 512 ist und wenn ein Bild von 25,6 cm im Quadrat von der Person 1 auf genommen wird, wie im achten Ausführungsbeispiel an genommen wird, dann ist die Primzahl des Pupillen durchmessers von 4 bis 16. Daher wäre es schwierig, die Wellenform von Pupillenschwankungen genau heraus zuziehen, wenn der Pupillendurchmesser klein ist.

Diese Schwierigkeit wird durch das achte Ausführungs beispiel umgangen, welches eine Variante des sechsten Ausführungsbeispiels ist, indem dieses mit dem Zoom- Mechanismus 50 ergänzt wird. Der hinzugefügte Mecha nismus stellt sicher, daß ein Bild der Pupille in der Weise aufgenommen wird, daß es um die Pupillenmitte vergrößert ist. Diese Anordnung ermöglicht dem Aus führungsbeispiel, die Pupillen-Schwankungswellenform mit hoher Genauigkeit herauszuziehen.

Wenn die Pupillen-Extraktionsschaltung 21 die Pupil lenposition herauszieht, ändert der Kamera-Antriebs mechanismus 52 die Kamerarichtung derart, daß ein Bild von einer der Pupillen in der Kameramitte aufge nommen werden kann. Die Zoom-Steuerschaltung 51 steu ert dann den Zoom-Mechanismus 50 in der Weise, daß er ein Bild von 5,1 cm im Quadrat von der Person 1 auf nimmt. Dies macht es möglich, ein fünffach vergrößer tes Bild der Pupille aufzunehmen, wodurch die Genau igkeit des Herausziehens der Wellenform von Pupillen schwankungen erhöht wird.

Wenn sich die Person 1 leicht bewegt, wird nur die Richtung der Kamera 3 geändert, um der Bewegung der Person zu folgen, während die Zoom-Vergrößerung un verändert bleibt. Wenn die Bewegung der Person 1 zu groß ist, um ihr folgen zu können, wird die Zoom- Vergrößerung auf eins herabgesetzt, um die Pupille wieder zu erfassen, und dann wird der Zoom-Vorgang wieder aufgenommen.

Während das achte Ausführungsbeispiel eine Variante des sechsten Ausführungsbeispiels in der Weise ist, daß der Zoom-Mechanismus hinzugefügt ist, können je des der ersten bis fünften und siebenten Ausführungs beispiele ebenso mit dem Zoom-Mechanismus versehen sein. Eine derartige Anordnung macht es möglich, die genaue Form der Pupille zu ermitteln, wodurch die Ge nauigkeit der Körperzustandserfassung verbessert wird.

Ausführungsbeispiel 9

Fig. 25 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Während beim vierten Ausführungsbeispiel der Grad der Augenlidöffnung auf der Grundlage der erhal tenen Pupillenform geschätzt wurde, werden beim neun ten Ausführungsbeispiel zuerst die Pupillen und dann die Augenlider herausgezogen. Der Grad der Augenlid öffnung wird aus den so herausgezogenen Augenlidern direkt berechnet. Die das Blinzeln der Person dar stellende Wellenform wird dann aus dem Grad der Au genlidöffnung ermittelt, wodurch der Grad der Wach samkeit festgestellt wird. Im allgemeinen verläuft die Blinzelfrequenz wie in Fig. 26 gezeigt. In dieser Figur stellt die Ordinate Y_eb den maximalen vertika len Abstand des oberen und unteren Augenlids dar (siehe Fig. 27) und y₀ bezeichnet den maximalen Ab stand zwischen dem oberen und unteren Augenlid, wenn sie am weitesten auseinander sind. Die Abszisse t be deutet die Zeit, t_p bezeichnet die Zeit, zu der die Augenlider vollständig geschlossen sind, und t_0s und t_0e stellen jeweils die Zeit für y₀/2 dar. Fig. 28 zeigt zwei Blinzel-Wellenformen, von denen die eine erscheint, wenn der Grad der Wachsamkeit fällt (ent lang der ausgezogenen Linie B), und die andere auf tritt, wenn der Grad der Wachsamkeit nicht abgenommen hat (entlang der gestrichelten Linie A). Abgesehen von geringen persönlichen Unterschieden ist eine Ab nahme der Wachsamkeit im allgemein begleitet mit ei ner Verlangsamung der Blinzel-Wellenform. Entlang der ausgezogenen Linie B in Fig. 28 stellt y₁ den maxima len Abstand zwischen den vollständig geöffneten Au genlidern dar und t_ls und t_se bezeichnen jeweils die Zeit für y₁/2.

