JP6043933B2 - 眠気レベルの推定装置、眠気レベルの推定方法および眠気レベルの推定処理プログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態にかかる「眠気レベルの推定装置」について説明する。この眠気レベルの推定装置は、コンピュータまたはマイコン等、プログラムにより動作する演算装置により実行されるソフトウェアにより実現されるものであって、対象画像から人物の顔を抽出し、さらに人物の顔の映像のうち、瞼の画像に基づいて、眠気レベルを推定するためのものである。
以下に説明するとおり、本実施の形態の眠気レベルの推定装置100では、顔特徴点を検出・追跡することにより、視線方向を推定するとともに、瞬目の周期の分布を検出する。
図4は、本実施の形態において、CPU56により視線推定のソフトウェアを実行する処理フローを示すフローチャートである。
続いて、この画像データ中から、顔(頭部)検出部5606、特徴点抽出部5608、頭部位置・姿勢推定部5610、眼球中心推定部5612、虹彩中心抽出部5614および視線方向推定部5618により、視線方向の推定および検出が実行される(S102)。
すなわち、瞬目の検出の前提として、視線の検出を行っておくことで、瞬目の検出時点では、以下の点が既知であるものとして、説明する。
ii)運転者2の顔の特徴点の位置
iii)運転者2の目を含む領域の位置
これらのうち、少なくとも「iii)運転者2の目を含む領域の位置」が既知であることにより、以下に説明する瞬目の検出処理において瞼のエッジの検出を行う領域を制限することができる。
以上のような前提の下で、瞬目検知部5618が、撮影された運転者の画像から、運転者が瞬目するタイミングを検知する(S104)。
(瞬目の時間間隔の頻度の分布と眠気の程度のレベル)
以上説明したような眠気の程度のレベルと瞬目の時間間隔の頻度の分布の関係について、以下、実測データを用いて、より詳しく説明する。
図3〜図7で説明したような方法により被験者の映像データを解析し、開眼度のデータを得る。
図11〜図15では、各被験者、眠気レベル毎にサンプル画像を解析し、時系列の開眼度データを示した。
以上説明したように、眠気レベルが高い場合に瞬目間隔に定常性が現れる場合が多い。従って、瞬目間隔パターンの変化によって眠気検知を行うことが可能である。
(視線の推定処理の具体例)
視線の検出については、すでに、多くの技術が周知である。
公知文献3:CVIM研究会 チュートリアルシリーズ(チュートリアル2) 情報処理学会研究報告. 2007-CVIM-159(32), [コンピュータビジョンとイメージメディア] , P.265-272, 2007-05-15.
顔(頭部)の画像フレームからの検出については、周知の他のアルゴリズムを利用することも可能である。
なお、顔の特徴点の抽出については、以下のような処理を行ってもよい。
(眼球中心位置の推定処理)
そして、頭部の位置および頭部の姿勢の推定が終了すると、続いて、CPU56は、眼球中心推定部5612により、眼球の中心位置を推定する(S210)。
以下で説明するRANSAC処理は、外れ値を含むデータから安定にモデルパラメータを定めるための処理であり、これについては、たとえば、以下の文献に記載されているので、その処理の概略を説明するにとどめる。
公知文献6:大江統子、佐藤智和、横矢直和:“画像徳著点によるランドマークデータベースに基づくカメラ位置・姿勢推定”、画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2005)2005年7月
上述のような眼球中心位置を初期値として、入力画像群に対して眼球モデルを当てはめ最適なモデルパラメータを推定する。ここで、入力画像から目の周辺領域を切り出し、色および輝度情報をもとに、以下の式(1)に従って、虹彩(黒目)、白目、肌領域の3種類にラベル付けを行なう。
Claims (5)
- 被験者の動画像を撮影するための撮像手段と、
前記撮像手段により撮影された動画像から前記被験者の瞬目を検出する瞬目検出手段と、
瞬目の時間間隔の頻度の第1の分布と眠気のレベルとを予め対応付けて記憶するための記憶手段と、
