JP2019030582A - Blink detection system, blink detection method - Google Patents

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Abstract

To improve blink detection accuracy.SOLUTION: The blink detection system includes: a Doppler sensor for receiving a reflection wave from a subject to acquire an I signal and a Q signal; a signal calculation unit for calculating a Doppler signal, an amplitude signal, and a phase signal on the basis of the I signal and the Q signal; a spectrogram calculation unit for calculating a spectrogram from each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal; an integral value calculation unit for integrating, for each time, amplitudes of respective frequencies included in a predetermined frequency band in the spectrogram in each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal to calculate temporal variations in integral values; and a blink detection unit for detecting the blink of the subject on the basis of the temporal variations in the respective integral values.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、瞬き検出システム、瞬き検出方法に関する。   The present invention relates to a blink detection system and a blink detection method.

近年、被験者の疲労度、ストレス、健康状態等を把握するために、例えばドップラーセンサを用いて非接触で瞬きを検出する瞬き検出システムが検討されている。ドップラーセンサを用いた瞬き検出システムにおいて、瞬きの検出精度を向上することは重要な課題であり、そのために様々な提案がなされている。   In recent years, a blink detection system that detects blinks in a non-contact manner using, for example, a Doppler sensor has been studied in order to grasp a subject's fatigue level, stress, health condition, and the like. In a blink detection system using a Doppler sensor, improving the blink detection accuracy is an important issue, and various proposals have been made for that purpose.

例えば、機械学習に基づいて瞬きを検出する手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。この手法では、瞬き信号について5つの特徴量(電圧最大値、時間幅、分散、生信号の分散、生信号の電圧最大値)を定義し、機械学習の一つであるSVM(Support Vector Machine)により瞬きと非瞬きを識別することで一定の検出精度を確保している。   For example, a method for detecting blinks based on machine learning has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). In this method, five feature values (maximum voltage value, time width, variance, raw signal variance, raw signal voltage maximum value) are defined for blink signals, and SVM (Support Vector Machine) is one of machine learning. A certain detection accuracy is ensured by discriminating between blinks and non-blinks.

しかしながら、従来から提案されている手法では、例えば、車内環境のような雑音レベルが高く、顔の向きが変化し易く、瞬きと同じような周波数成分を含む素早い体動が発生するような環境では、十分な検出精度が得られなかった。   However, in the method proposed in the past, for example, in an environment where the noise level is high, the face direction is easy to change, and fast body movements including frequency components similar to blinking occur, such as in a car environment. However, sufficient detection accuracy was not obtained.

C,Tamba and T.Ohtsuki,"Learning−based Blink Detection Using a Doppler Sensor,"IEICE technical report,vol.114,no.418,ASN2014−123,pp.97−102.Jan.2015.C, Tamba and T. Ohtsuki, "Learning-based Blink Detection Using a Doppler Sensor," IEICE technical report, vol. 114, no. 418, ASN 2014-123, pp. 97-102. Jan. 2015.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、瞬きの検出精度を向上することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to improve blink detection accuracy.

本瞬き検出システムは、被験者からの反射波を受信してI信号及びQ信号を取得するドップラーセンサと、前記I信号及び前記Q信号に基づいて、ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号を算出する信号算出部と、前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々からスペクトログラムを算出するスペクトログラム算出部と、前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々の前記スペクトログラムの所定の周波数帯域内に含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、積分値の時間変化を算出する積分値算出部と、各々の前記積分値の時間変化に基づいて、前記被験者の瞬きを検出する瞬き検出部と、を有することを要件とする。   The blink detection system receives a reflected wave from a subject and obtains an I signal and a Q signal, and calculates a Doppler signal, an amplitude signal, and a phase signal based on the I signal and the Q signal. A signal calculation unit; a spectrogram calculation unit for calculating a spectrogram from each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal; and a predetermined frequency of the spectrogram of each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal An integral value calculation unit that integrates the amplitude of each frequency included in the band for each time and calculates a time change of the integral value, and a blink that detects the subject's blink based on the time change of each of the integral values And a detection unit.

開示の技術によれば、瞬きの検出精度を向上することができる。   According to the disclosed technique, it is possible to improve blink detection accuracy.

本実施の形態に係る瞬き検出システムの概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates schematic structure of the blink detection system which concerns on this Embodiment. ドップラーセンサで得た信号の一例である。It is an example of the signal obtained with the Doppler sensor. 本実施の形態に係る信号処理部のハードウェアブロックを例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware block of the signal processing part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る信号処理部の機能ブロックを例示する図である。It is a figure which illustrates the functional block of the signal processing part which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る瞬き検出システムの動作を示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows operation | movement of the blink detection system which concerns on this Embodiment. I信号及びQ信号から得た信号の一例である。It is an example of the signal obtained from I signal and Q signal. 振幅信号から算出したスペクトログラムの一例である。It is an example of the spectrogram calculated from the amplitude signal. スペクトログラム上のエネルギー積分の積分値の一例である。It is an example of the integral value of the energy integral on a spectrogram. CA−CFAR検出について説明する図である。It is a figure explaining CA-CFAR detection. 複数のビンから構成されるウィンドウの一例である。It is an example of the window comprised from a some bin. ウィンドウ内の各ビンに含まれるエネルギーを要素とする行列Meの一例である。It is an example of the matrix Me which makes the energy contained in each bin in a window an element. 特徴量ベクトルの形成について説明する図である。It is a figure explaining formation of a feature-value vector. 瞬きと分類されたデータ、非瞬きと分類されたデータの一例である。It is an example of the data classified as blink and the data classified as non-blink.

以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

図1は、本実施の形態に係る瞬き検出システムの概略構成を例示する図である。図1に示すように、瞬き検出システム1は、主要な構成要素として、ドップラーセンサ10と、信号処理部20とを有している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a blink detection system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the blink detection system 1 includes a Doppler sensor 10 and a signal processing unit 20 as main components.

