JP2019122446A - Examinee state estimation device and examinee state estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、眠気、疲労度及び緊張度を含む人間(被験者)の状態を判定する被験者状態判定装置及び被験者状態判定方法に関する。なお、人間の状態とは、人間の精神的又は感覚的な状態であり、人間が脳で感じる状態を指す。また、本発明に係る被験者状態判定装置及び被験者状態判定方法は、特に、車両運転中のドライバ(運転者)を被験者として、ドライバの状態を判定することが可能である。 The present invention relates to a subject state determination device and a subject state determination method for determining the state of a human (subject) including drowsiness, fatigue and tension. In addition, a human state is a mental or sensory state of a human, and refers to the state which a human feels in a brain. Further, in the subject state determination device and the subject state determination method according to the present invention, it is possible to determine the driver's state, in particular, with the driver (driver) driving the vehicle as the subject.
車両を運転するドライバの状態を判定する従来技術として、ドライバの顔を撮像した画像から得られるドライバのまばたき(瞬き、瞬目)を利用する技術が知られている。例えば、下記の特許文献1、2には、ドライバの顔を撮像した画像からドライバのまばたきを検出し、通常よりも時間の長いまばたきの発生頻度に基づいてドライバの覚醒度を判定する技術が開示されている。
As a prior art which determines the state of the driver which drives a vehicle, the technique using the blink (blink, blink) of the driver obtained from the image which imaged the face of the driver is known. For example,
特許文献1、2の開示技術はいずれも、まばたきの時間(例えば、まぶたの閉じ始めの状態からまぶたが再び開いた状態までの時間)を計測し、覚醒時には時間の短いまばたきの頻度が高く、覚醒度低下時には時間の長いまばたきの頻度が高いという人間のまばたきの傾向を利用して、ドライバの覚醒度を判定するものである。
The techniques disclosed in
しかしながら、特許文献1、2の開示技術はドライバの覚醒度判定に一定の効果は得られるものの、個々のまばたきの時間の計測は外乱や車両内の環境の影響を受けやすいという問題を有する。また、まばたきの時間が長いか否かについては、事前に設定された閾値を用いた単純な2値判断が行われることから、ドライバの覚醒度判定が事前に設定された閾値の正当性に大きく依存するという問題を有する。さらには、ドライバの覚醒度以外のドライバの状態を判定することができず、適用範囲が狭いという問題も有する。
However, although the techniques disclosed in
本発明は、上記の様々な問題に鑑み、被験者の眼のまばたき(瞬き、瞬目:まぶたの開閉運動を意味する)動作に係る情報を利用して被験者の状態を判定する、新たな技術を用いた被験者状態判定装置及び被験者状態判定方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the various problems described above, the present invention is a new technique for determining the condition of a subject using information related to the blink (blink, blink: meaning eyelid opening and closing movement) motion of the subject's eyes. An object of the present invention is to provide a subject state determination device and a subject state determination method used.
上記の目的を達成するため、本発明の被験者状態判定装置は、被験者の眠気、疲労度及び緊張度を含む前記被験者の状態を判定する被験者状態判定装置であって、
前記被験者が無意識に行う眼のまばたき動作を検出するまばたき動作検出部と、
前記まばたき動作検出部で検出された連続して行われた複数回の前記まばたき動作について、あるまばたき動作が行われてから次のまばたき動作が行われるまでの時間情報を含むまばたき間隔を検出するまばたき間隔検出部と、
前記まばたき間隔検出部で検出された前記まばたき間隔に基づいて、前記被験者の状態を判定する被験者状態判定部とを、
有する。
In order to achieve the above object, the subject condition determination apparatus of the present invention is a subject condition determination apparatus that determines the condition of the subject including drowsiness, fatigue and tension of the subject,
A blink motion detection unit that detects a blink motion of the eye performed by the subject unconsciously;
A blink for detecting a blink interval including time information from one blink operation to the next blink operation for a plurality of continuously performed blink events detected by the blink operation detection unit. Interval detection unit,
A subject state determination unit that determines the state of the subject based on the blink interval detected by the blink interval detection unit;
Have.
