JP6090653B2 - Fatigue determination device, fatigue determination method, and program thereof - Google Patents

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Description

この発明は、人物を含む動画像データを基づいて人物の疲労度を判定する装置、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for determining a person's fatigue level based on moving image data including the person.

従来、例えば、乗用車やトラックの長距離運転における運転手や講義中の聴講生といった人物の疲労度を判定する方法として、様々な方法が検討されてきた。   Conventionally, for example, various methods have been studied as a method of determining the fatigue level of a person such as a driver in a long-distance driving of a passenger car or a truck or an auditor during a lecture.

人物の眠気を予測する方法として、運転手の目の瞬きや脳波、心拍、呼吸等を測定し、評価することが提案されている(非特許文献1)。   As a method for predicting human drowsiness, it has been proposed to measure and evaluate blinks of the driver's eyes, brain waves, heartbeat, respiration, and the like (Non-Patent Document 1).

また、運転手を撮影した画像データを用いて顔認識を行って特徴点分析を行い、覚醒度の低下を推定することが提案されている(非特許文献2)。   In addition, it has been proposed to perform face recognition using image data obtained by photographing a driver and perform feature point analysis to estimate a decrease in arousal level (Non-Patent Document 2).

北島洋樹,沼田仲穂,山本恵一,五井美搏、「自動車運転時の眠気の予測手法についての研究:第1報,眠気表情の評定法と眠気変動の予測に有効な指標について」日本機械学会論文集C編,Vol.63,No.613-C,pp.93-100(1997)Hiroki Kitajima, Nakaho Numata, Keiichi Yamamoto, Misa Goi, “Study on prediction method of sleepiness when driving a car: 1st report, Evaluation method of sleepiness expression and effective index for prediction of sleepiness fluctuation” Japan Society of Mechanical Engineers Proceedings C, Vol.63, No.613-C, pp.93-100 (1997) 石田健二,蜂須賀知理、「顔表情を用いたドライバ状態センシング-覚醒低下検知手法の取り組みと今後の展望について-」自動車技術会シンポジウム,02-11号,pp.12-17,2011年11月11日Kenji Ishida, Chiri Hachisuka, “Driver State Sensing Using Facial Expressions: Approach and Future Prospects for Detection of Awakening Decline”, Automobile Engineering Society Symposium, 02-11, pp.12-17, November 2011 11th

非特許文献1による方法では、脳波や心拍、呼吸等を個別のセンサーを用いて測定する必要があり、装置が高価になるという問題があるほか、常に運転者に多くのセンサーを装着させることは現実には困難であった。また、非特許文献2による方法においては、撮影されたユーザ各々で特徴点が異なることから、覚醒度を推定するにはそれぞれのユーザに合ったアルゴリズムが必要となるという問題があった。   In the method according to Non-Patent Document 1, it is necessary to measure an electroencephalogram, a heartbeat, respiration, and the like using individual sensors, and there is a problem that the device becomes expensive, and it is always necessary for a driver to wear many sensors. It was difficult in reality. In addition, the method according to Non-Patent Document 2 has a problem in that an algorithm suitable for each user is required to estimate the arousal level because the feature points differ for each photographed user.

本発明は、人物を含む動画像データの単位時間あたり輝度変化に基づいて疲労度を判定する疲労度判定装置に関する。   The present invention relates to a fatigue level determination apparatus that determines a fatigue level based on a luminance change per unit time of moving image data including a person.

本発明は、人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得する画像取得部と、単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出する画像比較部と、動画像データの第一の所定期間における画素変化データを基準データとし、基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、第二の所定期間における疲労度を判定する疲労判定部と、を有する疲労判定装置を提供する。   The present invention compares an image acquisition unit that acquires images per unit time with moving image data obtained by photographing a person, and an image that calculates pixel change data between adjacent images by comparing images acquired per unit time The comparison unit and the pixel change data in the first predetermined period of the moving image data are used as reference data, and the fatigue level in the second predetermined period is determined based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period. A fatigue determination device having a fatigue determination unit.

