JP2008171108A - Face condition determining device and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両事故を未然に防ぐフェイルセーフのための画像処理技術の一環として、車載カメラで車両運転者を監視撮影し、運転中の居眠りなどを検出する顔状況判定処理装置および撮像装置に関する。 The present invention relates to a face condition determination processing apparatus and an imaging apparatus that monitor and photograph a vehicle driver with an in-vehicle camera and detect a drowse while driving as part of an image processing technique for fail-safe that prevents a vehicle accident beforehand. .
近年、車両事故を未然に防ぐために車両運転者を監視するカメラの技術が具体化してきている。これには、デジタルカメラの高速化と高画質化の技術向上が寄与している。 In recent years, in order to prevent a vehicle accident, a camera technology for monitoring a vehicle driver has been realized. This is due to the improvement in the speed and digital image quality of digital cameras.
運転者等の眼の状態を検出する画像処理装置として、例えば特許文献1に記載されたものがある。その基本構成を図5に示す。図5において、31は運転者の顔部分を照射する赤外ストロボ、32は運転者の顔部分を撮影するTVカメラ、33は赤外ストロボ31の発光とTVカメラ32の画像入力のタイミングを合わせるタイミング指令回路、34はTVカメラ32が撮影した入力画像をデジタル量に変換するA/D変換器、35は画像データを格納する画像メモリ、36は画像メモリ35から読み出した画像データにおいて眼球の存在位置領域を規定する眼球存在位置規定回路、37は眼球存在位置規定回路36で規定された領域において画像メモリ35内の画像データを処理して眼の虹彩部分を検出する虹彩検出回路、38は虹彩検出結果から運転者の居眠りやわき見の有無等の状態を判定する居眠りわき見判定回路である。この装置においては、運転者の顔の画像データをA/D変換器34において2値化し、眼球存在位置規定回路36によって画像データの水平・垂直方向への白画素または黒画素の連続性で顔幅検出および運転者の眼の位置の検出を行う。さらに、虹彩検出回路37によって眼の虹彩部を検出し、居眠りわき見判定回路38において虹彩の検出結果から運転者の開眼、閉眼(眼の開閉状態)の判定を通じて運転者の居眠りや脇見などの状態を判別する。この技術は、居眠り運転や脇見運転の警報に利用される。
上記従来の画像処理装置は、撮像した画像において顔がまっすぐになっていることを前提としている。しかし、実際の運転においては、長時間同じ姿勢をとった結果、疲れや眠気等が進むと、顔の位置や角度が変化し、その結果、顔幅検出や眼の位置検出の精度が劣化するという問題がある。 The conventional image processing apparatus is premised on that the face is straight in the captured image. However, in actual driving, as a result of taking the same posture for a long time, when fatigue or sleepiness progresses, the face position and angle change, and as a result, the accuracy of face width detection and eye position detection deteriorates. There is a problem.
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、顔領域検出や眼の瞬き検出を精度良く行える顔状況判定処理装置を提供することを目的としている。 The present invention has been created in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a face situation determination processing apparatus that can accurately detect a face area and a blink of an eye.
本発明による顔状況判定処理装置は、
2次元イメージセンサより入力されてくる画像データをメモリに格納するメモリ制御部と、
前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記画像データに対して顔領域検出の規定サイズに縮小リサイズし、リサイズ画像データを前記メモリに格納するリサイズ処理部と、
前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記リサイズ画像データに基づいて顔領域検出を行って顔領域情報を生成する顔領域検出部と、
動画フレーム更新の処理において、前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記画像データまたは前記リサイズ画像データにおいて基本ブロック単位の動きベクトルを検出して動きベクトル情報を生成する動きベクトル検出部と、
前記顔領域検出部による前記顔領域情報が示す顔領域内の特定部位について、前記動きベクトル検出部による前記基本ブロック単位の動きベクトル情報から、前記特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し特定部位動き情報として出力する特定部位動き情報演算手段と、
前記顔領域検出部による前記顔領域情報と前記特定部位動き情報演算手段による前記特定部位動き情報とに基づいて顔状況の判定を行う顔状況判定処理手段とを備えたものである。
The face situation determination processing apparatus according to the present invention
A memory control unit for storing image data input from the two-dimensional image sensor in a memory;
A resize processing unit for reducing and resizing the image data read from the memory via the memory control unit to a prescribed size for face area detection, and storing the resized image data in the memory;
A face area detection unit that generates face area information by performing face area detection based on the resized image data read from the memory via the memory control unit;
A motion vector detection unit for generating motion vector information by detecting a motion vector in units of basic blocks in the image data or the resized image data read from the memory via the memory control unit in the moving image frame update process When,
For a specific part in the face area indicated by the face area information by the face area detection unit, a change in a motion vector in frame unit for the specific part is extracted from the motion vector information in the basic block unit by the motion vector detection unit. Specific part movement information calculating means for outputting as specific part movement information;
And face condition determination processing means for determining a face condition based on the face area information by the face area detection unit and the specific part movement information by the specific part movement information calculation means.