また、上記の目的を達成するため、本発明の被験者状態判定方法は、被験者の眠気、疲労度及び緊張度を含む前記被験者の状態を判定する被験者状態判定方法であって、
前記被験者が無意識に行う眼のまばたき動作を検出するまばたき動作検出ステップと、
前記まばたき動作検出ステップで検出された連続して行われた複数回の前記まばたき動作について、あるまばたき動作が行われてから次のまばたき動作が行われるまでの時間情報を含むまばたき間隔を検出するまばたき間隔検出ステップと、
前記まばたき間隔検出ステップで検出された前記まばたき間隔に基づいて、前記被験者の状態を判定する被験者状態判定ステップとを、
有する。
Further, in order to achieve the above object, the subject condition determination method of the present invention is a subject condition determination method for determining the condition of the subject including drowsiness, fatigue and tension of the subject,
A blink action detection step of detecting an eye blink action performed by the subject unconsciously;
A blink for detecting a blink interval including time information from one blink operation to the next blink operation for a plurality of successive blink operations detected in the blink operation detection step. Interval detection step,
A subject state determination step of determining the state of the subject based on the blink interval detected in the blink interval detection step;
Have.
本発明によれば、被験者の眼のまばたき動作に係る情報を利用して、眠気、疲労度及び緊張度を含む被験者の状態を判定する、新たな技術を用いた被験者状態判定装置及び被験者状態判定方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, a subject state determination device and a subject state determination using a new technology that determines the state of a subject including drowsiness, fatigue and tension using information related to blink behavior of the subject's eyes It becomes possible to provide a method.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、車両運転中のドライバ(運転者)を被験者とした場合を一例として説明するが、本発明が対象とする被験者は車両運転中のドライバに限定されるものではなく、任意の状態及び動作を行っている人間を被験者とすることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the case where a driver (driver) in driving a vehicle is a subject is described below as an example, a subject targeted by the present invention is not limited to the driver in driving a vehicle, and any state may be used. And it is possible to make a human subject who is performing action.
図1は、本発明の実施の形態において、車両運転中のドライバを被験者とした場合における車両内の状態の一例を模式的に示す図である。図1には、ドライバが車両内の運転席に着座した様子が模式的に図示されている。車両内には、ドライバの顔を撮像できる位置にカメラ1が設置されている。
FIG. 1 is a view schematically showing an example of a state in a vehicle in a case where a driver in driving the vehicle is a subject in the embodiment of the present invention. FIG. 1 schematically shows that the driver is seated at the driver's seat in the vehicle. In the vehicle, the
カメラ1は、ドライバの顔、特にドライバの眼を撮像する撮像装置であり、例えばアイマークレコーダやドライバステータスモニタなどの既存の技術で利用されているカメラを用いることが可能である。カメラ1は、ドライバの両方の眼を撮像してもよく、どちらか一方の眼を撮像してもよい。
The