ドップラーセンサ10は、ドップラー効果による送信信号と受信信号の周波数シフトを観測することで、観測対象(被験者)の動きを検出するセンサである。本実施の形態では、一例として、送信波として無変調連続波(CW:Continuous Wave)を用いる。   The Doppler sensor 10 is a sensor that detects the movement of the observation target (subject) by observing the frequency shift of the transmission signal and the reception signal due to the Doppler effect. In the present embodiment, as an example, a non-modulated continuous wave (CW) is used as a transmission wave.

ドップラーセンサ10は被験者の近傍に配置され、被験者の瞼又はその近傍で反射された信号(反射波)を受信し、観測対象の動きにより発生した信号を得ることができる。被験者としては、例えば、車両の運転者、画像表示端末(VDT)で作業する作業者等が挙げられる。   The Doppler sensor 10 is disposed in the vicinity of the subject, can receive a signal (reflected wave) reflected in the subject's eyelid or in the vicinity thereof, and can obtain a signal generated by the movement of the observation target. Examples of the test subject include a driver of a vehicle and a worker working on an image display terminal (VDT).

図2は、ドップラーセンサで得た信号の一例である。図2に示す信号は、送信信号と受信信号の間の周波数シフトを表わす信号を時間の関数として取得したものであり、送信信号と同相(In-phase)成分であるI信号、及び直交位相(Quadrature)成分であるQ信号で構成される。   FIG. 2 is an example of a signal obtained by the Doppler sensor. The signal shown in FIG. 2 is obtained by obtaining a signal representing a frequency shift between the transmission signal and the reception signal as a function of time. The I signal which is an in-phase component of the transmission signal and the quadrature phase ( Quadrature) component Q signal.

瞬き、心拍や呼吸、体動(身体による動作)等の身体の表面の動きはドップラーセンサ10により観測できる。瞬き検出を行う際には、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタ等を用いて適宜ノイズ除去を行うことが好ましい。   Movements of the body surface such as blinking, heartbeat and breathing, and body movement (movement by the body) can be observed by the Doppler sensor 10. When performing blink detection, it is preferable to appropriately remove noise using a high-pass filter, a band-pass filter, or the like.

図1に戻り、信号処理部20は、ドップラーセンサ10の出力信号に基づいて、被験者の瞬きを検出する。信号処理部20は、適宜、ドップラーセンサ10で受信した信号のI信号及びQ信号をそのまま利用したり、I信号及びQ信号に基づいて各種信号(振幅、位相、それらの積分値等)を生成したりすることができる。   Returning to FIG. 1, the signal processing unit 20 detects the blink of the subject based on the output signal of the Doppler sensor 10. The signal processing unit 20 appropriately uses the I signal and Q signal of the signal received by the Doppler sensor 10 as they are, or generates various signals (amplitude, phase, their integrated values, etc.) based on the I signal and the Q signal. You can do it.

図3は、本実施の形態に係る信号処理部のハードウェアブロックを例示する図である。図3を参照するに、信号処理部20は、CPU21と、ROM22と、RAM23と、I/F24と、バスライン25とを有している。CPU21、ROM22、RAM23、及びI/F24は、バスライン25を介して相互に接続されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware block of the signal processing unit according to the present embodiment. Referring to FIG. 3, the signal processing unit 20 includes a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, an I / F 24, and a bus line 25. The CPU 21, ROM 22, RAM 23, and I / F 24 are connected to each other via a bus line 25.

CPU21は、信号処理部20の各機能を制御する。記憶手段であるROM22は、CPU21が信号処理部20の各機能を制御するために実行するプログラムや、各種情報を記憶している。記憶手段であるRAM23は、CPU21のワークエリア等として使用される。又、RAM23は、所定の情報を一時的に記憶することができる。I/F24は、瞬き検出システム1を他の機器等と接続するためのインターフェイスである。瞬き検出システム1は、I/F24を介して、外部ネットワーク等と接続されてもよい。   The CPU 21 controls each function of the signal processing unit 20. The ROM 22 serving as a storage unit stores a program executed by the CPU 21 to control each function of the signal processing unit 20 and various types of information. The RAM 23 serving as storage means is used as a work area for the CPU 21. The RAM 23 can temporarily store predetermined information. The I / F 24 is an interface for connecting the blink detection system 1 to other devices. The blink detection system 1 may be connected to an external network or the like via the I / F 24.

但し、信号処理部20の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。ハードウェアの一例としては、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等が挙げられる。又、信号処理部20は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。   However, part or all of the signal processing unit 20 may be realized only by hardware. Examples of hardware include an application specific integrated circuit (ASIC), a digital signal processor (DSP), and a field programmable gate array (FPGA). The signal processing unit 20 may be physically configured by a plurality of devices.

図4は、本実施の形態に係る信号処理部の機能ブロックを例示する図である。図4を参照するに、信号処理部20は、機能ブロックとして、信号算出部201と、スペクトログラム算出部202と、積分値算出部203と、積算出部204と、信号検出部205と、特徴量ベクトル形成部206と、瞬き判定部207とを有している。各機能ブロックの具体的な機能については、図5等の説明の中で後述する。   FIG. 4 is a diagram illustrating functional blocks of the signal processing unit according to the present embodiment. Referring to FIG. 4, the signal processing unit 20 includes, as functional blocks, a signal calculation unit 201, a spectrogram calculation unit 202, an integral value calculation unit 203, a product calculation unit 204, a signal detection unit 205, and a feature amount. A vector forming unit 206 and a blink determination unit 207 are provided. Specific functions of each functional block will be described later in the description of FIG.

図5は、本実施の形態に係る瞬き検出システムの動作を示すフローチャートの一例である。図5を中心にして適宜他の図も参照しながら、本実施の形態に係る瞬き検出方法について説明する。   FIG. 5 is an example of a flowchart showing the operation of the blink detection system according to the present embodiment. The blink detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 5 and other drawings as appropriate.