この構成においては、フレームごとに顔領域と特定部位(眼や口)の動きベクトルとを同時に検出し、顔状況判定処理手段が顔領域情報と特定部位動き情報とに基づいて顔状況の判定を行うので、特定部位の状況を精度良く判定することが可能となる。その結果、居眠り状態の判定を安定良く行う上で有利な展開が期待される。 In this configuration, a face area and a motion vector of a specific part (eye or mouth) are simultaneously detected for each frame, and the face state determination processing means determines the face state based on the face area information and the specific part motion information. As a result, it is possible to accurately determine the state of the specific part. As a result, an advantageous development is expected for stable determination of a dozing state.
上記構成の顔状況判定処理装置において、前記2次元イメージセンサによる撮像信号として、カラー情報配列RGBのベイヤー配列における4画素の配置を基本配置とする信号と、カラー情報配列が水平方向にRGBの3画素の配置を基本配置とする信号を対象とし、前記リサイズ処理部はローパスフィルタ処理により色キャリア情報と高周波情報を除去するという態様がある。 In the face state determination processing apparatus having the above-described configuration, as an image pickup signal by the two-dimensional image sensor, a signal having a basic arrangement of four pixels in the Bayer arrangement of the color information array RGB, and a color information array of 3 in RGB in the horizontal direction. There is a mode in which the resize processing unit removes the color carrier information and the high frequency information by low-pass filter processing for a signal whose pixel layout is a basic layout.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記リサイズ処理部は、元画像における顔領域のトリミング処理または部分拡大処理により前記動きベクトル検出部における動きベクトル抽出用の画像データを生成するという態様がある。動きベクトル検出部が基本ブロック単位の動きベクトルを抽出する際に、顔領域の大きさを基本ブロック処理のサイズに対して十分大きなサイズにすることが可能となる。 In the face situation determination processing apparatus having the above configuration, the resizing processing unit generates image data for motion vector extraction in the motion vector detection unit by trimming processing or partial enlargement processing of a face area in the original image. There is. When the motion vector detection unit extracts a motion vector in units of basic blocks, it is possible to make the size of the face area sufficiently larger than the size of the basic block processing.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記特定部位動き情報演算手段は、前記リサイズ処理部におけるリサイズ比率を利用して前記顔領域内の前記特定部位の推定を行うという態様がある。 In the face situation determination processing apparatus having the above-described configuration, the specific part motion information calculation unit may estimate the specific part in the face region using a resizing ratio in the resizing processing unit.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記特定部位は、両目を含む両目エリア、鼻と頬を含む鼻頬エリア、口を含む口エリアのいずれかまたはすべてであるという態様がある。 In the face situation determination processing device having the above configuration, the specific part may be any or all of a binocular area including both eyes, a nasal cheek area including a nose and a cheek, and a mouth area including a mouth.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記鼻頬エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以下のときにフレーム内の顔領域が固定位置にあると判断し、かつ、そのときの前記両目エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以上であれば眼が瞬いていると判断するという態様がある。 Further, in the face situation determination processing device having the above configuration, the face situation determination processing means fixes the face area in the frame when the value of motion information on the time axis in the nose cheek area is equal to or less than a predetermined threshold value. There is a mode in which it is determined that the eye is blinking if it is determined to be in a position, and the value of the motion information on the time axis in the area of both eyes at that time is equal to or greater than a predetermined threshold.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記鼻頬エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以下のときにフレーム内の顔領域が固定位置にあると判断し、かつ、そのときの前記両目エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以上のときのパルス数をカウントすることにより、単位時間当たりの眼の瞬き回数情報を抽出するという態様がある。 Further, in the face situation determination processing device having the above configuration, the face situation determination processing means fixes the face area in the frame when the value of motion information on the time axis in the nose cheek area is equal to or less than a predetermined threshold value. Information on the number of blinks of the eye per unit time by counting the number of pulses when the value of motion information on the time axis in the area of both eyes at that time is equal to or greater than a predetermined threshold is determined Is extracted.