カメラ1は、ドライバのまばたき(瞬き、瞬目:まぶたの開閉運動を意味する)、特に、無意識に行われる周期的まばたきを検出可能とする画像を取得するために、一定の周期で撮像を行う機能を有する。人間のまばたきの速さ(1回のまばたきにおいて、まぶたの開閉の一往復運動に要する時間)は、一般的に100〜150ミリ秒と言われており、高速で静止画像を撮影するハイスピードカメラ(高速度カメラ)や高フレームレート(例えば120fps以上)で動画像を撮影するビデオカメラなどを用いた場合には、まばたき動作を容易に観測することができる。一方、低フレームレートのカメラ1で人間の眼を撮像した場合には、まばたきした瞬間がフレーム落ちする可能性がある。しかしながら、フレームレートが15〜30fps程度以上であれば、画像処理技術を用いることにより、高い認識率でまばたき動作を検出することが可能である。
The
なお、本発明は、本発明者によって得られた、被験者(ドライバ)のまばたきに係るゆらぎがその被験者(ドライバ)の状態(例えば、眠気、疲労度及び緊張度などを含む状態)を表すという知見に基づいている。本明細書では、カメラ1によって撮像された画像からまばたき動作を検出する場合について説明するが、本発明ではドライバのまばたき動作(及びこのまばたき動作に係るゆらぎ)を検出できればよく、したがって、まばたき動作の検出に係る技術は特に限定されるものではない。例えば、ドライバの眼の画像を連続的に取得し、画像処理技術を用いてまばたき動作を検出する場合、眼のエッジ強度(エッジコントラスト)に基づいて眼の開き具合(開眼/閉眼の状態)を判定することでまばたき動作を検出してもよく、あるいは、黒目の領域の大きさに基づいてまばたき動作を検出してもよい。また、黒目からの反射光に基づき、光検出技術を用いてまばたき動作を検出してもよい。さらには、上記の画像処理技術や光検出技術は、ドライバに対して非接触でまばたき動作を検出するものであるが、ドライバの眼の周辺に電極や磁気誘導素子を配置して(例えば、ドライバが専用の眼鏡などをかけることによって)、電位変動や磁気変動を捉えることでまばたき動作を検出する技術を採用してもよい。
In the present invention, it is found that the fluctuation related to the blink of a subject (driver) obtained by the present inventor represents the state of the subject (driver) (for example, the state including drowsiness, fatigue and tension). Is based on In the present specification, the case of detecting the blink operation from the image taken by the
カメラ1による撮像で得られる電気信号(撮像画像データを含む撮像信号)は、ドライバ状態判定装置(被験者状態判定装置)10に供給される。ドライバ状態判定装置10は、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)やGPU(Graphics Processing Unit:グラフィック処理装置)を備えた汎用又は専用のコンピュータによって実現可能である。ドライバ状態判定装置10は、カメラ1による撮像信号を受信するために、カメラ1と有線又は無線を介して接続されていてもよく、あるいは、カメラ1から不図示の記憶装置にいったん撮像信号が撮像画像データとして記憶され、当該記憶装置に接続及び撮像画像データの読み出しを行うように構成されていてもよい。ドライバ状態判定装置10は、図1に図示されているように車両内の任意の場所に設置されてもよく、あるいは、遠隔の場所に設置され、通信ネットワークなどを介してカメラ10から撮像信号を受信してもよい。
An electrical signal (imaging signal including imaged image data) obtained by imaging with the
図2は、本発明の実施の形態におけるドライバ状態判定装置の機能の一例を示すブロック図である。図2に示すドライバ状態判定装置10は、まばたき動作検出部11、まばたき間隔検出部12、ドライバ状態判定部13を有している。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the function of the driver state determination device according to the embodiment of the present invention. The driver
まばたき動作検出部11は、ドライバの眼のまばたき動作を検出する機能を有している。まばたき動作検出部11は、例えばカメラ1によって撮像されたドライバの眼の撮像画像データを画像処理することによって、まばたき動作を示すデータ(開眼度データ)を生成する。なお、ここでは一例として、まばたき動作検出部11がドライバの眼の撮像画像データを画像処理することによって、ドライバのまばたき動作を検出する場合について説明するが、上述したように、ドライバのまばたき動作に関しては、画像処理技術、光検出技術、電位変動検出技術、磁気変動検出技術などを始めとする任意の検出技術を用いることが可能である。
The blink
ここで、カメラ1から受信した撮像画像データに基づいてまばたき動作検出部11により検出される開眼度データについて説明する。図3は、本発明の実施の形態におけるドライバの眼の開眼度を説明するための図であり、図3(a)には最も開眼した状態の一例が示されており、図3(b)には最も閉眼した状態の一例が示されており、図3(c)には一往復のまばたき動作における開眼度の一例が示されている。