まず、ステップS11では、信号算出部201は、ドップラーセンサ10で被験者からの反射波を受信して信号を取得する。ここで取得する信号は、例えば、図2に示すようなI信号及びQ信号で構成されている。   First, in step S <b> 11, the signal calculation unit 201 receives a reflected wave from the subject by the Doppler sensor 10 and acquires a signal. The signal acquired here is composed of, for example, an I signal and a Q signal as shown in FIG.

次に、ステップS12では、ステップS11で受信したI信号及びQ信号のノイズ成分の除去を行う。ノイズ成分の除去は、例えば、ドップラーセンサ10と信号処理部20との間にバンドパスフィルタを挿入してハードウェア的に行うことができる。又、ドップラーセンサ10の出力信号を直接信号処理部20に入力し、信号処理部20内においてディジタル信号処理(ディジタルフィルタ等)により行ってもよい。バンドパスフィルタの通過帯域は、例えば、4Hz〜30Hz程度とすることができる。   Next, in step S12, noise components of the I signal and Q signal received in step S11 are removed. The removal of the noise component can be performed by hardware by inserting a band-pass filter between the Doppler sensor 10 and the signal processing unit 20, for example. Alternatively, the output signal of the Doppler sensor 10 may be directly input to the signal processing unit 20 and digital signal processing (digital filter or the like) may be performed in the signal processing unit 20. The passband of the bandpass filter can be set to about 4 Hz to 30 Hz, for example.

次に、ステップS13では、信号算出部201は、バンドパスフィルタでノイズ成分を除去したI信号及びQ信号から、ドップラー信号=I(t)+jQ(t)を算出する。例えば、図2に示す信号から図6(a)に示すドップラー信号を得ることができる。   Next, in step S13, the signal calculation unit 201 calculates Doppler signal = I (t) + jQ (t) from the I signal and Q signal from which noise components have been removed by the band pass filter. For example, the Doppler signal shown in FIG. 6A can be obtained from the signal shown in FIG.

次に、ステップS14では、信号算出部201は、バンドパスフィルタでノイズ成分を除去したI信号及びQ信号から、振幅信号=√(I(t)+Q(t))を算出する。例えば、図2に示す信号から図6(b)に示す振幅信号を得ることができる。 Next, in step S < b > 14, the signal calculation unit 201 calculates an amplitude signal = √ (I (t) 2 + Q (t) 2 ) from the I signal and Q signal from which noise components have been removed by the band pass filter. For example, the amplitude signal shown in FIG. 6B can be obtained from the signal shown in FIG.

次に、ステップS15では、信号算出部201は、バンドパスフィルタでノイズ成分を除去したI信号及びQ信号から、位相信号=tan−1(Q(t)/I(t))を算出する。例えば、図2に示す信号から図6(c)に示す位相信号を得ることができる。なお、S13〜S15の処理順序は任意として構わない。 Next, in step S15, the signal calculation unit 201 calculates phase signal = tan −1 (Q (t) / I (t)) from the I signal and the Q signal from which the noise component has been removed by the band pass filter. For example, the phase signal shown in FIG. 6C can be obtained from the signal shown in FIG. Note that the processing order of S13 to S15 may be arbitrary.

次に、ステップS16では、スペクトログラム算出部202は、ステップS13で算出したドップラー信号、ステップS14で算出した振幅信号、及びステップS15で算出した位相信号の各々からスペクトログラムを算出する。つまり、3種類のスペクトログラムが算出される。   Next, in step S16, the spectrogram calculation unit 202 calculates a spectrogram from each of the Doppler signal calculated in step S13, the amplitude signal calculated in step S14, and the phase signal calculated in step S15. That is, three types of spectrograms are calculated.

スペクトログラムとは、横軸を時間、縦軸を周波数とした平面上に、信号に含まれるエネルギーの周波数分布を表現したものであり、例えば、信号を短時間フーリエ変換(Short-Time Fourier Transform:STFT)することにより算出できる。短時間フーリエ変換は、例えば、ウィンドウサイズ512ms、オーバーラップ5msの条件で行うことができる。   A spectrogram is a representation of the frequency distribution of energy contained in a signal on a plane with time on the horizontal axis and frequency on the vertical axis. For example, a short-time Fourier transform (STFT) ). The short-time Fourier transform can be performed, for example, under the conditions of a window size of 512 ms and an overlap of 5 ms.

図7は、ステップS16で振幅信号から算出したスペクトログラムの一例であり、時間、ドップラー周波数、及び信号成分の強さをグレースケールで表示している。なお、ドップラー信号及び位相信号のスペクトログラムの図示は省略するが、図7と同様に、時間、ドップラー周波数、及び信号成分の強さを表示したものとなる。但し、ドップラー信号のスペクトログラムは、近接運動に対応する正のドップラー周波数と、離隔運動に対応する負のドップラー周波数とを含むものとなる。   FIG. 7 is an example of a spectrogram calculated from the amplitude signal in step S16, and displays time, Doppler frequency, and signal component strength in gray scale. Although the spectrograms of the Doppler signal and the phase signal are not shown, the time, Doppler frequency, and signal component strength are displayed as in FIG. However, the spectrogram of the Doppler signal includes a positive Doppler frequency corresponding to the proximity motion and a negative Doppler frequency corresponding to the separation motion.

次に、ステップS17では、積分値算出部203は、ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号の各々のスペクトログラム上のエネルギー積分を行う。ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号の各々の積分範囲は、例えば、−30Hz〜−4Hz及び4Hz〜30Hz、4Hz〜30Hz、4Hz〜30Hzとすることができる。   Next, in step S17, the integral value calculation unit 203 performs energy integration on the spectrograms of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal. The integration ranges of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal can be set to, for example, −30 Hz to −4 Hz, 4 Hz to 30 Hz, 4 Hz to 30 Hz, and 4 Hz to 30 Hz.