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記鼻頬エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以下のときにフレーム内の顔領域が固定位置にあると判断し、かつ、そのときの前記両目エリアでの時間軸上の動き情報の絶対値の単位時間当たりの積算値についてフレーム単位の変化量に着目し、その積算値についてのフレーム単位の変化量が減少してきた場合は、眼の瞬きの速度が落ちてきていると判断するという態様がある。 Further, in the face situation determination processing device having the above configuration, the face situation determination processing means fixes the face area in the frame when the value of motion information on the time axis in the nose cheek area is equal to or less than a predetermined threshold value. Focusing on the amount of change in frame units for the integrated value per unit time of the absolute value of the motion information on the time axis in the area of both eyes at that time, and determining the frame unit for the integrated value In the case where the amount of change decreases, it is determined that the blinking speed of the eye is decreasing.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記鼻頬エリアでの時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以下のときにフレーム内の顔領域が固定位置にあると判断し、かつ、そのときの前記口エリアでの時間軸上の動きベクトル情報の値が不定期に変化しているときは、被写体人物が話しをしていると判断するという態様がある。 Further, in the face situation determination processing device having the above configuration, the face situation determination processing means fixes the face area in the frame when the value of motion information on the time axis in the nose cheek area is equal to or less than a predetermined threshold value. A mode in which it is determined that the subject person is speaking when it is determined that the subject person is in a position and the value of motion vector information on the time axis in the mouth area at that time changes irregularly. There is.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記フレーム内の顔領域が固定位置にあると判断する場合に、前記鼻頬エリアでの時間軸上の動き情報の値を用いる代わりに、前記顔領域検出部による前記顔領域情報の変動量が所定の閾値以下にあるときに、前記顔領域が固定位置にあると判断するという態様がある。 Further, in the face situation determination processing device having the above configuration, when the face situation determination processing unit determines that the face area in the frame is at a fixed position, motion information on the time axis in the nose cheek area There is a mode in which the face area is determined to be at a fixed position when the amount of change in the face area information by the face area detection unit is equal to or less than a predetermined threshold value.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記眼の瞬きの回数が減ってきていると判断したときに、さらに、前記単位時間当たりの積算値についてのフレーム単位の変化量が減少して眼の瞬きの速度が落ちてきていると判断したときは、被写体人物が居眠り状態にあると推定するという態様がある。 In the face situation determination processing device having the above configuration, when the face situation determination processing unit determines that the number of blinks of the eyes is decreasing, the frame for the integrated value per unit time is further added. When it is determined that the amount of change in the unit has decreased and the blinking speed of the eyes has decreased, there is an aspect in which it is estimated that the subject person is in a doze state.
また、上記の構成の顔状況判定処理装置において、前記顔状況判定処理手段は、前記眼の瞬きの回数が減ってきていると判断したときに、さらに、前記口エリアでの時間軸上の動き情報の絶対値の単位時間当たりの積算値が減少して口数が少なくなってきていると判断したときは、被写体人物が居眠り状態にあると推定するという態様がある。 In the face situation determination processing apparatus having the above configuration, when the face situation determination processing unit determines that the number of blinks of the eyes is decreasing, the movement on the time axis in the mouth area is further performed. When it is determined that the integrated value per unit time of the absolute value of information is decreasing and the number of units is decreasing, it is estimated that the subject person is in a doze state.
本発明による撮像装置は、上記のいずれかの顔状況判定処理装置を搭載したものである。 An imaging apparatus according to the present invention includes any one of the above-described face situation determination processing devices.