また、本発明の疲労判定装置の疲労判定部は、第一及び第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、第二の所定期間における疲労度を判定してもよい。   In addition, the fatigue determination unit of the fatigue determination apparatus of the present invention calculates a variation value by calculating the number of times the pixel change data in the first and second predetermined periods has changed more than a predetermined value, You may determine the fatigue degree in a predetermined period.

上記疲労判定装置において、基準データを記憶する基準データ記憶部をさらに有し、疲労判定部は、基準データを前記基準データ記憶部から読み出して疲労度を判定してもよい。   The fatigue determination apparatus may further include a reference data storage unit that stores reference data, and the fatigue determination unit may read the reference data from the reference data storage unit and determine the degree of fatigue.

上記疲労判定装置において、疲労判定部は、基準データの変動値と第二の所定時間における変動値とをt検定し、有意に異なっている場合、第二の所定期間において疲労していると判定するようにしてもよい。   In the fatigue determination device, the fatigue determination unit performs a t-test between the variation value of the reference data and the variation value at the second predetermined time, and determines that the fatigue is in the second predetermined period if significantly different. You may make it do.

上記疲労判定装置において、画像比較部は、画素変化データとして輝度変化を検出してもよい。   In the fatigue determination apparatus, the image comparison unit may detect a luminance change as pixel change data.

上記疲労判定装置において、画像取得部は、取得する画像範囲を予め決定し、画像比較部は、画像データのうち決定された画像範囲における画素変化データを算出してもよい。   In the fatigue determination apparatus, the image acquisition unit may determine an image range to be acquired in advance, and the image comparison unit may calculate pixel change data in the determined image range among the image data.

本発明は、人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得するステップ、単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出するステップ、動画像データの第一の所定期間の画素変化データを基準データとし、基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、上記第一及び上記第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、上記第二の所定期間における疲労度を判定するステップと、を有する疲労判定方法を提供する。 The present invention includes a step of acquiring an image every unit time in moving image data obtained by photographing a person, a step of comparing pixel images acquired every unit time, and calculating pixel change data between adjacent images, Based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period, the pixel change data in the first predetermined period is a predetermined value based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period. The present invention provides a fatigue determination method comprising: calculating a variation value by calculating the number of times of change as described above and determining a fatigue level in the second predetermined period.

人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得するステップ、単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出するステップ、動画像データの第一の所定期間の画素変化データを基準データとし、基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、上記第一及び上記第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、上記第二の所定期間における疲労度を判定するステップをコンピュータに実行させるための疲労判定プログラムを提供する。 A step of acquiring an image every unit time in moving image data in which a person is photographed, a step of comparing pixel images acquired every unit time and calculating pixel change data between adjacent images, a first of the moving image data Pixel change data for a predetermined period of time is used as reference data, and based on the reference data and the pixel change data for the second predetermined period, the pixel change data for the first and second predetermined periods is changed to a predetermined value or more. A fatigue determination program for calculating a fluctuation value by calculating the number of times of occurrence and causing a computer to execute a step of determining a fatigue level in the second predetermined period is provided.

本発明によれば、人物を含む動画像データの単位時間あたりの画素の変化を抽出することで疲労度を判定するため、特殊なセンサー等を用いることなく、疲労度を判定することが可能となる。また、疲労に伴って増加する人間の微細な運動を、画像データにおける画素の変化を抽出することで疲労度を判定するため、顔認識等の複雑なアルゴリズムを用いることなく、簡易な装置構成とアルゴリズムで疲労度を判定することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to determine the fatigue level without using a special sensor or the like because the fatigue level is determined by extracting a change in pixels per unit time of moving image data including a person. Become. Moreover, in order to determine the degree of fatigue by extracting the change of the pixel in the image data for the minute human movement that increases with fatigue, a simple device configuration and without using a complex algorithm such as face recognition It becomes possible to determine the degree of fatigue by an algorithm.