すなわち、積分値算出部203は、ドップラー信号のスペクトログラムにおいて、−30Hz〜−4Hz及び4Hz〜30Hzに含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、振幅の積分値の時間変化を算出する。例えば、図8(a)に示す積分値Edが得られる。   That is, the integral value calculation unit 203 integrates the amplitude of each frequency included in −30 Hz to −4 Hz and 4 Hz to 30 Hz for each time in the spectrogram of the Doppler signal, and calculates the time change of the integral value of the amplitude. For example, the integral value Ed shown in FIG.

同様に、積分値算出部203は、振幅信号のスペクトログラムにおいて、4Hz〜30Hzに含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、振幅の積分値の時間変化を算出する。例えば、図8(b)に示す積分値Eaが得られる。   Similarly, the integral value calculation unit 203 integrates the amplitude of each frequency included in 4 Hz to 30 Hz for each time in the spectrogram of the amplitude signal, and calculates the time change of the integral value of the amplitude. For example, an integral value Ea shown in FIG. 8B is obtained.

同様に、積分値算出部203は、位相信号のスペクトログラムにおいて、4Hz〜30Hzに含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、振幅の積分値の時間変化を算出する。例えば、図8(c)に示す積分値Epが得られる。   Similarly, the integral value calculation unit 203 integrates the amplitude of each frequency included in 4 Hz to 30 Hz for each time in the spectrogram of the phase signal, and calculates the time change of the integral value of the amplitude. For example, an integral value Ep shown in FIG. 8C is obtained.

次に、ステップS18では、積算出部204は、3つの積分値Ed、Ea、及びEpの時間変化を時刻毎に乗算して積の時間変化を算出する。例えば、図8(d)に示す積Ec(=Ed×Ea×Ep)が得られる。なお、図8(a)〜図8(d)では、便宜上、実際に瞬きが起きた時刻を破線で示している。   Next, in step S18, the product calculation unit 204 calculates the time change of the product by multiplying the time changes of the three integral values Ed, Ea, and Ep for each time. For example, the product Ec (= Ed × Ea × Ep) shown in FIG. 8D is obtained. In FIGS. 8A to 8D, for the sake of convenience, the time at which the blink actually occurred is indicated by a broken line.

次に、ステップS19では、信号検出部205は、CA−CFAR(Cell Averaging Constant False Alarm Rate)処理に基づいて、瞬きが起きた可能性のある時刻を検出する。具体的には、信号検出部205はCA−CFAR処理において閾値THを決定し、ステップS18で算出した積Ecを閾値THと比較して、閾値TH以上である時刻の信号を検出する。 Next, in step S <b> 19, the signal detection unit 205 detects a time when blinking may occur based on CA-CFAR (Cell Averaging Constant False Alarm Rate) processing. Specifically, the signal detection unit 205 determines the threshold value TH 1 in the CA-CFAR process, compares the product Ec calculated in step S18 with the threshold value TH 1, and detects a signal at a time that is equal to or greater than the threshold value TH 1. .

ここで、CA−CFAR処理において閾値THを決定するには、図9に示すように積Ecを時間軸方向に連続する複数のセルに分割し、注目するセル(Cut:Cell under test)を決定する。 Here, in order to determine the threshold TH 1 in the CA-CFAR process, as shown in FIG. 9, the product Ec is divided into a plurality of cells that are continuous in the time axis direction, and the cell of interest (Cut: Cell under test) is divided. decide.

次に、Cutに隣接しない前後のセルの振幅値に基づいて閾値THを決定する。具体的には、Cutの直前の所定数のセルをガードセルG、Cutの直後の所定数のセルをガードセルGとし、更に、ガードセルGの直前の所定数のセルをフロントセルF、ガードセルGの直後の所定数のセルをリアセルRとする。ドップラーセンサ10で観測された瞬き信号の時間長は、経験的に約0.2秒であることがわかっている。そこで、図9における各セルのセル長は0.2秒程度に設定することが好ましい。 Next, to determine the threshold value TH 1 based on the amplitude values before and after the cell not adjacent to the Cut. Specifically, a predetermined number of cells immediately preceding the Cut and guard cell G F, a predetermined number of cells immediately after the Cut and guard cell G R, further, guard cell G F front cell F of a predetermined number of cells immediately before, guard cell a predetermined number of cells immediately after the G R and Riaseru R. The duration of the blink signal observed by the Doppler sensor 10 is empirically found to be about 0.2 seconds. Therefore, the cell length of each cell in FIG. 9 is preferably set to about 0.2 seconds.

なお、図9では、ガードセルG、ガードセルG、フロントセルF、及びリアセルRをそれぞれ3セルで構成しているが、これは一例であり、ガードセルG、ガードセルG、フロントセルF、及びリアセルRを構成するセル数は適宜決定することができる。 In FIG. 9, the guard cell G F , the guard cell G R , the front cell F, and the rear cell R are each composed of three cells, but this is an example, and the guard cell G F , the guard cell G R , the front cell F, The number of cells constituting the rear cell R can be determined as appropriate.

次に、フロントセルFの振幅値とリアセルRの振幅値の平均値AAVEを算出し、平均値AAVEを係数α倍したものを閾値THとする。すなわち、閾値TH=AAVE×αである。なお、ガードセルG及びGは閾値THの算出には用いない。これは、注目するセルであるCut自身が閾値THへ影響することを防ぐためである。 Next, an average value A AVE of the amplitude value of the front cell F and the amplitude value of the rear cell R is calculated, and a value obtained by multiplying the average value A AVE by a coefficient α is set as a threshold value TH 1 . That is, the threshold TH 1 = A AVE × α. Incidentally, guard cell G F and G R are not used for calculating the threshold value TH 1. This is to prevent the Cut itself is a cell of interest can affect the threshold value TH 1.

閾値THが低すぎると、多くの雑音を瞬きと誤検出しFP(False Positive)が増加する。一方、閾値THが高すぎると、瞬きの検出漏れが多くなりFN(False Negative)が増加する。そこで、係数αを適切な値に設定する必要があるが、発明者らの事前実験により、α=3.4程度とすることでFP及びFNを低減できることがわかっている。 When the threshold value TH 1 is too low, detected FP (False Positive) erroneously blink much noise is increased. On the other hand, if the threshold TH 1 is too high, the more the detection omission blinking FN (False Negative) increases. Therefore, it is necessary to set the coefficient α to an appropriate value, but it has been found by experiments conducted by the inventors that FP and FN can be reduced by setting α to about 3.4.