Das neunte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: bezugnehmend auf Fig. 25 bestimmt die Fensterein stell-Schaltung 22 den Suchbereich (Fenster) für die Augenlider mit Bezug auf die von der Pupillen-Extrak tionsschaltung 21 herausgezogenen Augenlidposition. Wie in Fig. 27 gezeigt ist, ist ein Fenster von 5 cm im Quadrat um die Pupille eingestellt für die Suche des oberen und des unteren Augenlids. Aus dem durch die Fenstereinstell-Schaltung 22 eingestellten Fen ster zieht die Merkmalspunkt-Extraktionsschaltung 23 die Augenlider entsprechend der Geschwindigkeit von Helligkeitsänderungen in der vertikalen Richtung des Bildes heraus und erhält den maximalen Abstand Y_eb zwischen dem oberen und dem unteren Augenlid. Der Ex traktionsergebnis-Speicher 30 speichert die Änderun gen des maximalen Abstands Y_eb über die Zeit als eine Blinzel-Wellenform. Die Schläfrigkeits-Beurteilungs schaltung 40 erkennt das Muster dieser Blinzel-Wel lenform, analysiert diese und stellt fest, daß die Person schläfrig ist, wenn die Frequenz von Auftrit ten der wachsamkeitsreduzierten Wellenform größer wird als ein vorbestimmter Wert. Die Analyse von Blinzel-Wellenformen stützt sich im allgemeinen auf die Blinzeldauer (t_e-t_s) oder auf das Verhältnis der Augenlid-Schließgeschwindigkeit zur Augenlid-Öff nungsgeschwindigkeit (t_p-t_s)/(t_e-t_p) t_1s und t_0s sind generell durch t_s und t_ie und t_0e durch t_e darge stellt). Das neunte Ausführungsbeispiel verwendet die Blinzeldauer t_e-t_s; wenn die Dauer einen vorbestimm ten Wert überschreitet, wird festgestellt, daß die Person schläfrig ist.

Obgleich das neunte Ausführungsbeispiel t_e und t_s aus y/2 ermittelt hat, ist dies für die Erfindung nicht beschränkend. Alternativ können statt dessen die Wer te bei y/3 verwendet werden.

Während beim neunten Ausführungsbeispiel die Blinzel- Wellenformen für die Erfassung der Schläfrigkeit ana lysiert werden, kann alternativ die Blinzel-Frequenz aus dem Grad der Augenlidöffnung erhalten werden, und der Grad der Wachsamkeit kann auf der Grundlage der so erhaltenen Blinzel-Frequenz ermittelt werden. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann der halbge schlossene Zustand der Augenlider aus dem Grad der Augenlidöffnung festgestellt werden und der Grad der Wachsamkeit kann gemäß dem halbgeschlossenen Zustand der Augenlider erfaßt werden.

Obgleich beim neunten Ausführungsbeispiel die Augen lider aus dem Fenster herausgezogen werden, das be sonders eingestellt wurde, um die Augenlider mit Be zug auf die Pupillenposition herauszuziehen, ist dies für die Erfindung nicht beschränkend. Alternativ kann ein Fenster errichtet werden, aus dem die Iris mit Bezug auf die Pupillenposition herausgezogen wird. In dieser Anordnung wird die Iris durch Kantenerfassung und Hough-Transformation herausgezogen. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Grad der Augen lidöffnung dann entsprechend der Irisgröße geschätzt, und der Grad der Wachsamkeit der Person wird anhand des Grades der so geschätzten Augenlidöffnung ermit telt.