本発明の一つの実施形態における疲労判定装置のブロック図である。It is a block diagram of the fatigue determination apparatus in one embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る疲労判定装置100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the fatigue determination apparatus 100 which concerns on embodiment of this invention. 動画像データから画素変化データを算出する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which calculates pixel change data from moving image data. ステップS4における取得する画像範囲の決定方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the determination method of the image range acquired in step S4. 疲労判定部105における画素変化推移データから変動値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for calculating a variation value from pixel change transition data in a fatigue determination unit 105; 疲労判定部105における疲労判定処理の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of fatigue determination processing in a fatigue determination unit 105.

以下、本発明の実施形態である疲労判定装置を図面に従って説明する。   Hereinafter, a fatigue determination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一つの実施形態における疲労判定装置のブロック図である。疲労判定装置100は、人物が撮像された動画像データに基づいて、その人物の疲労度を判定する装置である。疲労判定装置100は、例えば、自動車の運転席を撮影するカメラから入力される動画像データに基づいて、単位時間毎に画像を取得し、隣接画像間における画素変化、例えば輝度変化を測定する。ある期間における輝度変化の変動値と、例えば運転当初の所定期間における変動値とを比較して疲労度を判定する。なお、自動車の運転している人物の疲労判定だけではなく、他の場合にも疲労判定が可能である。例えば、授業を受講中の生徒の席を撮影するように設定されたカメラで撮像された動画像データに基づいて疲労判定を行ってもよい。   FIG. 1 is a block diagram of a fatigue determination apparatus in one embodiment of the present invention. The fatigue determination apparatus 100 is an apparatus that determines the degree of fatigue of a person based on moving image data obtained by imaging the person. For example, the fatigue determination apparatus 100 acquires an image for each unit time based on moving image data input from a camera that captures a driver's seat of an automobile, and measures a pixel change between adjacent images, for example, a luminance change. The degree of fatigue is determined by comparing the fluctuation value of the luminance change in a certain period with, for example, the fluctuation value in a predetermined period at the beginning of operation. In addition to fatigue determination of a person driving a car, fatigue determination is possible in other cases. For example, fatigue determination may be performed based on moving image data captured by a camera set to capture a seat of a student taking a class.

疲労判定装置100は、例えば、撮像部200と出力部300と接続されている。撮像部200は、ビデオカメラなど、人物を含んだ動画像データを撮影するための装置である。疲労判定装置100は、撮像部200で撮影された動画像データが入力されると、動画像データに基づいて疲労判定を行う。なお、撮像部200で撮影された動画像データをリアルタイムで処理することは実用上望ましい。しかし、予め撮影された動画像データを一旦記憶し、記憶した動画像データを読み出すことで疲労判定を行ってもよい。   The fatigue determination apparatus 100 is connected to the imaging unit 200 and the output unit 300, for example. The imaging unit 200 is an apparatus for capturing moving image data including a person, such as a video camera. When the moving image data captured by the imaging unit 200 is input, the fatigue determination device 100 performs fatigue determination based on the moving image data. Note that it is practically desirable to process moving image data captured by the imaging unit 200 in real time. However, fatigue determination may be performed by temporarily storing moving image data that has been captured in advance and reading the stored moving image data.

出力部300は、疲労判定装置100における疲労判定の結果を出力する。例えば、表示装置や警告音やアナウンスを出力するマイクなどの音声出力装置が該当する。   The output unit 300 outputs the result of fatigue determination in the fatigue determination apparatus 100. For example, a sound output device such as a display device or a microphone that outputs a warning sound or an announcement is applicable.