Here, the eye opening degree data detected by the blink
まばたき動作検出部11は、カメラ1から受信した撮像画像データに含まれるドライバの眼の画像に係る処理を行い、一例として、ドライバの眼の画像認識処理と、開眼度を示す開眼度データを出力する機能とを有する。まばたき動作検出部11は、例えば図3(a)に示されている最も開眼した状態を認識し、この最も開眼した状態の開眼度を100%と設定するとともに、例えば図3(b)に示されている最も閉眼した状態を認識し、この最も閉眼した状態の開眼度を0%と設定する。
The blink
最も開眼した状態及び最も閉眼した状態については、例えば、開眼度データを出力する前段階として所定の時間だけドライバの眼の画像に係る画像認識を行い、この所定の時間中に検出された最も開眼した状態及び最も閉眼した状態をそれぞれ開眼度100%及び0%と設定してもよい。なお、ここでは、眼の上まぶたの縁と眼の下まぶたの縁との距離を測定して開眼度を決定しているが、眼の黒目部分(角膜輪部で囲まれた瞳孔及び虹彩を含む部分)の縦方向の距離を測定して開眼度を決定するなど、任意の基準に基づいて眼の開眼/閉眼の状態を数値化してもよい。また、本発明は、被験者(ドライバ)のまばたき動作の間隔(眼をパチパチと閉じる時間間隔)を捉えることができればよく、閉眼状態のみを認識してもよい。例えば、まぶたの肌の色の占有率が所定値以上となった状態(上まぶたが閉じて、眼の領域に肌の色が所定の面積以上広がった状態)、黒目の部分の占有率が所定値以下となった状態(上まぶたが閉じて、黒目の部分が見えなくなった状態)、上まぶたの縁と下まぶたの縁とが重なり合った状態(眼をつぶった状態)を閉眼状態として認識して、その閉眼状態の時間間隔(閉眼間隔)をまばたき間隔と定義してもよい。 For the most opened state and the most closed state, for example, image recognition is performed on an image of the eye of the driver for a predetermined time as a step before outputting the eye opening degree data, and the most open eye detected during this predetermined time The closed state and the most closed state may be set as an eye opening degree of 100% and 0%, respectively. Here, the eye opening degree is determined by measuring the distance between the edge of the upper eyelid of the eye and the edge of the lower eyelid of the eye, but the black eye portion of the eye (the pupil and iris surrounded by the corneal ring) The eye open / closed state may be quantified based on any criteria, such as measuring the distance in the longitudinal direction of the included portion to determine the eye open degree. Furthermore, the present invention only needs to be able to capture the interval of the blink action of the subject (driver) (the time interval for closing the eyes with a crack), and may recognize only the closed eye state. For example, when the occupancy rate of the skin color of the eyelids is equal to or greater than a predetermined value (the upper eyelid is closed and the skin color spreads over the predetermined area over the eye area), the occupancy rate of the black eye portion is predetermined A state below the value (upper eyelid closed and part of the black eye is not visible), and a state where the edge of the upper eyelid and the edge of the lower eyelid overlap (state where the eye is closed) is recognized as a closed eye state Thus, the time interval between closed eyes (closed eye interval) may be defined as the blinking interval.