Ausführungsbeispiel 10

Fig. 29 ist eine schematische Darstellung einer Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfin dung. Während beim siebenten Ausführungsbeispiel der durchschnittliche Durchmesser der Pupillen gemessen wurde, um den Grad der Gespanntheit der Person zu er fassen, werden beim zehnten Ausführungsbeispiel zu erst die Pupillen herausgezogen, dann die Blickrich tung ermittelt und der Grad der Gespanntheit der Per son auf der Grundlage der Zeitfolgenmuster der Blick richtung erfaßt. Fig. 29 zeigt eine Blickrichtungs- Berechnungsschaltung 60.

Das zehnte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: bezugnehmend auf Fig. 29 stellt eine Fenstereinstell- Schaltung 22 den Suchbereich (Fenster) für die Augen lider ein mit Bezug auf die von der Pupillen-Extrak tionsschaltung 21 herausgezogene Pupillenposition, so wie im Fall des neunten Ausführungsbeispiels. Die Merkmalspunkt-Extraktionsschaltung 23 zieht die Au genlider innerhalb des durch die Fenstereinstell- Schaltung 22 eingestellten Fensters heraus. Die Blickrichtungs-Berechnungsschaltung 60 schätzt die Blickrichtung auf der Grundlage der Positionsbezie hung zwischen den Augenlidern und den Pupillen. Die Fig. 30(a) bis 30(c) zeigen anschaulich, wie die Blickrichtungen bestimmt werden. Fig. 30(a) ist die Darstellung eines nach vorn blickenden Auges (d. h. zur Kamera hin), Fig. 30(b) ist die Darstellung eines auf der rechten Seite blickende Auges und Fig. 30(c) stellt die Blickrichtung von oben betrachtet dar. Wenn der Mittelpunkt 0 zwischen dem oberen und dem unteren Lid (d. h. die Position entsprechend der Mitte der Pupille, wenn die Person nach vorn blickt) und die sichtbare Pupillenmitte P bekannt sind, wird die Blickrichtung gemäß der Positionsbeziehung zwischen 0 und P erhalten. Das heißt, der

X-Achsen-Abstand von OP = d . sin(α), und der

Y-Achsen-Abstand von OP = d . sin(β),

worin bedeuten:
d: Radius des Augapfels (1,22 cm, der japani sche Durchschnitt, für das zehnte Ausfüh rungsbeispiel)
α: Blickwinkel in X-Achsen-Richtung
β: Blickwinkel in Y-Achsen-Richtung.

Der Extraktionsergebnis-Speicher 30 speichert Zeit folgenmuster der Blickrichtungen α und β, die von der Blickrichtungs-Berechnungsschaltung 60 ermittelt wur den (Fig. 31(a) zeigt ein typisches Zeitfolgenmuster der Blickrichtung α). Wenn die Person träge wird, nimmt die Bewegung der Blickrichtungen in der Aus breitung ab (wie in Fig. 31(b) gezeigt ist). Somit ermittelt die Gespanntheits-Beurteilungsschaltung 42 die Ausbreitung der Blickrichtungsbewegung (Fig. 31(b) zeichnet die Ausbreitung der Blickrichtungsbe wegung in Fig. 31(a) auf) durch Verwendung der Glei chung:

Wenn die Ausbreitung der Bewegung in der Blickrich tung α innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (2 Minuten) geringer wird als ein vorbestimmter Pegel, stellt die Gespanntheits-Beurteilungsschaltung 42 fest, daß sich die Person in einem trägen oder ermü deten Zustand befindet.

Ausführungsbeispiel 11

Fig. 32 ist eine schematische Ansicht eines Vigilanz- Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei einigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele wurde der Körperzustand der Person erfaßt und bei ei nigen der Summer beim Erfassen dieses Zustands betä tigt. Im Gegensatz hierzu wird beim elften Ausfüh rungsbeispiel die Erfassung des Körperzustands der Person beibehalten, selbst nachdem der Summer betä tigt wurde, um die Genauigkeit der Körperzustandser fassung zu erhöhen. Fig. 32 zeigt eine sichtbare LED- Vorrichtung 91 (Reizerzeugungsmittel) und einen Sum mer 92.