疲労判定装置100は、入力部101、画像取得部102、画像比較部103、基準データ記憶部104、疲労測定部105を有する。入力部101は、例えば、撮像部200で撮影された動画像データを入力する。なお、撮像部で撮像された動画像データに限らず、外部記憶部に記憶された動画像データを入力してもよい。   The fatigue determination apparatus 100 includes an input unit 101, an image acquisition unit 102, an image comparison unit 103, a reference data storage unit 104, and a fatigue measurement unit 105. For example, the input unit 101 inputs moving image data captured by the imaging unit 200. The moving image data stored in the external storage unit may be input without being limited to the moving image data captured by the imaging unit.

画像取得部102は、入力部101より入力された動画像データから単位時間毎に画像データを取得する。単位時間とは、サンプリング時間である。例えば、サンプリング時間として0.5秒と設定した場合、単位時間は0.5秒であり、画像取得部102は0.5秒ごとに画像データを取得する。画像取得部102は、入力された動画像データのうち、所定期間の動画像データにおいてのみ単位時間毎に画像データを取得してもよい。所定期間とは、例えば疲労度を判定する対象期間である。例えば、入力された動画像データのうち、最初の10分間と最後の10分間のみ、単位時間毎に画像データを取得し、その他の期間は取得しないようにしてもよい。画像取得部102は、動画像データのうち、少なくとも予め定められた2つの期間、1つは基準データとなる期間、もう一つは疲労判定を行う対象期間において単位時間毎に画像データを取得する。   The image acquisition unit 102 acquires image data from the moving image data input from the input unit 101 every unit time. The unit time is a sampling time. For example, when the sampling time is set to 0.5 seconds, the unit time is 0.5 seconds, and the image acquisition unit 102 acquires image data every 0.5 seconds. The image acquisition unit 102 may acquire image data for each unit time only in the moving image data of a predetermined period among the input moving image data. The predetermined period is a target period for determining the degree of fatigue, for example. For example, image data may be acquired for each unit time only for the first 10 minutes and the last 10 minutes of the input moving image data, and other periods may not be acquired. The image acquisition unit 102 acquires image data for each unit time in at least two predetermined periods of moving image data, one is a period for reference data, and the other is a period for fatigue determination. .

画像比較部103は、画像取得部102が取得した画像データについて、隣接する画像間、つまり取得した画像データと取得した画像データの次の単位時間先の画像データとにおいて互いに対応座標における画素値を比較し、画素変化量を算出する。そして、画素変化量に基づく画素変化データを得る。画像比較部103は、例えば指定された所定期間において取得された画像データすべてにおいて、画素変化データを算出して画素変化推移データとして出力する。なお、画像比較部103は、画像データのなかで画素比較を行う範囲を予め決めておき、その範囲においてのみ画素変化量を算出してもよい。   For the image data acquired by the image acquisition unit 102, the image comparison unit 103 sets pixel values at corresponding coordinates between adjacent images, that is, between the acquired image data and the image data of the next unit time after the acquired image data. The pixel change amount is calculated by comparison. Then, pixel change data based on the pixel change amount is obtained. For example, the image comparison unit 103 calculates pixel change data and outputs it as pixel change transition data in all the image data acquired in a specified predetermined period. Note that the image comparison unit 103 may determine a pixel comparison range in the image data in advance and calculate the pixel change amount only in that range.

基準データ記憶部104は、動画像データの基準となる期間の画素変化に基づくデータを記憶する。基準となる期間は、例えば、動画像データのなかで、人物を撮影開始した最初の所定期間である。基準となる期間は、これに限らないが、疲労度を判定するためであるから、疲労していない期間であることが望ましい。例えば、運転や作業を始めた時間又はそれに近い期間である。また、画素変化に基づく基準データは例えば、所定期間内の単位時間毎の隣接画像間の画素変化推移データである。なお、基準となる期間での画素変化量から所定値以上に変化のあった回数を変動値として算出し、基準データとして記憶してもよい。   The reference data storage unit 104 stores data based on pixel changes in a period serving as a reference for moving image data. The reference period is, for example, the first predetermined period when shooting of a person is started in moving image data. Although the reference period is not limited to this, it is for determining the degree of fatigue, so it is desirable that the period is not fatigued. For example, it is a time when driving or work is started or a period close thereto. The reference data based on the pixel change is, for example, pixel change transition data between adjacent images for each unit time within a predetermined period. It should be noted that the number of times of change from a pixel change amount in a reference period to a predetermined value or more may be calculated as a variation value and stored as reference data.

