JP2007136000A - 視線検出装置、視線検出方法、および視線検出プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1および第2赤外線光源101、102の中心位置に設置された眼球撮影用カメラ103を有する眼球撮影装置10と、眼球撮影用カメラ103で撮影された眼球の画像から瞳孔位置を算出する瞳孔位置算出部11と、この眼球の画像から第1および第2反射像位置の中心位置を仮想反射像位置として検出する反射像位置検出部12と、角膜表面上での個人差による反射像の大きさの誤差の比率を補正比率として算出する補正比率算出部14と、補正比率を用いて仮想反射像位置に対する補正瞳孔位置を算出し、この補正瞳孔位置と仮想反射像位置とから推定視線を算出する推定視線ベクトル算出部15と、推定視線を個人パラメータで補正する推定視線ベクトル補正部20とを備える。
【選択図】図1
Description
《第1実施形態による視線検出装置の構成》
本発明の第1実施形態による視線検出装置1の構成について、図1〜図4を参照して説明する。
本実施形態における視線検出装置1の動作について図5および図6のフローチャートを参照して説明する。
利用者4の個人パラメータを算出する処理について図5のフローチャートを参照して説明する。個人パラメータを算出するため、利用者4がマーカ5を注視したときの推定視線ベクトルが算出される(S1)。
まず、視線を検出したい利用者4の眼球に近赤外線光を照射して、図6のフローチャートに従い推定視線ベクトル算出部15において推定視線ベクトルが算出される。
本発明の第2実施形態による視線検出装置は、角膜における光の屈折を考慮して瞳孔の中心位置を検出することにより、さらに精度の高い推定視線ベクトルを算出するものである。
本実施形態による視線検出装置2について図8を参照して説明する。
本実施形態における視線検出装置2の動作について説明する。
本発明の第3実施形態による視線検出装置は、接続されたディスプレイに個人パラメータを算出する際に使用するマーカを表示させるものである。
本発明の第3実施形態による視線検出装置は、眼球撮像装置の眼球撮影用カメラとしてオートフォーカスカメラを用いるものである。
P’…補正瞳孔位置座標
P1…第1推定視線ベクトル
P1’…第1較正用方向ベクトル
P2…第2推定視線ベクトル
P2’…第2較正用方向ベクトル
Q…仮想反射像位置座標
Q1…第1反射像位置座標
Q2…第2反射像位置座標
1…視線検出装置
2…視線検出装置
3…視線検出装置
4…利用者
5…マーカ
6…ディスプレイ
10…眼球撮影装置
11…瞳孔位置算出部
11a…瞳孔輪郭位置検出部
11b…瞳孔輪郭補正部
12…反射像位置検出部
13…光源間距離記憶部
14…補正比率算出部
15…推定視線ベクトル算出部
16…較正用方向ベクトル算出部
17…マーカ位置座標記憶部
18…個人パラメータ算出部
19…個人パラメータ記憶部
20…推定視線ベクトル補正部
21…視線ベクトル検出部
22…マーカ表示部
101…第1近赤外線光源
102…第2近赤外線光源
103…眼球撮影用カメラ
104…距離計測部
Claims (10)
- 近赤外線光を利用者の眼球に照射する第1近赤外線光源および第2赤外線光源と、この第1近赤外線光源と第2赤外線光源とを結ぶライン上の中心位置に設置され照射された赤外線光が反射した前記眼球を撮影する眼球撮影用カメラとを有する眼球撮影装置と、
前記眼球撮影装置から前記眼球までの距離である眼球距離を計測する距離計測部と、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から瞳孔の中心位置を算出する瞳孔位置算出部と、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から、前記第1近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第1反射像位置と前記第2近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第2反射像位置とを検出し、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との中心位置を仮想反射像位置として検出するとともに、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との間の距離である反射像間距離を計測する反射像位置検出部と、
前記第1近赤外線光源と前記第2赤外線光源との間の距離である光源間距離と前記眼球距離とから推定される角膜表面の反射像間距離を推定反射像間距離として算出するとともに、この推定反射像間距離の前記反射像間距離に対する比率を補正比率として算出する補正比率算出部と、
前記仮想反射像位置から前記瞳孔位置までの距離を前記補正比率で補正することにより前記仮想反射像位置に対する補正された瞳孔の中心位置である補正瞳孔位置を算出し、この補正瞳孔位置と前記仮想反射像位置とから推定される推定視線を算出する推定視線算出部と、
算出された推定視線を、利用者毎の誤差補正のために予め算出された個人パラメータで補正する推定視線補正部と、
前記補正された推定視線を前記利用者の視線として検出する視線検出部と、
を備えることを特徴とする視線検出装置。 - 請求項1に記載の視線検出装置において、
前記距離計測部は前記撮影用カメラの位置情報を記憶し、
前記推定視線補正部で用いられる個人パラメータは、予め位置情報が記憶された1点のマーカを利用者が注視したときに前記推定視線算出部で算出される推定視線と、前記マーカの位置情報と、前記撮影用カメラの位置情報とから算出される
ことを特徴とする視線検出装置。 - 請求項1または2に記載の視線検出装置において、
前記個人パラメータを記憶する個人パラメータ記憶部を有し、