以上のようにして閾値THが決定されると、信号検出部205は、Cutにおいて閾値TH以上の信号成分を検出する。引き続きCutの位置を移動させながら同様の検出を繰り返して積Ecを閾値THと比較して、閾値TH以上である時刻の信号を検出する。 When the threshold value TH 1 is determined as described above, the signal detection unit 205 detects a threshold value TH 1 or more signal components in Cut. By comparing the product Ec with a threshold value TH 1 by repeating the same detection while continuing moving the position of the Cut, detecting the time of the signal is the threshold value TH 1 or more.

なお、以上のステップS17〜S19は、事前検出ステップであり、瞬きが起きた可能性のある時刻及び信号を検出する。一方、以下のステップS20及びS21は、分類ステップであり、瞬きが起きた可能性のある時刻及び信号を、瞬きが起きた時刻及び信号と、瞬きが起きていない(非瞬き)時刻及び信号に分類する。   In addition, the above steps S17-S19 are prior detection steps, and detect the time and signal at which blinking may occur. On the other hand, the following steps S20 and S21 are classification steps, and the time and signal at which blinking may occur are changed to the time and signal at which blinking occurs and the time and signal at which blinking does not occur (non-blink). Classify.

具体的には、ステップS20では、特徴量ベクトル形成部206は、ステップS16で振幅信号から算出したスペクトログラム(例えば、図7)において、閾値TH以上の信号成分が検出された時刻を含む信号に基づいて特徴量ベクトルを形成する。なお、振幅信号から算出したスぺクトログラムを用いる理由は、振幅信号から算出したスぺクトログラムでは、ドップラー信号から算出したスぺクトログラムや位相信号から算出したスぺクトログラムよりも、瞬きと非瞬きの差が顕著に現れるからである。 Specifically, in step S20, the feature quantity vector forming unit 206, spectrogram calculated from the amplitude signal in step S16 (e.g., 7) in, the signal including a time at which the threshold value TH 1 or more signal components is detected Based on this, a feature vector is formed. The reason for using the spectrogram calculated from the amplitude signal is that the spectrogram calculated from the amplitude signal is more blinking and non-blinking than the spectrogram calculated from the Doppler signal or the phase signal. This is because the difference appears remarkably.

特徴量ベクトルを形成するには、まず、特徴量ベクトル形成部206は、振幅信号から算出したスペクトログラムの所定の周波数帯域内において、縦横に配置された複数のビン(単位領域)から構成されるウィンドウを、閾値TH以上の信号成分が検出された時刻を中心に設定する。そして、特徴量ベクトル形成部206は、設定したウィンドウ内の各ビンに含まれるエネルギーを要素とする行列Meを生成する。 In order to form a feature vector, first, the feature vector forming unit 206 is a window composed of a plurality of bins (unit regions) arranged vertically and horizontally within a predetermined frequency band of a spectrogram calculated from an amplitude signal. Is set around the time when a signal component equal to or greater than the threshold TH 1 is detected. Then, the feature vector forming unit 206 generates a matrix Me whose elements are the energy included in each bin in the set window.

例えば、14Hz以上30Hz以下の周波数範囲に幅500msのウィンドウを設定し、1つのビンを縦2Hz、横5msとすると、図10に示すように、設定したウィンドウ内に8×100のビンができ、ウィンドウ内の各ビンに含まれるエネルギーを要素とする行列Me(8×100)を生成できる。図11に行列Meの具体例を示す。   For example, if a window having a width of 500 ms is set in a frequency range of 14 Hz to 30 Hz and one bin is set to 2 Hz in length and 5 ms in width, as shown in FIG. 10, an 8 × 100 bin is formed in the set window. A matrix Me (8 × 100) whose elements are energy contained in each bin in the window can be generated. FIG. 11 shows a specific example of the matrix Me.

なお、瞬きの周波数は4Hz〜30Hz程度であるが、車の中では瞬き以外の体の揺れが生じやすく、それは4Hzから14Hz程度の周波数帯に現れやすい。つまり、4Hzから14Hz程度の周波数帯は雑音が多いため、この周波数帯を除いた14Hz以上30Hz以下の周波数範囲でウィンドウを設定している。   The blinking frequency is about 4 Hz to 30 Hz, but the body shakes other than blinking easily occur in the car, and it easily appears in a frequency band of about 4 Hz to 14 Hz. That is, since the frequency band from 4 Hz to 14 Hz has a lot of noise, the window is set in a frequency range of 14 Hz to 30 Hz excluding this frequency band.

又、瞬きの時間は約200ms〜1200ms程度であるが、エネルギーの広がりを考えると、500msのウィンドウ幅があれば瞬きを十分に捉えることができる。又、ビンの縦幅である2Hzは、短時間フーリエ変換の条件(例えば、ウィンドウサイズ512ms、オーバーラップ5ms)から決定される。   The blinking time is about 200 ms to 1200 ms, but considering the spread of energy, the blinking can be sufficiently captured if the window width is 500 ms. The bin width of 2 Hz is determined from the short-time Fourier transform conditions (for example, window size 512 ms, overlap 5 ms).

瞬きと非瞬きでは、エネルギーの生じ方が異なる。一方、時間及び周波数領域に対するエネルギーの生じ方はどの瞬きも類似している。そこで、ここでは、スペクトログラム上のエネルギーの生じ方に注目して共分散行列により特徴量スペクトルを抽出する。   Energy generation differs between blinking and non-blinking. On the other hand, how the energy is generated in the time and frequency domains is similar in every blink. Therefore, here, the feature amount spectrum is extracted by the covariance matrix while paying attention to the energy generation on the spectrogram.