疲労判定部105は、基準データとある所定期間における画素変化データとに基づいて、当該所定期間における疲労度を判定する。例えば、基準データにおける画素変化の変動値と、疲労度判定の対象期間における画素変化の変動値とを比較することで、疲労度を判定する。なお、変動値に対してt検定を行うことにより、疲労度を判定してもよい。具体的な判定方法については、後述する。   The fatigue determination unit 105 determines the degree of fatigue in the predetermined period based on the reference data and the pixel change data in a predetermined period. For example, the fatigue level is determined by comparing the variation value of the pixel change in the reference data with the variation value of the pixel change in the fatigue determination target period. Note that the fatigue level may be determined by performing t-test on the variation value. A specific determination method will be described later.

図2は、本発明の実施の形態に係る疲労判定装置100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図2において、疲労判定装置100を構成するコンピュータは、従前から存在する汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、疲労判定装置100を形成するコンピュータは、図2に示したようにCPU101、ROM102、RAM103、外部記憶装置104、通信インターフェース105、入出力インターフェース106と接続されたキーボード108をバスに接続して構成される。また、入出力インターフェース106に出力部300として、一例としてスピーカ301と、表示装置として設けられたディスプレイ302が接続されている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the fatigue determination apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the computer constituting the fatigue determination apparatus 100 can be realized by a general-purpose hardware configuration that has existed in the past. That is, the computer forming the fatigue determination device 100 connects the keyboard 108 connected to the CPU 101, ROM 102, RAM 103, external storage device 104, communication interface 105, and input / output interface 106 to the bus as shown in FIG. Composed. Further, as an output unit 300, for example, a speaker 301 and a display 302 provided as a display device are connected to the input / output interface 106.

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、例えば、画像取得部102、画像比較部103、疲労判定部105は、外部記憶装置104として磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアに疲労判定プログラムとして記憶され、CPU101で実行させることで、各種の機能を実行させる。なお、ネットワークからコンピュータへ疲労判定プログラムをインストールし、また、装置本体に予め組み込まれた状態、例えば、プログラムが記録されているROM102などで構成してもよい。   In a case where a series of processing is executed by software, for example, the image acquisition unit 102, the image comparison unit 103, and the fatigue determination unit 105 include a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory as the external storage device 104. Various functions are executed by being stored in a removable medium as a fatigue determination program and executed by the CPU 101. Note that the fatigue determination program may be installed from the network to the computer and may be configured in a state of being pre-installed in the apparatus main body, for example, the ROM 102 in which the program is recorded.

図3は、動画像データから画素変化量を算出する処理の一例を示すフローチャートである。画像取得部102は、入力部101から入力された動画像データを読み込む(ステップS1)。次に画像取得部102は最終フレーム番号を取得する(ステップS2)。ここでの最終フレーム番号とは、動画像データのなかで画素変化を取得する期間における最終画像のフレーム番号である。例えば動画像データのうち、基準となる所定期間や疲労度を判定する対象期間を10分間とすると10分間の最後の画像のフレーム番号を取得する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing for calculating a pixel change amount from moving image data. The image acquisition unit 102 reads the moving image data input from the input unit 101 (step S1). Next, the image acquisition unit 102 acquires the final frame number (step S2). Here, the final frame number is the frame number of the final image in the period in which the pixel change is acquired in the moving image data. For example, in the moving image data, if the predetermined period serving as a reference and the target period for determining the degree of fatigue are 10 minutes, the frame number of the last image in 10 minutes is acquired.