前記推定視線補正部は、前記個人パラメータ記憶部から前記利用者の個人パラメータを取得して前記推定視線を補正する
ことを特徴とする視線検出装置。 - 請求項1〜3いずれか1項に記載の視線検出装置において、
前記瞳孔位置算出部は、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から瞳孔輪郭位置を検出する瞳孔輪郭位置検出部と、
前記瞳孔輪郭位置を、角膜における光の屈折を考慮して補正する瞳孔輪郭補正部と、
補正された瞳孔輪郭位置を基に瞳孔の中心位置を算出する補正瞳孔位置算出部と、
を有することを特徴とする視線検出装置。 - 請求項2〜4いずれか1項に記載の視線検出装置において、
ディスプレイに接続され、
予め記憶されたマーカの位置情報に基づいて、前記ディスプレイにマーカを表示させるマーカ表示部を有する
ことを特徴とする視線検出装置。 - 請求項1〜5いずれか1項に記載の視線検出装置において、
前記眼球撮影装置内の眼球撮影用カメラはオートフォーカスカメラであり、
前記距離計測部は、前記オートフォーカスカメラで算出されるフォーカス値に基づいて前記眼球距離を計測する
ことを特徴とする視線検出装置。 - 第1近赤外線光源および第2赤外線光源から近赤外線光を利用者の眼球に照射し、この第1近赤外線光源と第2赤外線光源とを結ぶライン上の中心位置に設置された眼球撮影用カメラで照射された赤外線光が反射した前記眼球を撮影し、
視線検出装置が、
前記第1近赤外線光源、前記第2赤外線光源、および前記眼球撮影用カメラを有する眼球撮影装置から前記眼球までの距離である眼球距離を計測し、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から瞳孔の中心位置である瞳孔位置を算出し、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から、前記第1近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第1反射像位置と前記第2近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第2反射像位置とを検出し、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との中心位置を仮想反射像位置として検出するとともに、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との間の距離である反射像間距離を計測し、
前記第1近赤外線光源と前記第2赤外線光源との間の距離である光源間距離と前記眼球距離とから推定される角膜表面の反射像間距離を推定反射像間距離として算出するとともに、この推定反射像間距離の前記反射像間距離に対する比率を補正比率として算出し、
前記仮想反射像位置から前記瞳孔位置までの距離を前記補正比率で補正することにより前記仮想反射像位置に対する補正された瞳孔の中心位置である補正瞳孔位置を算出し、この補正瞳孔位置と前記仮想反射像位置とから推定される推定視線を算出し、
算出された推定視線を、利用者毎の誤差補正のために予め算出された個人パラメータで補正し、
前記補正された推定視線を前記利用者の視線として検出する
ことを特徴とする視線検出方法。 - 請求項7に記載の視線検出方法において、
視線検出装置は、
前記撮影用カメラの位置情報を記憶し、
前記個人パラメータを、予め位置情報が記憶された1点のマーカを利用者が注視したときに算出される推定視線と、前記マーカの位置情報と、前記撮影用カメラの位置情報とから算出する
ことを特徴とする視線検出方法。 - 第1近赤外線光源および第2赤外線光源から近赤外線光が照射された利用者の眼球を、この第1近赤外線光源と第2赤外線光源とを結ぶライン上の中心位置に設置された眼球撮影用カメラで撮影された画像から、瞳孔の中心位置である瞳孔位置を算出する機能と、
前記眼球撮影用カメラで撮影された眼球の画像から、前記第1近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第1反射像位置と前記第2近赤外線光源から照射された近赤外線光の角膜反射像の中心位置である第2反射像位置とを検出し、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との中心位置を仮想反射像位置として検出するとともに、前記第1反射像位置と前記第2反射像位置との間の距離である反射像間距離を計測する機能と、
前記第1近赤外線光源、前記第2赤外線光源、および前記眼球撮影用カメラを有する眼球撮影装置から前記眼球までの距離である眼球距離を計測する機能と、
前記第1近赤外線光源と前記第2赤外線光源との間の距離である光源間距離と前記眼球距離とから推定される角膜表面の反射像間距離を推定反射像間距離として算出するとともに、この推定反射像間距離の前記反射像間距離に対する比率を補正比率として算出する機能と、
前記仮想反射像位置から前記瞳孔位置までの距離を前記補正比率で補正することにより前記仮想反射像位置に対する補正された瞳孔の中心位置である補正瞳孔位置を算出し、この補正瞳孔位置と前記仮想反射像位置とから推定される推定視線を算出する機能と、
算出された推定視線を、利用者毎の誤差補正のために予め算出された個人パラメータで補正する機能と、
前記補正された推定視線を前記利用者の視線として検出する機能と、
をコンピュータに実現させるための視線検出プログラム。 - 請求項9に記載の視線検出プログラムにおいて、
前記撮影用カメラの位置情報を記憶する機能を有し、
前記個人パラメータは、予め位置情報が記憶された1点のマーカを利用者が注視したときに算出される推定視線と、前記マーカの位置情報と、前記撮影用カメラの位置情報とから算出する
ことを特徴とする視線検出プログラム。
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