本発明によれば、車載カメラで車両運転者を監視撮影しながら顔領域と特定部位(眼や口)の動きベクトルとを同時に検出し、目の動きや口の動きなどの判断を通じて運転中の居眠りなどを安定して検出することができ、事故を未然に防ぐフェイルセーフ技術として利用できる車両運転者の監視カメラシステムを提供することができる。 According to the present invention, while a vehicle driver is monitored and photographed by an in-vehicle camera, a motion vector of a face region and a specific part (eye or mouth) is detected at the same time, and driving is performed through judgment of eye movement or mouth movement. It is possible to provide a vehicle driver's surveillance camera system that can stably detect a snooze or the like and can be used as a fail-safe technique for preventing an accident.
以下、本発明にかかわる顔状況判定処理装置の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of a face situation determination processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態における顔状況判定処理装置の構成を示すブロック図、図2は撮像装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a face situation determination processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus.
まず図2に基づいて撮像装置を説明する。図2において、11は撮影レンズを含むレンズユニット、12は2次元のイメージセンサ、13はイメージセンサ12の駆動パルスを発生するタイミングジェネレータ(TG)、14はイメージセンサ12から出力される撮像映像信号のノイズを除去し、ゲインをコントロールするCDS/AGC回路、15はアナログの映像信号をデジタルの画像データに変換するA/D変換器(ADC)、16は所定のプログラムが実行されることによって各種の処理(顔領域検出、動き検出処理を含む)を実行するDSP(デジタル信号処理回路)、17は制御プログラムにより撮像装置の全体のシステム動作を制御するCPU(マイクロコンピュータ)、18は画像データおよび各種データを保存するメモリ、19は表示装置、20は記録媒体である。本発明の実施の形態における顔状況判定処理装置は、DSP16とCPU17とで構成される。
First, the imaging apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 11 is a lens unit including a photographic lens, 12 is a two-dimensional image sensor, 13 is a timing generator (TG) that generates a driving pulse of the
次に、上記のように構成された撮像装置の動作について説明する。 Next, the operation of the imaging apparatus configured as described above will be described.
まず代表的な撮像記録動作として、撮像光がレンズユニット11におけるレンズを介してイメージセンサ12に入射すると、被写体像はフォトダイオードなどにより電気信号に変換され、タイミングジェネレータ13からの駆動パルスに同期する垂直駆動および水平駆動により、アナログ連続信号である撮像映像信号がイメージセンサ12から出力される。イメージセンサ12から出力された撮像映像信号は、CDS/AGC回路14のサンプルホールド回路(CDS)によって1/fノイズが適切に低減された後、自動ゲインコントロールされ、A/D変換器15に入力されて、デジタルの画像データ(RGBデータ)に変換される。得られた画像データはDSP16に入力され、メモリ18を介して、輝度信号処理、色分離、カラーマトリクス処理、リサイズ処理、動きベクトル検出処理を含むデータ圧縮処理、顔領域検出処理などの各種の処理が行われる。上記の処理を1シーケンス処理とする。そして、動画出力として連続的に出力されるフレームデータに対して、上記の各処理の並列処理が行われる。生成された画像データは表示装置19に表示されるとともに、記録操作によって記録媒体20に記録される。
First, as a typical imaging recording operation, when imaging light is incident on the
記録データを再生する場合は、記録媒体20から画像データを読み出し、圧縮データの場合は伸張処理を行い、表示サイズにリサイズした後、表示装置19に出力する。