Das elfte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: bezugnehmend auf Fig. 32 arbeiten die Pupillen-Ex traktionsschaltung 21 und der Extraktionsergebnis- Speicher 30 in derselben Weise wie diejenigen beim zweiten Ausführungsbeispiel, wobei Zeitfolgendaten über die Pupillenpositionen im Speicher 30 aufgenom men werden. Die Schläfrigkeits-Beurteilungsschaltung 40 stellt die Schläfrigkeit der Person fest entspre chend der Dauer des "Absenk"-Zustands der Person, der von den im Extraktionsergebnis-Speicher 30 gehaltenen Zeitfolgendaten über die Pupillenpositionen abgelei tet wird. Wenn vorläufig festgestellt wird, daß die Person 1 schläfrig ist, wird die sichtbare LED-Vor richtung 91 aktiviert, um die Person zu beleuchten. Der Zustand der Person vor der Aktivierung der sicht baren LED-Vorrichtung 91 wird mit dem Zustand der Person danach verglichen. Wenn der Zustand der Person nach der Aktivierung der sichtbaren LED-Vorrichtung 91 derselbe wie vorher bleibt, stellt die Schläfrig keits-Beurteilungsschaltung 40 fest, daß die Person tatsächlich schläfrig ist und betätigt den Summer 92.

Die genaue Arbeitsweise nach dem elften Ausführungs beispiel ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 33 darge stellt. In Fig. 33 sind die Schritte 10 bis 18 die selben wie in Fig. 10 für das zweite Ausführungsbei spiel. Im Schritt 20 wird vorläufig festgestellt, daß die Person schläfrig ist (primäres Ergebnis der Beur teilung). Im Schritt 21 wird die tatsächliche Pupil lenposition an diesem Punkt gespeichert. Im Schritt 22 wird die sichtbare LED-Vorrichtung 91 eingeschal tet. Im Schritt 23 wird ein anderes Gesichtsbild ein gegeben. Im Schritt 24 wird die Pupillenposition in derselben Weise wie im Schritt 11 herausgezogen. Im Schritt 25 wird geprüft, ob die im Schritt 24 heraus gezogene Pupillenposition (d. h. Pupillenhöhe) sich von der im Schritt 21 gespeicherten Pupillenposition unterscheidet. Wenn die beiden Positionen unter schiedlich sind, ist Schritt 26 erreicht, in welchem die vorläufige Feststellung der Schläfrigkeit ge löscht wird. Im Schritt 27 wird die sichtbare LED- Vorrichtung 91 ausgeschaltet. Wenn die Pupillenposi tion unverändert bleibt, ist Schritt 28 erreicht. Im Schritt 28 wird vorläufig festgestellt, daß die Per son schläfrig ist und es wird geprüft, ob drei Sekun den vergangen sind. Wenn drei Sekunden im Schritt 28 noch nicht vergangen sind, ist Schritt 23 wieder er reicht, in welchem ein anderes Gesichtsbild aufgenom men wird. Wenn im Schritt 28 drei Sekunden vergangen sind, wird festgestellt, daß der "Absenk"-Zustand nach dem Alarm unverändert bleibt. Somit wird festge stellt, daß die Person tatsächlich schläfrig ist (se kundäres Ergebnis der Beurteilung), und der Summer 92 wird aktiviert.

Das elfte Ausführungsbeispiel ist tatsächlich eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, welches ergänzt ist durch die Fähigkeit, den Zustand der Per son vor der Ausübung eines Reizes und den Zustand da nach zu vergleichen. Alternativ kann irgendeines der anderen vorhergehenden Ausführungsbeispiele so ausge bildet sein, daß es einen Reiz auf die Person in Ab hängigkeit von deren Zustand ausübt. Der Vergleich des Zustands der Person vor und nach der Ausübung des Reizes gibt eine Anzeige über den gegenwärtigen Kör perzustand der Person.

Beim elften Ausführungsbeispiel kann die sichtbare LED-Vorrichtung 91 durch einen weichklingenden Summer oder irgendeine andere Vorrichtung ersetzt werden, die einen Reiz auf irgendeinen der fünf Sinne der Person ausübt. Wenn das Ausführungsbeispiel für eine Bedienungsperson an der Konsole einer Fabrik angewen det wird, kann eine Sprachnachricht wie "Bitte diese Knopf drücken" als Reiz ausgeübt werden.