上記のように、例えば最も開眼した状態の開眼度を100%と設定し、最も閉眼した状態の開眼度を0%と設定した場合には、まばたき動作検出部11は、図3(c)に示すようにまばたき動作に伴って変化する開眼度を、0%〜100%の間の数値で表すことが可能となる。なお、眼の通常の状態は最も開眼した状態よりも若干閉じた状態(例えば、開眼度が約80%)で物を見ており、無意識に行われる周期的まばたきにおける眼を閉じた状態は、最も閉眼した状態よりも若干開いた状態(例えば、開眼度が約10%)となる。
As described above, for example, when the eye opening degree in the most open state is set to 100% and the eye opening degree in the most closed state is set to 0%, the blink
また、図4は、本発明の実施の形態におけるドライバ状態判定装置のまばたき動作検出部によって検出された開眼度データの一例を模式的に示すグラフである。まばたき動作検出部11は、開眼度を数値として出力し、開眼度を示す数値を時間軸上にプロットすると、図4に示すようなグラフとなる。図4に示すグラフは、縦軸が開眼度を表し、横軸が時間を表している。なお、図4は、まばたき動作における開眼度を説明する目的で描かれたグラフであって、横軸の時間の縮尺は必ずしも正確に記載されたものではない。一往復のまばたき動作の時間は、上述したように一般的に100〜150ミリ秒であり、まばたき動作の間隔(まばたき間隔)は、一般的に数秒程度である。
FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the degree of eye opening degree data detected by the blink operation detection unit of the driver state determination device according to the embodiment of the present invention. The blink
まばたき間隔検出部12は、まばたき動作検出部11から出力される開眼度データに基づいて、まばたき動作の間隔(まばたき間隔)を検出する機能を有している。まばたき間隔とは、まぶたの開閉運動である1回のまばたき動作が行われてから、次に別のまばたき動作が行われるまでの時間を指す。例えば、図4に示すグラフに点線で示されているように、まばたき動作において閉眼が開始されたタイミング(閉眼開始タイミング)を基準とし、あるまばたき動作の閉眼開始タイミングから次のまばたき動作の閉眼開始タイミングまでのまばたきの閉眼間隔をまばたき間隔とすることが可能である。なお、まばたき間隔の定義は上記に限定されるものではなく、例えば、閉眼から開眼が開始されたタイミングや閉眼中の中央のタイミングを基準とするなど、任意に定めた規則に基づいてまばたき間隔が定義されてもよい。
The blink
図5は、本発明の実施の形態におけるドライバ状態判定部の機能の一例を示すブロック図である。例えば、図5に図示されているように、ドライバ状態判定部13は、非線形解析部131、パワースペクトル解析部132、DFA(Detrended Fluctuation Analysis:トレンド除去変動解析法)解析部133、判定結果出力部134により構成される。なお、ドライバ状態判定部13は、非線形解析部131、パワースペクトル解析部132、DFA解析部133をすべて備える必要はなく、非線形解析部131、パワースペクトル解析部132、DFA解析部133のうちのいずれか1つ又は複数を備えていてもよい。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the function of the driver state determination unit according to the embodiment of the present invention. For example, as illustrated in FIG. 5, the driver
非線形解析部131は、まばたき間隔検出部12からまばたき間隔を含む情報を受信し、非線形解析処理を行う機能を有している。具体的には、非線形解析部131は、まばたき間隔検出部12で検出されたまばたき間隔に係る情報を逐次受信、受信したまばたき間隔に係る情報に基づいてアトラクタを生成し、生成されたアトラクタに基づいてリアプノフ指数を算出する処理を行う機能を有している。
The