画像取得部102は、次に単位時間(サンプリング時間)を決定する(ステップS3)。ここでは、単位時間毎に画像を取得する場合の時間間隔を決定する。例えば、画像取得部102は、動画像データのフレームレートや、画素変化量を取得する期間に基づいてサンプリング時間を決定する。例えば、画像取得部102は、フレームレートに対応したサンプリング時間のテーブルを記憶し、テーブルに基づいてサンプリング時間を決定してもよい。同様に、画素変化量を取得する期間に対応したサンプリング時間を記憶したテーブルを記憶し、テーブルに基づいて決定してもよい。なお、予めサンプリング時間が決まっているのであれば本ステップS3及び最終フレーム番号の取得のステップS2は不要である。ここでは、一例として基準期間及び画素変化量を取得する期間を10分とし、単位時間を0.5秒とする。   Next, the image acquisition unit 102 determines a unit time (sampling time) (step S3). Here, the time interval in the case of acquiring an image for every unit time is determined. For example, the image acquisition unit 102 determines the sampling time based on a frame rate of moving image data and a period for acquiring a pixel change amount. For example, the image acquisition unit 102 may store a sampling time table corresponding to the frame rate and determine the sampling time based on the table. Similarly, a table storing the sampling time corresponding to the period for acquiring the pixel change amount may be stored and determined based on the table. If the sampling time is determined in advance, this step S3 and the step S2 for obtaining the final frame number are unnecessary. Here, as an example, the reference period and the period for acquiring the pixel change amount are 10 minutes, and the unit time is 0.5 seconds.

画像取得部102は、取得する画像範囲を決定する(ステップS4)。動画像データから取得したフレーム画像データにおいて、画素変化量を算出する画像範囲を決定する。撮影されている動画像データにおいて背景となる部分など、人以外が映っていて画素が変化する領域を除去するよう、取得する画像範囲を決定する。このように、画像取得部102は、単位時間毎に取得した画像データにおいて画素変化量を取得する画像範囲を座標データ等で指定することで予め決定しておく。   The image acquisition unit 102 determines an image range to be acquired (step S4). In the frame image data acquired from the moving image data, an image range for calculating the pixel change amount is determined. An image range to be acquired is determined so as to remove an area in which pixels other than a person appear and change in pixels, such as a background portion in the captured moving image data. As described above, the image acquisition unit 102 determines in advance by designating an image range in which the pixel change amount is acquired in the image data acquired every unit time by the coordinate data or the like.

なお、上記ステップS2〜ステップS4は、既に規定値として決められている場合には、省略可能である。その場合、ステップS1の次にステップS5へと移る。   Note that steps S2 to S4 can be omitted if they have already been determined as specified values. In that case, the process proceeds to step S5 after step S1.

画像取得部102は、初期フレーム画像を取得する(ステップS5)。画像取得部102は、画素変化量を取得すると決定した期間の最初のフレームの画像を取得する。画像取得部102は、初期画像を現在画像に設定し(ステップS6)、1単位時間先の画像を取得する(ステップS7)。   The image acquisition unit 102 acquires an initial frame image (step S5). The image acquisition unit 102 acquires the image of the first frame in the period determined to acquire the pixel change amount. The image acquisition unit 102 sets the initial image as the current image (step S6), and acquires an image one unit time ahead (step S7).

画像比較部103は、画像取得部102が取得した現在の画像と1単位時間先の画像との隣接画像間で比較を行う(ステップS8)。一例として、隣接画像間で同一座標における画素値の比較を各々の画素において行う。画素値とは、例えば輝度値である。輝度値に限らず、RGBの値であってもよい。RGBの値で画素変化量を算出する場合、例えば画像比較部103は、下記の方法で画素変化量(PT)の算出を行う。

Figure 0006090653
The image comparison unit 103 compares between the adjacent images of the current image acquired by the image acquisition unit 102 and the image one unit time ahead (step S8). As an example, pixel values at the same coordinates are compared between adjacent images for each pixel. The pixel value is, for example, a luminance value. Not only the luminance value but also RGB values may be used. When calculating the pixel change amount using the RGB values, for example, the image comparison unit 103 calculates the pixel change amount (PT) by the following method.
Figure 0006090653