When reproducing the recorded data, the image data is read from the
DSP16の詳細を示す図1において、1はA/D変換器15からDSP16に取り込まれた画像データに対して黒レベル調整、ゲイン調整などの前処理を行う前処理部、2は各処理部とメモリ18との間で画像データの書き込み・読み出しを制御するメモリ制御部、3はメモリ制御部2を介してメモリ18から読み出された画像データに対して輝度信号処理、色信号処理を行い、輝度データと色差データ(またはRGBデータ)としてメモリ18に書き戻す画像データ処理部、4は輝度データと色差データの動画圧縮とその逆動作としての伸張を行うとともに、基本ブロック単位で動きベクトル情報を出力する圧縮伸張・動きベクトル検出部である。動きベクトルの検出は、動画圧縮処理の内部機能として実行される。5はメモリ制御部2を介してメモリ18から読み出された元画像データ(輝度データと色差データ(またはRGBデータ))に対して水平垂直方向のリサイズ処理とゲイン調整を行い、処理後のリサイズ画像データをメモリ18に書き戻すリサイズ処理部である。6はメモリ18から読み出された画像データから顔領域検出を行う顔領域検出部、7はメモリ制御部2から受け取った表示処理用の画像データを表示装置19に転送する表示処理部である。CPU17は、顔領域検出部6による顔領域情報が示す顔領域内の特定部位について、圧縮伸張・動きベクトル検出部4による基本ブロック単位の動きベクトル情報から、特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し特定部位動き情報として出力する特定部位動き情報演算手段と、顔領域検出部6による顔領域情報と前記の特定部位動き情報演算手段による特定部位動き情報とに基づいて顔状況の判定を行う顔状況判定処理手段とを構成している。
In FIG. 1 showing the details of the
次に、上記のように構成された本実施の形態の顔状況判定処理装置の動作を説明する。 Next, the operation of the face situation determination processing apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
DSP16に取り込まれた画像データは、前処理部1の前処理によって黒レベル調整、ゲイン調整などの前処理がなされ、次いで、メモリ制御部2を介してメモリ18に書き込まれる。画像データ処理部3は、メモリ18に書き込まれた画像データをメモリ制御部2を介して読み出し、輝度信号処理、色信号処理を行い、輝度データと色差データ(またはRGBデータ)としてメモリ制御部2を介してメモリ18に書き戻す。
The image data captured by the
リサイズ処理部5は、メモリ制御部2を介してメモリ18から元画像データを読み出し、水平と垂直方向にリサイズ処理し、得られたリサイズ済みの画像データをメモリ18に書き戻す。
The resizing processing unit 5 reads the original image data from the
そして、顔領域検出部6は、メモリ18からメモリ制御部2を介して顔領域検出用のリサイズ画像データを読み出し、顔領域、大きさ、傾きなどの情報を検出する。また、並行処理にて、圧縮伸張・動きベクトル検出部4は、メモリ制御部2を介してメモリ18からリサイズ画像データまたはリサイズ前のフル画像データを周期的に読み出し、入力される動画フレームデータの圧縮を行った後、メモリ18に書き戻すことにより、圧縮画像データをメモリ空間内に格納する。その際、動画圧縮の中間処理として動きベクトル検出が行われるが、この動きベクトル検出の結果得られた基本ブロック単位の動きベクトルも合わせて出力する。得られた動きベクトルは、メモリ制御部2を介してメモリ18に格納される場合と、圧縮伸張・動きベクトル検出部4の内部のレジスタに格納される場合がある。
Then, the face
上記の各処理部は、CPU17で実行される制御プログラムにより、フレーム単位のシーケンス動作を行う。
Each of the processing units performs a sequence operation in units of frames by a control program executed by the
なお、リサイズ処理部5は、表示処理用に画像データを生成する場合には、画像データの全面に対して表示処理に最適なサイズとなるように水平・垂直ともにリサイズ処理を実施し、得られた表示処理用の画像データを表示処理部7に出力する。 Note that when the image data is generated for display processing, the resizing processing unit 5 performs resizing processing in both horizontal and vertical directions so that the entire size of the image data has an optimum size for display processing. The display processing image data is output to the display processing unit 7.