Ausführungsbeispiel 12

Fig. 34 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der Er findung. Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurde die Position und/oder die Form der Merkmals punkte der Person wie der Augenlider unter der Annah me, daß der Abstand zu der Person konstant bleibt, erfaßt. Jedoch erscheinen in Fällen wie dem in Fig. 35, in welchem der Abstand L zwischen der Kamera und der Person verlängert ist, die Pupillen und Augenli der spürbar klein in sichtbarer Größe.

Wenn L₀ den Bezugsabstand zwischen der Person 1 und der Kamera 3 bezeichnet, dann wird die sichtbare Grö ße beispielsweise der Augenlider Y_eb dargestellt durch Y_eb. L₀/L, worin Y_eb die Größe des Augenlids gese hen aus dem Bezugsabstand bedeutet.

Das zwölfte Ausführungsbeispiel hat die Fähigkeit, Änderungen der sichtbaren Pupillenform oder Merkmals größen zu korrigieren, wenn der Abstand zwischen der Person 1 und der Kamera 3 sich ändert. Dieses Ausfüh rungsbeispiel ist tatsächlich eine Variante des neun ten Ausführungsbeispiels, welche durch die Korrektur mittel ergänzt ist. In Fig. 34 ist eine Abstandsmeß schaltung 70 auf der Grundlage eines Ultraschallsen sors nahe der CCD-Kamera 3 angeordnet.

Das zwölfte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: die Abstandsmeßschaltung 70 emittiert Ultraschallim pulse zur Person 1. Die Abstandsmeßschaltung 70 er mittelt den Abstand L durch Berechnung der Zeit, die von der Ultraschallwelle benötigt wird, um die Person 1 zu treffen, durch diese reflektiert zu werden und zu ihrem Ursprung zurückzukehren. Die für die Berech nung des Abstands L verwendete Gleichung lautet:

L = v . t/2,

worin v die Geschwindigkeit der Ausbreitung der Ul traschallwelle und t die von der emittierten Welle benötigte Zeit bis zur Rückkehr zu ihrem Ursprung be deuten. Wenn der Abstand L zwischen der Person 1 und der Kamera 3 gemessen ist, wird der durch das neunte Ausführungsbeispiel ermittelte Abstand Y_eb gemäß dem gemessenen Abstand L unter Verwendung der Gleichung korrigiert:

Y_eb = Y_eb . L/L₀.

Dies ergibt die Blinzel-Wellenform. Der Rest der Schritte für die Schläfrigkeits-Erfassung ist dersel be wie beim neunten Ausführungsbeispiel.

Während das zwölfte Ausführungsbeispiel eine Variante des neunten Ausführungsbeispiels ist, welches durch die Abstandskorrekturmittel ergänzt ist, kann jedes der anderen vorhergehenden Ausführungsbeispiele mit einer ähnlichen Möglichkeit ausgerüstet sein. Das heißt, der Abstand zwischen einer vorbestimmten Posi tion und dem Gesicht der Person kann gemessen werden. Dann können die Pupillenform oder die Merkmalsgrößen korrigiert werden entsprechend dem gemessenen Ab stand, wodurch die Genauigkeit der Schläfrigkeits- Erfassung vergrößert wird.

Obgleich beim zwölften Ausführungsbeispiel der Ultra schallsensor als Abstandsmeßvorrichtung verwendet wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Alternativ kann der Abstand zur Person von dem Brenn punkt der Kameralinse gemessen werden. Eine andere Alternative besteht darin, daß die Person einen mag netischen Positionssensor auf dem Kopf trägt. Ein weitere Alternative besteht darin, mehrere koaxiale Beleuchtungsvorrichtungen vorzusehen, die den Abstand zu einem Merkmalspunkt auf dem Gesicht der Person durch Triangulation ermitteln.

Ausführungsbeispiel 13

Fig. 36 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispie len wurde die Pupillenform unter der Annahme erfaßt, daß die Intensität der Beleuchtung um die Person kon stant ist. Jedoch werden, wie in Fig. 37 gezeigt ist, die Pupillen kleiner, je höher die Intensität der Be leuchtung ist. Hieraus folgt, daß Fehler bei der Er fassung der Pupillenform auftreten können, wenn die Intensität der Beleuchtung variiert. Diese Schwierig keit wird umgangen durch das dreizehnte Ausführungs beispiel, das die Fähigkeit hat, Änderungen in der erfaßten Pupillenform zu korrigieren, wenn die Inten sität der Beleuchtung um die Person variiert. Dieses Ausführungsbeispiel ist tatsächlich eine Variante des sechsten Ausführungsbeispiels, welches durch die Kor rekturmittel ergänzt ist. In Fig. 36 ist ein Beleuch tungssensor 80 nahe der Person angeordnet.