ここで、iは画像上の画素(ピクセル)のx座標における座標値、jは画像上の画素(ピクセル)のy座標における座標値である。隣接画像間において、同座標値を有する画素の変化量を1画素ごとに算出し、画素差分の絶対値を合計して画素変化量(PT)を算出する。さらに画素変化量を総ピクセル数で割って平均値とすることで、画素変化データを算出する。ここでは、平均値としているが、特定座標における画素変化量を画素変化データとしてもよく、また画像データ全体の画素変化量そのものを画素変化データとしてもよい。なお、ステップS4において画素変化データを算出する画像範囲が決定されている場合には、画像中の決定された範囲においてのみ画素変化データを算出する。   Here, i is a coordinate value in the x coordinate of a pixel (pixel) on the image, and j is a coordinate value in the y coordinate of a pixel (pixel) on the image. A change amount of pixels having the same coordinate value is calculated for each pixel between adjacent images, and a pixel change amount (PT) is calculated by summing up absolute values of pixel differences. Further, pixel change data is calculated by dividing the pixel change amount by the total number of pixels to obtain an average value. Here, the average value is used, but the pixel change amount at a specific coordinate may be used as the pixel change data, or the pixel change amount itself of the entire image data may be used as the pixel change data. If the image range for calculating the pixel change data is determined in step S4, the pixel change data is calculated only in the determined range in the image.

画像比較部103は、画素変化データを記憶する(ステップS9)。   The image comparison unit 103 stores pixel change data (step S9).

次に、画像取得部102は、1単位時間先の画像を現在の画像として設定する(ステップS10)。次の単位時間先の画像と比較を行うためである。画像取得部102は、現在の画像が最終フレーム画像かどうか判定し(ステップS11)、最終フレーム画像でない場合(No)は、画像取得部102は、次の単位時間先の画像を取得し、画像比較部103は画素値の比較を行う。所定期間の最終フレーム画像である場合(Yes)は、画像比較部103は、所定期間分の画素変化データを画素変化推移データとしてファイルに出力する(ステップS12)。出力した所定期間における画素変化量の推移データは、図示しない記憶部に記憶してもよく、またそのまま疲労判定部105へ出力してもよい。なお、画像比較部103は、基準期間の画素変化推移データは、基準データ記憶部104に記憶させる。但し、これに限らず、出力した画素変化推移データを、基準期間、判定期間にかかわらず測定したデータを全て基準データ記憶部104に記憶するように構成してもよい。   Next, the image acquisition unit 102 sets an image one unit time ahead as the current image (step S10). This is for comparison with the next unit time ahead image. The image acquisition unit 102 determines whether the current image is the final frame image (step S11). If the current image is not the final frame image (No), the image acquisition unit 102 acquires the next unit time ahead image, The comparison unit 103 compares pixel values. When it is the last frame image of the predetermined period (Yes), the image comparison unit 103 outputs the pixel change data for the predetermined period to the file as the pixel change transition data (step S12). The output transition data of the pixel change amount during a predetermined period may be stored in a storage unit (not shown) or may be output to the fatigue determination unit 105 as it is. Note that the image comparison unit 103 stores pixel change transition data in the reference period in the reference data storage unit 104. However, the present invention is not limited to this, and the measured data of the output pixel change transition data may be stored in the reference data storage unit 104 regardless of the reference period or the determination period.