上記の過程において、CPU17による顔状況判定処理は次のように行われる。
In the above process, the face situation determination process by the
CPU17は、所定の制御プログラムを実行することによって、圧縮伸張・動きベクトル検出部4による基本ブロック単位の動きベクトル情報から、顔の眼、鼻、口、頬などの特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し特定部位動き情報を生成するとともに、顔領域検出部6による顔領域情報と前記特定部位動き情報演算手段による特定部位動き情報とに基づいて居眠り等の顔状況の判定を行う。これらは、CPU17による特定部位動き情報演算手段と顔状況判定処理手段の機能である。詳しくは次のとおりである。
The
CPU17は、顔領域検出部6によって得られた顔領域、大きさ、傾きなどの情報を入力し、リサイズ処理部5におけるリサイズ比率より推定して元画像上の顔の眼、鼻、口、頬などの特定部位を割り出し、さらにその特定部位について圧縮伸張・動きベクトル検出部4による基本ブロック単位の動きベクトル情報をメモリ18または圧縮伸張・動きベクトル検出部4のレジスタより読み出し、特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し、特定部位動き情報を生成する(特定部位動き情報演算手段)。そして、顔領域検出部6による顔領域情報と前記の特定部位動き情報演算手段による特定部位動き情報とに基づいて居眠り等の顔状況の判定を行う(顔状況判定処理手段)。
The
上記のシーケンス動作により、例えば図3(a)に示すような画像データが得られたとする。そして、この画像データについて、顔領域検出部6の顔領域検出処理により顔領域情報A0が得られたとする。さらに、図3(b)に示すようにCPU17における推定演算により顔領域情報A0を基に両目を含む両目エリアA1、鼻と頬を含む鼻頬エリアA2、口を含む口エリアA3を生成する。このときの推定演算には、リサイズ処理部5におけるリサイズ比率が用いられる。圧縮伸張・動きベクトル検出部4は、両目エリアA1、鼻頬エリアA2、口エリアA3の画像部分に対して、図3(c)の元画像内のBで示す基本ブロック単位で動きベクトル情報を抽出する。さらに、CPU17による特定部位動き情報演算手段は、抽出された動きベクトル情報から特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し、特定部位動き情報を生成する。そして、CPU17による顔状況判定処理手段は、顔領域検出部6による顔領域情報と前記の特定部位動き情報とに基づいて、顔領域情報A0の変動量が所定の閾値以下にあるときに、フレーム内の顔領域が固定位置にあると判断する。さらに、CPU17による顔状況判定処理手段は、顔領域が固定位置にあると判断したときに、図4に示すように、両目エリアA1での時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以上であれば、眼が瞬いていると判断する。
It is assumed that image data as shown in FIG. 3A is obtained by the above sequence operation, for example. Then, it is assumed that face area information A0 is obtained for the image data by the face area detection process of the face
あるいは加えて、そのときの両目エリアA1での時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以上のときのパルス数をカウントすることにより、単位時間当たりの眼の瞬きの回数情報を抽出する。 Alternatively, in addition, by counting the number of pulses when the value of the motion information on the time axis in the both-eye area A1 at that time is equal to or greater than a predetermined threshold, the number of eye blinks per unit time is extracted.
あるいは加えて、そのときの両目エリアA1での時間軸上の動き情報の絶対値の単位時間当たりの積算値に着目し、その積算値が過去履歴の積算値より減少した場合は、眼の瞬きの回数が減ってきていると判断する。 Alternatively, in addition, when attention is paid to the integrated value per unit time of the absolute value of the motion information on the time axis in the both-eye area A1 at that time, if the integrated value decreases from the integrated value of the past history, It is judged that the number of times is decreasing.
あるいは加えて、そのときの前記の単位時間当たりの積算値についてフレーム単位の変化量に着目し、その積算値についてのフレーム単位の変化量が減少してきた場合は、眼の瞬きの速度が落ちてきていると判断する。 Or, in addition, if the amount of change in units of frames for the integrated value per unit time at that time is focused and the amount of change in units of frames for the integrated value has decreased, the blinking speed of the eyes decreases. Judge that
あるいは加えて、そのときの口エリアA3での時間軸上の動き情報の値が所定の閾値以下のときにフレーム内の顔領域が固定位置にあると判断し、かつ、そのときの口エリアA3での時間軸上の動き情報の値が不定期に変化しているときは、被写体人物が話しをしていると判断する。 Alternatively, in addition, when the value of motion information on the time axis in the mouth area A3 at that time is equal to or less than a predetermined threshold, it is determined that the face area in the frame is at a fixed position, and the mouth area A3 at that time When the value of the motion information on the time axis at is changed irregularly, it is determined that the subject person is talking.
あるいは加えて、そのときの口エリアA3での時間軸上の動き情報の値が不定期に変化しているときに、口エリアA3での時間軸上の動き情報の絶対値の単位時間当たりの積算値に着目し、前記積算値が過去履歴の積算値より減少した場合は、口数が少なくなってきていると判断する。 Alternatively, in addition, when the value of the motion information on the time axis in the mouth area A3 at that time changes irregularly, the absolute value of the motion information on the time axis in the mouth area A3 per unit time Focusing on the integrated value, if the integrated value is smaller than the integrated value of the past history, it is determined that the number is decreasing.