具体的には、特徴量ベクトル形成部206は、行列Meの共分散行列Xを算出する。図12(a)に共分散行列Xの具体例を示す。そして、共分散行列Xの共分散要素を、図12(a)の線Lに沿って1列に並べる。例えば、図12(b)に示すように、[1.2948、0.6550、…、0.0244]となる。 Specifically, the feature vector forming unit 206 calculates a covariance matrix X of the matrix Me. FIG. 12A shows a specific example of the covariance matrix X. Then, the covariance elements of the covariance matrix X, arranged in a row along the line L 1 in FIG. 12 (a). For example, as shown in FIG. 12B, [1.2948, 0.6550,..., 0.0244].

なお、共分散行列Xの対角成分は自己分散であり意味を持たないので使用しない。又、共分散要素は、共分散行列Xの対角成分に対して対称であるので、ここでは対角成分の右上側の共分散要素のみを使用する。   The diagonal component of the covariance matrix X is not used because it is self-dispersing and has no meaning. Since the covariance element is symmetric with respect to the diagonal component of the covariance matrix X, only the covariance element on the upper right side of the diagonal component is used here.

次に、特徴量ベクトル形成部206は、行列Meの転置行列Meに対しても同様に共分散行列を算出し、転置行列Meの共分散行列の共分散要素を1列に並べる。例えば、図12(c)に示すように、[3.2315、1.0102、…、0.0143]となる。 Next, the feature vector forming unit 206 also calculates a similarly covariance matrix with respect transposed matrix Me T matrix Me, arranging the covariance elements of the covariance matrix of the transposed matrix Me T in a row. For example, as shown in FIG. 12C, [3.2315, 1.0102,.

次に、特徴量ベクトル形成部206は、行列Meの共分散行列の共分散要素及び転置行列Meの共分散行列の共分散要素に基づいて、特徴量ベクトルを形成する。具体的には、図12(b)及び図12(c)で1列に並べた共分散要素を結合し、特徴量ベクトルを形成する。例えば、図12(d)に示すように、[1.2948、0.6550、…、0.0244、3.2315、1.0102、…、0.0143]となる。 Next, the feature vector forming section 206, based on the covariance elements of the covariance matrix of the covariance elements of the covariance matrix of the matrix Me and transposed matrix Me T, to form a feature vector. Specifically, the covariance elements arranged in a line in FIGS. 12B and 12C are combined to form a feature vector. For example, as shown in FIG. 12D, [1.2948, 0.6550,..., 0.0244, 3.2315, 1.0102,.

なお、特徴量ベクトルは、振幅信号のスペクトログラム上において、ステップS19で検出した瞬きが起きた可能性のある全ての時刻で形成する。   It should be noted that the feature vector is formed at all times at which the blink detected in step S19 may occur on the spectrogram of the amplitude signal.

次に、ステップS21では、瞬き判定部207は、ステップS20で形成した特徴量ベクトルに機械学習アルゴリズムを適用して、被験者の瞬きを検出する。具体的には、例えば、機械学習アルゴリズムとしてランダムフォレストを用い、ランダムフォレストにより瞬きと非瞬きを分類する。   Next, in step S21, the blink determination unit 207 detects a subject's blink by applying a machine learning algorithm to the feature amount vector formed in step S20. Specifically, for example, a random forest is used as a machine learning algorithm, and blinks and non-blinks are classified by the random forest.

なお、ランダムフォレストとは、複数の決定木を使用し、各々の決定木によって決定された最頻値を最終的な出力とする分類器である。ここでは、一例として、決定木の数を50とし、最大分割数(決定木の深さ)を20としている。図13に、瞬きと分類されたデータ、非瞬きと分類されたデータの一例を示す。図13に示すように、瞬きと非瞬きとでは特徴量ベクトルが大きく異なるため、ランダムフォレストを用いた精度のよい分類が可能となる。   The random forest is a classifier that uses a plurality of decision trees and outputs the mode value determined by each decision tree as a final output. Here, as an example, the number of decision trees is 50, and the maximum number of divisions (depth of the decision tree) is 20. FIG. 13 shows an example of data classified as blink and data classified as non-blink. As shown in FIG. 13, feature vectors differ greatly between blinks and non-blinks, and therefore, accurate classification using a random forest is possible.

このように、瞬き検出システム1では、ドップラーセンサ10で取得したI信号及びQ信号に基づいてドップラー信号、振幅信号、及び位相信号を算出し、ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号の各々からスペクトログラムを算出する。そして、各々のスペクトログラムの所定の周波数帯域内に含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、積分値Ed、Ea、及びEpの時間変化を算出し、更に、各々の積分値Ed、Ea、及びEpの時間変化を時刻毎に乗算して積Ecの時間変化を算出する。   Thus, in the blink detection system 1, the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal are calculated based on the I signal and the Q signal acquired by the Doppler sensor 10, and the spectrogram is obtained from each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal. Is calculated. Then, the amplitude of each frequency included in a predetermined frequency band of each spectrogram is integrated at each time to calculate the temporal changes of the integrated values Ed, Ea, and Ep, and each integrated value Ed, Ea, And the time change of Ep is calculated for every time, and the time change of the product Ec is calculated.

積分値Ed、Ea、及びEpの時間変化を時刻毎に乗算して積Ecの時間変化を算出することにより、積Ecの雑音レベルが積分値Ed、Ea、及びEpの雑音レベルよりも低下する。例えば、図8(d)の27〜28秒及び37秒付近ではFPが低減し、図8(d)の29秒付近ではFNが低減している。そのため、積Ecに基づいて瞬き検出を行うことで、瞬きの検出精度を向上することができる。   The time change of the product Ec is calculated by multiplying the time changes of the integral values Ed, Ea, and Ep every time, so that the noise level of the product Ec is lower than the noise levels of the integral values Ed, Ea, and Ep. . For example, FP decreases near 27 to 28 seconds and 37 seconds in FIG. 8D, and FN decreases near 29 seconds in FIG. 8D. Therefore, the blink detection accuracy can be improved by performing blink detection based on the product Ec.