前記瞬目検出手段により検出された瞬目に基づいて、前記被験者についての瞬目の時間間隔の第2の分布を算出し、前記記憶手段に記憶された第1の分布と前記第2の分布の類似度に基づいて、前記被験者の眠気のレベルを推定するための眠気推定手段とを備え、
前記眠気推定手段は、前記第1の分布を第1のヒストグラムで表現した場合に、前記第1のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第1の頻度ベクトルと、前記第2の分布を第2のヒストグラムで表現した場合に、前記第2のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第2の頻度ベクトルとの距離として、前記類似度を算出し、
前記推定された眠気のレベルを出力するための出力手段をさらに備える、眠気レベルの推定装置。 - 前記記憶手段は、前記第1の分布として、各前記眠気のレベルで、複数の第1の頻度ベクトルを記憶しており、
前記眠気推定手段は、各前記眠気のレベルにおける、複数の第1の頻度ベクトルと前記第2の頻度ベクトルとの距離の最小値により、前記眠気のレベルを判定する、請求項1記載の眠気レベルの推定装置。 - 前記記憶手段は、前記第1の分布として、各前記眠気のレベルで、複数の第1の頻度ベクトルを、瞬目の時間間隔の大きさで複数の段階のパターンに分類して記憶しており、
前記眠気推定手段は、前記分類のうち、前記被験者の瞬目の時間間隔の大きさにもっとも近いパターンにおいて、各前記眠気のレベルにおける、複数の第1の頻度ベクトルと前記第2の頻度ベクトルとの距離を算出する、請求項1または2記載の眠気レベルの推定装置。 - 被験者について撮影された動画像から前記被験者の眠気の程度を、記憶装置および演算装置を含むコンピュータに実行させるための眠気レベルの推定方法であって、
前記記憶装置には、瞬目の時間間隔の頻度の第1の分布と眠気のレベルとが予め対応付けて記憶されており、
前記演算装置が、前記動画像から前記被験者の瞬目を検出するステップと、
前記演算装置が、前記検出された瞬目に基づいて、前記被験者についての瞬目の時間間隔の第2の分布を算出し、前記記憶装置に記憶された第1の分布と前記第2の分布の類似度に基づいて、前記被験者の眠気のレベルを推定するステップとを備え、
前記眠気のレベルを推定するステップは、前記演算装置が、前記第1の分布を第1のヒストグラムで表現した場合に、前記第1のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第1の頻度ベクトルと、前記第2の分布を第2のヒストグラムで表現した場合に、前記第2のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第2の頻度ベクトルとの距離として、前記類似度を算出するステップを含み、
前記演算装置が、前記推定された眠気のレベルを出力するステップをさらに備える、眠気レベルの推定方法。 - 記憶装置および演算装置を有するコンピュータに、被験者について撮影された動画像から前記被験者の眠気レベルの推定処理を実行させるための眠気レベルの推定処理プログラムであって、前記プログラムは、
前記記憶装置には、瞬目の時間間隔の頻度の第1の分布と眠気のレベルとが予め対応付けて記憶されており、
前記演算装置が、前記動画像から前記被験者の瞬目を検出するステップと、
前記演算装置が、前記検出された瞬目に基づいて、前記被験者についての瞬目の時間間隔の第2の分布を算出し、前記記憶装置に記憶された第1の分布と前記第2の分布の類似度に基づいて、前記被験者の眠気のレベルを推定するステップとを備え、
前記眠気のレベルを推定するステップは、前記演算装置が、前記第1の分布を第1のヒストグラムで表現した場合に、前記第1のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第1の頻度ベクトルと、前記第2の分布を第2のヒストグラムで表現した場合に、前記第2のヒストグラムの階級ごとの頻度を要素とする第2の頻度ベクトルとの距離として、前記類似度を算出するステップを含み、
前記演算装置が、前記推定された眠気のレベルを出力するステップをさらに備える、推定処理をコンピュータに実行させる、眠気レベルの推定処理プログラム。
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