Das dreizehnte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: der Beleuchtungssensor 80 mißt die Intensität der Beleuchtung um die Person 1. Bei gegebenem Sen sorausgangssignal korrigiert die Pupillen-Extrak tionsschaltung 21 den herausgezogenen Pupillendurch messer, indem dieser mit einem Koeffizienten multi pliziert wird, der im Einklang steht mit der vorher ermittelten Beleuchtungsintensität. Diese Anordnung macht es möglich, die Wellenform von Pupillenschwan kungen zu analysieren ungeachtet der sich ändernden Beleuchtungsintensität.

Alternativ kann in dem Moment, in dem die Beleuch tungsintensität sich geändert hat, das Ergebnis der Analyse bezüglich der gegenwärtigen Pupillen- Wellenform gelöscht werden und eine neue Pupillen- Wellenform kann aufgenommen werden für eine erneute Analyse.

Ausführungsbeispiel 14

Fig. 38 ist eine schematische Darstellung eines Vigi lanz-Erfassungsapparates zur Durchführung des Verfah rens gemäß dem vierzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beim neunten Ausführungsbeispiel wurde die Wachsamkeit der Person entsprechend dem Abstand zwi schen dem oberen und unteren Augenlid der Person be urteilt. Diese Anordnung arbeitet gut, solange wie die Person das Gesicht nicht vertikal neigt. Wenn das Gesicht geneigt wird, wird der sichtbare Abstand zwi schen dem oberen und dem unteren Augenlid kürzer. Das vierzehnte Ausführungsbeispiel hat die Möglichkeit, die Änderungen der Pupillenform oder der Merkmalsgrö ßen zu korrigieren, welche dadurch herrühren, daß die Person ihr Gesicht vertikal neigt. Dieses Ausfüh rungsbeispiel ist tatsächlich eine Variante des neun ten Ausführungsbeispiels, welches durch die Korrek turmittel ergänzt ist. Fig. 38 zeigt eine Orientie rungsschätzungs-Korrekturschaltung 25 für das heraus gezogene Gesicht.

Das vierzehnte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: der vertikale Winkel des Gesichts der Person wird in derselben Weise wie beim dritten Ausführungs beispiel erhalten. Das heißt, die von der Pupillen- Extraktionsschaltung 21 ermittelte Pupillenposition und die von der Merkmalspunkt-Extraktionsschaltung 23 erhaltene Position der Nasenlöcher werden in die Ori entierungsschätzungs-Korrekturschaltung 25 für das herausgezogene Gesicht eingegeben. Die Korrektur schaltung 25 ermittelt zuerst zwei Abstände: den tat sächlichen Abstand S0 zwischen der Pupillenmitte und der Nasenlochmitte, wenn die Person nach vorn schaut, und den sichtbaren Abstand S zwischen der Pupillen mitte und der Nasenlochmitte. Unter Verwendung der Abstände S0 und S erhält die Korrekturschaltung 25 den vertikalen Winkel θ. Die verwendet Gleichung ist:

S = S0 - COS(θ).

Unterdessen zieht die Merkmalspunkt-Extraktionsschal tung 23 die Augenlider in derselben Weise wie beim neunten Ausführungsbeispiel heraus. Wenn der maximale Abstand Y_eb zwischen dem oberen und unteren Augenlid erhalten ist, wird der Abstand in die Orientierungs schätzungs-Korrekturschaltung 25 für das herausgezo gene Gesicht eingegeben. Die Korrekturschaltung 25 ihrerseits korrigiert den Abstand zwischen dem oberen und unteren Augenlid auf der Grundlage des Winkels θ und des Abstandes Y_eb, die wie vorstehend ermittelt wurden. Die verwendete Gleichung lautet:

Y_h =⁰ Y_eb/COS(θ),

worin Y_eb den Abstand zwischen dem oberen und dem un teren Augenlid, die aus dem Gesichtsbild herausgezo gen wurden, Y_h der korrigierte Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Augenlid und θ den vertikalen Drehwinkel des Gesichts der Person (der Winkel ist 0, wenn die Person nach vorn blickt) darstellen. Der Ex traktionsergebnis-Speicher 30 speichert die Änderun gen des korrigierten Abstandes Y_h über die Zeit als eine Blinzel-Wellenform. Die Schläfrigkeits-Beurtei lungsschaltung 40 erkennt das Muster dieser Blinzel- Wellenform, analysiert es und stellt fest, daß die Person schläfrig ist, wenn die Frequenz des Auftre tens der wachsamkeitsreduzierten Wellenform höher wird als ein vorbestimmter Wert.

Während das vierzehnte Ausführungsbeispiel eine Vari ante des neunten Ausführungsbeispiels ergänzt durch die Fähigkeit, Korrekturen entsprechend dem vertika len Gesichtswinkel durchzuführen, ist, kann jedes der anderen Ausführungsbeispiele mit einer ähnlichen Fä higkeit ausgerüstet sein. Das heißt, der vertikale oder horizontale Winkel des Gesichts der Person kann gemessen werden und die Pupillenform oder die Merk malsgrößen können korrigiert werden unter Berücksich tigung des so gemessenen Winkels, wodurch die Genau igkeit der Schläfrigkeits-Erfassung verbessert wird.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen einer Vigilanz einer Per son auf der Grundlage von Augenparametern, bei dem das Gesicht der Person beleuchtet wird und das von dem Gesicht reflektierte Licht in ent sprechende elektrische Signale umgewandelt wird, wobei die Richtungen des das Gesicht beleuchten den Lichts und des vom Gesicht reflektierten Lichts zumindest annähernd zusammenfallen, und bei dem weiterhin die die Augenparameter betref fenden Signale aus den erzeugten elektrischen Signalen herausgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Pupillenposition und/oder Pupillen form betreffenden Signale auf der Grundlage der Leuchtdichteverteilung auf dem beleuchteten Ge sicht der Person derart herausgezogen werden, daß Bereiche auf dem Gesicht, die durch relativ hohe Leuchtdichte gekennzeichnet sind, durch Si gnale mit einem ersten vorbestimmten Pegel dar gestellt werden, und Bereiche, die durch eine relativ geringe Leuchtdichte gekennzeichnet sind, durch Signale mit einem zweiten vorbe stimmten Pegel dargestellt werden, und daß die Vigilanz mittels eines vorbestimmten Parameters bestimmt wird, die aus den die Pupillenposition und/oder die Pupillenform betreffenden Signalen abgeleitet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der vorbestimmte Parameter eine zeitli che Änderung der Pupillenposition ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der vorbestimmte Parameter der Grad der Augenlidöffnung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der vorbestimmte Parameter die Blinzel frequenz ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der vorbestimmte Parameter die Ausdeh nung und Zusammenziehung der Pupillen ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage der herausgezogenen Signale ein weitere Merkmale in dem Gesicht der Person enthaltender Bereich be stimmt wird und aus den erzeugten elektrischen Signalen die die Position und/oder die Form der Merkmale betreffende Signale herausgezogen wer den für die Bestimmung der Vigilanz.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß ein Reiz auf die Per son ausgeübt wird in Abhängigkeit von der be stimmten Vigilanz, und daß die Vigilanz in Ab hängigkeit von dem Pupillenparameter oder dem Zustand der Merkmale vor und nach der Ausübung des Reizes bestimmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Gesicht der Person und einer Vorrichtung zum Umwandeln des reflektierten Lichts in elektri sche Signale gemessen und die Pupillenform oder die Größe der weiteren Merkmale entsprechend dem gemessenen Abstand korrigiert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Intensität des das Gesicht beleuchtenden Lichts gemessen und die Bildung der Signale in Abhängigkeit von der ge messenen Intensität korrigiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Neigung des Ge sichts der Person gemessen und die Pupillenform oder die Größe der weiteren Merkmale in Abhän gigkeit von der Gesichtsneigung korrigiert wird.