但し、瞬き判定部207は、要求される検出精度に応じ、3つの積分値Ed、Ea、及びEpの時間変化に基づいて被験者の瞬きを検出してもよい。又、瞬き判定部207は、要求される検出精度に応じ、積Ecの時間変化に基づいて被験者の瞬きを検出してもよいし、閾値TH以上の信号成分に基づいて被験者の瞬きを検出してもよい。 However, the blink determination unit 207 may detect the blink of the subject based on temporal changes of the three integrated values Ed, Ea, and Ep according to the required detection accuracy. Further, blink determination unit 207, depending on the required detection accuracy, may detect blinking of the subject based on the time change of the product Ec, it detects the blink of the subject based on a threshold TH 1 or more signal components May be.

[実施例]
実施例では、本実施の形態に係る瞬き検出システム1を用いて瞬き検出を行った。具体的には、瞬き検出システム1を用い、運転者と乗員3人の計4人が乗車した自動車で一般道を走行時及び停車時に被験者である運転者が計81回(走行時:64回、停車時:17回)行った瞬きの検出を試みた。但し、停発車の前後1秒以内は除外した。なお、ドップラーセンサ10は、被験者が運転席に着座した状態で、送受信信号がハンドルにより遮蔽されないように配慮し、被験者の顔正面で約40〜50cm離隔するようにダッシュボード上に配置した。
[Example]
In the example, blink detection was performed using the blink detection system 1 according to the present embodiment. Specifically, the blink detection system 1 is used, and a driver who is a subject when driving on a general road and stopping at a vehicle on which a total of four people including a driver and three occupants rides 81 times (when driving: 64 times). At the time of stopping: 17 times) I tried to detect the blink that I went. However, it was excluded within 1 second before and after the stop. The Doppler sensor 10 was placed on the dashboard so that the transmitted / received signal was not shielded by the steering wheel while the subject was seated in the driver's seat, and was separated by about 40-50 cm in front of the subject's face.

実験の諸元を表1に、実験の結果を表2に示す。なお、比較例として、I信号及びQ信号から振幅信号を求め、求めた振幅信号をCA−CFAR処理して瞬き候補を選出し、選出した瞬き候補から体動を除去して瞬きを検出する方法を用いた場合の結果も表2に示した。   Table 1 shows the specifications of the experiment, and Table 2 shows the results of the experiment. As a comparative example, a method of obtaining an amplitude signal from an I signal and a Q signal, selecting a blink candidate by performing CA-CFAR processing on the obtained amplitude signal, and detecting a blink by removing body movement from the selected blink candidate Table 2 also shows the results when using.


表2に示すように、実施例では、走行時のRecall(検出率)が72%、走行時のPrecision(適合率)が70%、停車時のRecall(検出率)が82%、停車時のPrecision(適合率)が78%であった。

As shown in Table 2, in the embodiment, the Recall (detection rate) during traveling is 72%, the Precision (adaptation rate) during traveling is 70%, the Recall (detection rate) when stopped is 82%, and when the vehicle is stopped Precision (conformity) was 78%.

一方、比較例では、走行時のRecall(検出率)が20%、走行時のPrecision(適合率)が33%、停車時のRecall(検出率)が35%、停車時のPrecision(適合率)が43%であった。   On the other hand, in the comparative example, the Recall (detection rate) when traveling is 20%, the Precision (adaptation rate) when traveling is 33%, the Recall (detection rate) when stopped is 35%, and the Precision (adaptation rate) when stopping is Was 43%.

このように、実施例では、Recall(検出率)、Precision(適合率)共に比較例よりも大幅に改善され、瞬き検出の精度を向上できることが確認された。   As described above, in the example, it was confirmed that both Recall (detection rate) and Precision (matching rate) were significantly improved as compared with the comparative example, and the accuracy of blink detection could be improved.

なお、実施例では、停車時においても比較例と比べて検出精度が向上しているが、これは、停車時にもエンジンがかかっており、エンジンの振動に伴う体の細かい揺れ等により生じる雑音を、実施例では除去できたが比較例では除去できなかったためと考えられる。このように、実施例は、比較例よりも雑音に強いアルゴリズムである。   In the embodiment, the detection accuracy is improved even when the vehicle is stopped compared to the comparative example. However, this is because the engine is started even when the vehicle is stopped, and noise generated due to fine shaking of the body accompanying the vibration of the engine. This is considered to be because it could be removed in the example but not in the comparative example. Thus, the example is an algorithm that is more resistant to noise than the comparative example.

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments and the like have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications can be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope described in the claims. Variations and substitutions can be added.

1 瞬き検出システム
10 ドップラーセンサ
20 信号処理部
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 I/F
25 バスライン
201 信号算出部
202 スペクトログラム算出部
203 積分値算出部
204 積算出部
205 信号検出部
206 特徴量ベクトル形成部
207 瞬き判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blink detection system 10 Doppler sensor 20 Signal processing part 21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 I / F
25 bus line 201 signal calculation unit 202 spectrogram calculation unit 203 integral value calculation unit 204 product calculation unit 205 signal detection unit 206 feature quantity vector formation unit 207 blink determination unit

Claims (9)