非線形解析部131における処理の概要を図6に示す。まばたき間隔検出部12からまばたき間隔を含む情報は、例えば、P[1]、P[2]、P[3]、P[N]、…などと表されるように、時系列に並ぶ情報として取り扱われる。非線形解析部131は、時系列に隣接するN個のデータのセット(P[1]、P[2]、…、P[N])をN次元空間上にプロットするとともに、データのセットを順次ずらしながら、(P[2]、P[3]、…、P[N+1])、(P[3]、P[4]、…、P[N+2])、…のように、N次元空間の座標上に順次プロットする。なお、図6では、N=3の場合の一例が模式的に表されている。まばたき間隔のデータのセットがプロットされたN次元空間上の座標を結ぶ線は軌跡を描き、アトラクタを形成する。まばたき間隔に係る情報によって生成されたアトラクタからは、過去のアトラクタ群に対する安定傾向を解析してリアプノフ指数を算出することが可能である。リアプノフ指数の算出は任意の周期で実行可能であり、その結果、リアプノフ指数の時系列データが生成される。本発明者は、まばたき間隔に係る情報から得られたリアプノフ指数が、身体機能や脳機能の状態と相関していることを見出している。例えば、リアプノフ指数が低いほどドライバの身体機能や脳機能は低くなる傾向にあることから、リアプノフ指数は、ドライバの眠気や疲労度を表す指標として利用可能である。
An outline of processing in the
周波数スペクトル分析部132は、非線形解析部131で算出されたリアプノフ指数を取得し、周波数スペクトル分析技術に基づいてリアプノフ指数の時系列データのパワースペクトル密度を求め、当該パワースペクトル密度から、低周波数帯域及び高周波数帯域のそれぞれのパワースペクトル密度の値を算出する機能を有している。例えば、周波数スペクトル分析部132は、非線形解析部131で算出されたリアプノフ指数の時系列データのパワースペクトル密度を求め、低周波数帯域の積分値LFと高周波数帯域の積分値HFとを算出することが可能である。
The frequency
図7を参照しながら、周波数スペクトル分析部132における処理の一例について説明する。周波数スペクトル分析部132は、まず非線形解析部131で算出されたリアプノフ指数の時系列データx(t)を取得する(ステップS201)。続いて、周波数スペクトル分析部132は、取得したリアプノフ指数の時系列データx(t)のパワースペクトル密度PSD(f)を算出する(ステップS202)。なお、パワースペクトル密度は、例えば図7に数式の一例(例えば、周波数fの範囲を0Hz〜1Hzとする)として記載されているものであり、その算出方法に関しては従来の周波数スペクトル分析技術で行われる方法と同様の方法を用いればよい。
An example of processing in the frequency
そして、周波数スペクトル分析部132は、得られたパワースペクトル密度PSD(f)の低周波数帯域の積分値LFを算出し(ステップS203)、さらに、パワースペクトル密度PSD(f)の高周波数帯域の積分値HFを算出する(ステップS204)。なお、低周波数帯域は、高周波数帯域より低周波数側に存在するが、両方の帯域に重なりがあってもよく、一例として、低周波数帯域を0.04Hz〜0.15Hzと定め、高周波数帯域を0.15Hz〜0.4Hzと定めることができる。
Then, the frequency
また、周波数スペクトル分析部132は、サンプリングするパワースペクトル密度の時系列データx(t)を時系列に沿ってずらしながら、パワースペクトル密度PSD(f)の低周波数帯域の積分値LF、パワースペクトル密度PSD(f)の高周波数帯域の積分値HFを算出していくことで、所定のサンプリングレート間隔の出力を行う。なお、本発明者は、ドライバの交感神経の活躍状態が積分値LFと積分値HFとの比(LF/HF)と相関を有し、ドライバの副交感神経の活躍状態が積分値HFと相関を有することを見出している。例えば、本発明者は、LF/HF及びHFのそれぞれの時系列データを正規化し、正規化されたLF/HF、正規化されたHFのそれぞれの微分時系列データを求めることによって得られる、正規化されたHFの微分時系列データと正規化されたLF/HFの微分時系列データとの差(正規化HFの微分時系列データ−正規化LF/HFの微分時系列データ)がドライバの疲労度又は緊張度の指標として利用可能であることを見出している。すなわち、積分値LF、積分値HFは、ドライバの疲労度や緊張度(緩和度)を表す指標として利用可能である。
Further, the frequency
DFA解析部133は、まばたき間隔に係る情報に基づいてDFA解析を行い、そのDFA解析結果(スケーリング指数α)を出力する機能を有している。なお、DFA解析は、非定常的な時系列データの長期相関特性を解析する手法であり、広く知られている技術なので、ここでは詳細な説明は省略する。DFA解析は、入力データを積分することで作成した新たな時系列データを長さnのボックスに分割し、各ボックスにおいて最小自乗法による近似直線を計算してローカルトレンドを求め、信号からトレンドを除去してから分散を平均した値(F(n))を算出するものである。このDFA解析によって求められるF(n)は、F(n)∝nαによって表すことが可能であり、スケーリング指数αによって特徴付けられる。スケーリング指数αは、ドライバの状態や特性などを示す数値である。一例として、スケーリング指数αが所定の値(例えば、α=1.0)から離れているかどうかを判定し、所定の値から大きく離れている場合(例えば、α<0.8など)には、ドライバの状態に異常が生じていると判定することができる指標として利用可能である。また、リアプノフ指数を用いた判定において、閾値を定めるためにスケーリング指数を参照することも可能である。