そして、CPU17による顔状況判定処理手段は、眼の瞬きの回数が減ってきていると同時に眼の瞬きの速度が落ちてきているとの判断と口数が少なくなってきているとの判断のいずれか一方または組み合わせに基づいて、人物が居眠り状態にあると推定する。
Then, the face condition determination processing means by the
上記のように本実施の形態によれば、任意の1つの画像に対して顔領域の検出と顔領域内の特定部位(眼や口)の動きベクトル検出を同時に行えるように構成し、特定部位の状況を精度良く判定することができ、その結果として、運転中の居眠りなどを安定して検出することができる。また、実際の運転において、長時間同じ姿勢をとった結果、疲れや眠気等が進んで、顔が傾くようなことがあっても、顔領域の検出と眼の瞬きや口の動きを精度良く検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, the configuration is such that the detection of the face area and the motion vector detection of the specific part (eye or mouth) in the face area can be performed simultaneously for any one image. Can be accurately determined, and as a result, it is possible to stably detect a nap during driving. In addition, even if the face is tilted as a result of taking the same posture for a long time in actual driving, the face is inclined and the face is tilted, the detection of the face area and the blinking of the eyes and the movement of the mouth are accurate. Can be detected.
本発明の顔状況判定処理装置は、車載カメラなどで車両運転者を監視撮影しながら顔領域検出処理と同時処理にて目の動きや口の動きの変化を推定することにより、運転中の居眠りなどを安定して検出することができ、事故を未然に防ぐフェイルセーフ技術として利用できる車両運転者の監視カメラシステム用に有用である。 The face situation determination processing device of the present invention makes a doze while driving by estimating changes in eye movement and mouth movement by simultaneous processing with face area detection processing while monitoring and photographing a vehicle driver with an in-vehicle camera or the like. It is useful for a vehicle driver's surveillance camera system that can be used as a fail-safe technique that can detect accidents and the like and prevent accidents.
1 前処理部
2 メモリ制御部
3 画像データ処理部
4 圧縮伸張・動きベクトル検出部
5 リサイズ処理部
6 顔領域検出部
7 表示処理部
11 レンズユニット
12 イメージセンサ
13 タイミングジェネレータ
14 CDS/AGC回路
15 A/D変換器
16 DSP(デジタル信号処理回路)
17 CPU(特定部位動き情報演算手段、顔状況判定処理手段)
18 メモリ
19 表示装置
20 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pre-processing part 2
17 CPU (specific part movement information calculation means, face situation determination processing means)
18
Claims (13)
前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記画像データに対して顔領域検出の規定サイズに縮小リサイズし、リサイズ画像データを前記メモリに格納するリサイズ処理部と、
前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記リサイズ画像データに基づいて顔領域検出を行って顔領域情報を生成する顔領域検出部と、
動画フレーム更新の処理において、前記メモリ制御部を介して前記メモリから読み出された前記画像データまたは前記リサイズ画像データにおいて基本ブロック単位の動きベクトルを検出して動きベクトル情報を生成する動きベクトル検出部と、
前記顔領域検出部による前記顔領域情報が示す顔領域内の特定部位について、前記動きベクトル検出部による前記基本ブロック単位の動きベクトル情報から、前記特定部位についてのフレーム単位の動きベクトルの変化を抽出し特定部位動き情報として出力する特定部位動き情報演算手段と、
前記顔領域検出部による前記顔領域情報と前記特定部位動き情報演算手段による前記特定部位動き情報とに基づいて顔状況の判定を行う顔状況判定処理手段とを備えた顔状況判定処理装置。 A memory control unit for storing image data input from the two-dimensional image sensor in a memory;
A resize processing unit for reducing and resizing the image data read from the memory via the memory control unit to a prescribed size for face area detection, and storing the resized image data in the memory;
A face area detection unit that generates face area information by performing face area detection based on the resized image data read from the memory via the memory control unit;
A motion vector detection unit for generating motion vector information by detecting a motion vector in units of basic blocks in the image data or the resized image data read from the memory via the memory control unit in the moving image frame update process When,
For a specific part in the face area indicated by the face area information by the face area detection unit, a change in a motion vector in frame unit for the specific part is extracted from the motion vector information in the basic block unit by the motion vector detection unit. Specific part movement information calculating means for outputting as specific part movement information;
A face condition determination processing device comprising: a face condition determination processing unit configured to determine a face condition based on the face region information by the face region detection unit and the specific part movement information by the specific part movement information calculation unit.
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