被験者からの反射波を受信してI信号及びQ信号を取得するドップラーセンサと、
前記I信号及び前記Q信号に基づいて、ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号を算出する信号算出部と、
前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々からスペクトログラムを算出するスペクトログラム算出部と、
前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々の前記スペクトログラムの所定の周波数帯域内に含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、積分値の時間変化を算出する積分値算出部と、
各々の前記積分値の時間変化に基づいて、前記被験者の瞬きを検出する瞬き検出部と、を有する瞬き検出システム。
A Doppler sensor that receives a reflected wave from a subject and obtains an I signal and a Q signal;
A signal calculation unit that calculates a Doppler signal, an amplitude signal, and a phase signal based on the I signal and the Q signal;
A spectrogram calculating unit that calculates a spectrogram from each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal;
An integration value calculation unit that integrates the amplitude of each frequency included in a predetermined frequency band of the spectrogram of each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal for each time, and calculates a time change of the integration value; ,
A blink detection system comprising: a blink detection unit that detects blinks of the subject based on a time change of each of the integral values.
各々の前記積分値の時間変化を時刻毎に乗算して積の時間変化を算出する積算出部を有し、
前記瞬き判定部は、前記積の時間変化に基づいて、前記被験者の瞬きを検出する請求項1に記載の瞬き検出システム。
A product calculation unit that calculates the time change of the product by multiplying the time change of each of the integral values for each time,
The blink detection system according to claim 1, wherein the blink determination unit detects the blink of the subject based on a time change of the product.
前記積の時間変化を時間軸方向に連続する複数のセルに分割し、注目するセルに隣接しない前後のセルの振幅値に基づいて閾値を決定し、前記注目するセルにおいて前記閾値以上の信号成分を検出する信号検出部を有し、
前記瞬き判定部は、前記閾値以上の信号成分に基づいて、前記被験者の瞬きを検出する請求項2に記載の瞬き検出システム。
The time change of the product is divided into a plurality of cells that are continuous in the time axis direction, a threshold value is determined based on amplitude values of preceding and following cells that are not adjacent to the cell of interest, and a signal component equal to or greater than the threshold value in the cell of interest A signal detection unit for detecting
The blink detection system according to claim 2, wherein the blink determination unit detects the blink of the subject based on a signal component equal to or greater than the threshold.
前記振幅信号から算出した前記スペクトログラムにおいて、前記閾値以上の信号成分が検出された時刻を含む信号に基づいて特徴量ベクトルを形成する特徴量ベクトル形成部を有し、
前記瞬き判定部は、前記特徴量ベクトルに基づいて、前記被験者の瞬きを検出する請求項3に記載の瞬き検出システム。
In the spectrogram calculated from the amplitude signal, a feature amount vector forming unit that forms a feature amount vector based on a signal including a time when a signal component equal to or greater than the threshold is detected;
The blink detection system according to claim 3, wherein the blink determination unit detects the blink of the subject based on the feature amount vector.
前記特徴量ベクトル形成部は、
前記振幅信号から算出した前記スペクトログラムの所定の周波数帯域内において、縦横に配置された複数の単位領域から構成されるウィンドウを、前記閾値以上の信号成分が検出された時刻を中心に設定し、
各々の前記単位領域に含まれるエネルギーを要素とする行列及び前記行列の転置行列を生成し、
前記行列及び前記転置行列の各々の共分散行列を算出し、
各々の前記共分散行列の共分散要素に基づいて前記特徴量ベクトルを形成する請求項4に記載の瞬き検出システム。
The feature vector forming unit includes:
Within a predetermined frequency band of the spectrogram calculated from the amplitude signal, a window composed of a plurality of unit regions arranged vertically and horizontally is set around the time when a signal component equal to or greater than the threshold is detected,
Generating a matrix having energy included in each of the unit regions as an element and a transpose matrix of the matrix;
Calculating a covariance matrix of each of the matrix and the transpose matrix;
The blink detection system according to claim 4, wherein the feature amount vector is formed based on a covariance element of each of the covariance matrices.
前記瞬き判定部は、前記特徴量ベクトルに機械学習アルゴリズムを適用して、前記被験者の瞬きを検出する請求項5に記載の瞬き検出システム。   The blink detection system according to claim 5, wherein the blink determination unit detects a blink of the subject by applying a machine learning algorithm to the feature vector. 前記機械学習アルゴリズムはランダムフォレストである請求項6に記載の瞬き検出システム。   The blink detection system according to claim 6, wherein the machine learning algorithm is a random forest. 前記所定の周波数帯域は、14Hz以上30Hz以下である請求項5乃至7の何れか一項に記載の瞬き検出システム。   The blink detection system according to any one of claims 5 to 7, wherein the predetermined frequency band is 14 Hz or more and 30 Hz or less. ドップラーセンサで被験者からの反射波を受信してI信号及びQ信号を取得する信号取得ステップと、
前記I信号及び前記Q信号に基づいて、ドップラー信号、振幅信号、及び位相信号を算出する信号算出ステップと、
前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々からスペクトログラムを算出するスペクトログラム算出ステップと、
前記ドップラー信号、前記振幅信号、及び前記位相信号の各々の前記スペクトログラムの所定の周波数帯域内に含まれる各周波数の振幅を時刻毎に積分し、積分値の時間変化を算出する積分値算出ステップと、
各々の前記積分値の時間変化に基づいて、前記被験者の瞬きを検出する瞬き検出ステップと、を有する瞬き検出方法。
A signal acquisition step of receiving a reflected wave from a subject with a Doppler sensor and acquiring an I signal and a Q signal;
A signal calculating step of calculating a Doppler signal, an amplitude signal, and a phase signal based on the I signal and the Q signal;
A spectrogram calculating step of calculating a spectrogram from each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal;
An integration value calculation step of integrating the amplitude of each frequency included in a predetermined frequency band of the spectrogram of each of the Doppler signal, the amplitude signal, and the phase signal at each time, and calculating a time change of the integration value; ,
A blink detection method comprising: a blink detection step of detecting blinks of the subject based on a time change of each of the integral values.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015213634A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 学校法人慶應義塾 Blink detection system and method
WO2016170011A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Resmed Sensor Technologies Limited Gesture recognition with sensors

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015213634A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 学校法人慶應義塾 Blink detection system and method
WO2016170011A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Resmed Sensor Technologies Limited Gesture recognition with sensors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丹波千尋ほか: "ドップラーセンサを用いた瞬き検出法の検出特性改善", 電子情報通信学会技術研究報告, vol. 114, no. 418, JPN7021001418, 19 January 2015 (2015-01-19), JP, pages 97 - 102, ISSN: 0004495163 *

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