The
判定結果出力部134は、非線形解析部131から出力されたリアプノフ指数、パワースペクトル解析部132から出力された、DFA解析部133から出力されたパワースペクトル密度PSD(f)の低周波数帯域の積分値LF及び高周波数帯域の積分値HF、DFA解析部133から出力されたスケーリング指数αをドライバの状態を表す指標として利用し、ドライバの状態を判定してその判定結果を出力する機能を有する。ドライバの状態を表す指標としてリアプノフ指数を用いる場合、例えば、リアプノフ指数が所定の閾値(閾値は、スケーリング指数αに依存して設定されてもよい)よりも低い場合に、ドライバの眠気や疲労度が高くなっていると判定してもよい。また、ドライバの状態を表す指標としてスケーリング指数αを用いる場合、スケーリングαが所定の閾値(例えばα=0.6)よりも低い場合に、ドライバの身体機能又は脳機能に異常が生じていると判定してもよい。また、ドライバの状態を表す指標として、パワースペクトル密度PSD(f)の低周波数帯域の積分値LFや高周波数帯域の積分値HFを用いる場合、「正規化HFの微分時系列データ−正規化LF/HFの微分時系列データ」の数値が所定の閾値よりも高い場合に、ドライバの疲労度又は緊張度が高くなっていると判定してもよい。
The determination
また、上述の実施の形態では、まばたき間隔検出部12が、まばたき動作検出部11から出力される開眼度データに基づいてまばたき間隔を検出するよう構成されているが、本発明の別の実施形態として、図8に図示されているように、まばたき間隔検出部12に代えて、まばたき動作で閉眼している時間(まばたき閉眼時間)を検出するまばたき閉眼時間検出部21を設けてもよい。まばたき閉眼時間とは、まぶたの開閉運動である1回のまばたき動作において閉眼状態となっている時間を指す。例えば、図9に示すグラフに点線で示されているように、まばたき動作において開眼度が所定の開眼度(図*+1では40%)以下となっている間の時間をまばたき閉眼時間とすることが可能である。なお、まばたき閉眼時間の定義は上記に限定されるものではなく、閉眼が開始されたタイミングから開眼が完了したタイミングまでの時間を基準とするなど、任意に定めた規則に基づいてまばたき閉眼時間が定義されてもよい。
Further, in the above embodiment, the blink
まばたき閉眼時間検出部21は、所定の時間ウィンドウ(例えば、30秒又は1分)の範囲で検出されたまばたき閉眼時間の和を出力する機能を有する。さらに、まばたき閉眼時間検出部21は、所定の時間ウィンドウを所定の時間(例えば、10秒)ずつずらしながら出力する機能を有する。具体的には、まばたき閉眼時間検出部21は、例えば、時刻t1秒から時刻t1秒+30秒を範囲とする時間ウィンドウ内のまばたき閉眼時間の和を計算して出力し、次いで、時間ウィンドウを10秒ずらして、時刻t1秒+10秒から時刻t1秒+40秒を範囲とする時間ウィンドウ内のまばたき閉眼時間の和を計算して出力するという処理を順次繰り返し実行する。その結果、まばたき閉眼時間検出部21からは、異なる時間ウィンドウ内のまばたき閉眼時間の和が、10秒ごとに出力される。
The blink eye closed
ドライバ状態判定部13は、まばたき間隔検出部12から出力されたまばたき間隔に代えて、まばたき閉眼時間検出部21から出力されたまばたき閉眼時間の和に基づいて、ドライバの状態を判定する機能を有している。なお、ドライバ状態判定部13における処理は、まばたき閉眼時間に係る上述した処理と同様であり、まばたき間隔の文言をまばたき閉眼時間の和と読み替えることで理解できることから、説明を省略する。
The driver
また、本明細書では、被験者が車両運転中のドライバが被験者である場合を一例として説明しているが、本発明が対象とする被験者は、車両運転中のドライバに限定されるものではなく、任意の状態及び動作を行っている人間を被験者とすることが可能である。例えば、デスクワークを行うユーザのまばたき動作から、ユーザの眠気や疲労度、緊張度などのユーザ状態を判定してもよい。 In addition, although the case where the subject while driving the vehicle is the subject is described as an example in the present specification, the subject targeted by the present invention is not limited to the driver while driving the vehicle. It is possible to use a human subject who is performing any state and action. For example, the user state such as the user's drowsiness, fatigue, and tension may be determined from the blink operation of the user who performs desk work.
なお、図面中に図示されているハードウェア構成の各機能はブロックによって図示されているが、これらの各機能は、IC(Integrated Circuit:集積回路)チップなどのハードウェアによる処理、及び/又は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現可能である。 Although each function of the hardware configuration illustrated in the drawings is illustrated by a block, each of these functions may be processed by hardware such as an IC (Integrated Circuit) chip and / or It can be realized by a computer executing a program.
本発明は、眠気、疲労度及び緊張度を含む被験者の状態を判定するための技術に適用可能であり、特に、車両運転中のドライバを被験者として、運転中のドライバの状態を判定するための技術に適用可能である。 The present invention is applicable to a technique for determining the condition of a subject including drowsiness, fatigue and tension, and in particular, for determining the condition of a driver while driving the vehicle as a subject. Applicable to technology.
1 カメラ
10 ドライバ状態判定装置(被験者状態判定装置)
11 まばたき動作検出部
12 まばたき間隔検出部
13 ドライバ状態判定部
131 非線形解析部
132 周波数スペクトル分析部
133 DFA解析部
134 判定結果出力部
1
11
Claims (12)
前記被験者が無意識に行う眼のまばたき動作を検出するまばたき動作検出部と、
前記まばたき動作検出部で検出された連続して行われた複数回の前記まばたき動作について、あるまばたき動作が行われてから次のまばたき動作が行われるまでの時間情報を含むまばたき間隔を検出するまばたき間隔検出部と、
前記まばたき間隔検出部で検出された前記まばたき間隔に基づいて、前記被験者の状態を判定する被験者状態判定部とを、
有する被験者状態判定装置。 A subject state determination device that determines the state of the subject including the subject's sleepiness, fatigue and tension,
A blink motion detection unit that detects a blink motion of the eye performed by the subject unconsciously;
A blink for detecting a blink interval including time information from one blink operation to the next blink operation for a plurality of continuously performed blink events detected by the blink operation detection unit. Interval detection unit,
A subject state determination unit that determines the state of the subject based on the blink interval detected by the blink interval detection unit;
Subject state determination device having.
前記被験者が無意識に行う眼のまばたき動作を検出するまばたき動作検出ステップと、
前記まばたき動作検出ステップで検出された連続して行われた複数回の前記まばたき動作について、あるまばたき動作が行われてから次のまばたき動作が行われるまでの時間情報を含むまばたき間隔を検出するまばたき間隔検出ステップと、
前記まばたき間隔検出ステップで検出された前記まばたき間隔に基づいて、前記被験者の状態を判定する被験者状態判定ステップとを、
有する被験者状態判定方法。 A subject state determination method for determining the state of the subject including the subject's sleepiness, fatigue and tension,
A blink action detection step of detecting an eye blink action performed by the subject unconsciously;
A blink for detecting a blink interval including time information from one blink operation to the next blink operation for a plurality of successive blink operations detected in the blink operation detection step. Interval detection step,
A subject state determination step of determining the state of the subject based on the blink interval detected in the blink interval detection step;
The subject state determination method to have.
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