図4は、ステップS4における取得する画像範囲の決定方法の一例を説明する図である。図4(a)は、カメラなどの撮像部で撮影された動画から取得した画像のなかで、人に起因する輝度変化が生じえない領域であって輝度変化が起こりうる領域を斜線で示している。ここでは、自動車の運転席に座っている人物を撮影している。窓から見える景色は輝度変化が起こりうる領域であり、座席より後方部分については、人物が映る可能性がないことから除外領域として斜線としている。図4(b)のように、斜線部分を取り除き、太線で囲んだ領域のみを画素計算するように範囲指定を行う。範囲の指定方法は、画像における座標を指定する等の方法によって行う。そして、図4(c)のように画素変化量を取得する画像範囲のみとし、各々の画素の値を算出する。このような領域の決定は、動画像データに対して個別に行ってもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for determining the image range to be acquired in step S4. FIG. 4A shows a region where a luminance change caused by a person can not occur and a region where the luminance change can occur in a moving image captured by an imaging unit such as a camera by hatching. Yes. Here, a person sitting in the driver's seat of the car is photographed. The scenery seen from the window is an area where the luminance can change, and the portion behind the seat is hatched as an excluded area because there is no possibility of a person appearing. As shown in FIG. 4B, the hatched portion is removed, and the range is specified so that only the area surrounded by the thick line is calculated. The range is specified by a method such as specifying coordinates in the image. Then, as shown in FIG. 4C, only the image range in which the pixel change amount is acquired is set, and the value of each pixel is calculated. Such determination of the area may be performed individually on the moving image data.

図5は、疲労判定部105における画素変化推移データから変動値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。疲労判定部105は、画像比較部103から出力された所定期間の画素変化の推移データ、または記憶部から読み出した画素変化の推移データを読み込む(ステップS13)。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of processing for calculating a variation value from pixel change transition data in the fatigue determination unit 105. The fatigue determination unit 105 reads pixel change transition data for a predetermined period output from the image comparison unit 103 or pixel change transition data read from the storage unit (step S13).

次に、疲労判定部105は、疲労度判定のための閾値を算出する(ステップS14)。例えば、対象期間の画素変化推移データについて画素変化データの平均値を算出し、平均値(Mean)に1SD(Standard Deviation標準偏差)を足したものを閾値として算出する。なお、これに限らず、他の方法で閾値を定めてもよい。定めた閾値は、平均から何回偏差を超えて画素変化が生じたかをカウントするために用いる。つまり、疲労判定対象となる人が、通常の動きよりも平均を超えて動いた度合いを測定している。平均値や標準偏差の算出は、例えば下記の式で行う。

Figure 0006090653
数式におけるnは、所定期間内の画素変化推移データの要素数である。 Next, the fatigue determination part 105 calculates the threshold value for fatigue degree determination (step S14). For example, the average value of the pixel change data is calculated for the pixel change transition data in the target period, and the average value (Mean) plus 1SD (Standard Deviation standard deviation) is calculated as the threshold value. However, the present invention is not limited to this, and the threshold value may be determined by other methods. The determined threshold value is used to count how many times the deviation has occurred from the average and how many pixel changes have occurred. That is, the degree to which the person who is subject to fatigue determination moves beyond the average than the normal movement is measured. For example, the average value and the standard deviation are calculated by the following equations.
Figure 0006090653
N in the formula is the number of elements of the pixel change transition data within a predetermined period.

疲労判定部105は、決定した基準値で画素変化推移データの分類を行う(ステップS15)。例えば、画素変化データが平均値から1SD以上の増減があった回数の合計を当該所定期間の変動値として算出する。基準期間、判定対象期間ともに本フローチャートに従って、変動値の算出を行う。   The fatigue determination unit 105 classifies the pixel change transition data based on the determined reference value (step S15). For example, the total number of times that the pixel change data has increased or decreased by 1 SD or more from the average value is calculated as the fluctuation value for the predetermined period. The fluctuation value is calculated according to this flowchart for both the reference period and the determination target period.

疲労判定部105は、算出した変動値をファイルに出力する(ステップS16)。算出した変動値は、一旦メモリなどに記憶してもよく、例えば、基準期間における変動値は、基準データ記憶部104へ記憶してもよい。   The fatigue determination unit 105 outputs the calculated fluctuation value to a file (step S16). The calculated variation value may be temporarily stored in a memory or the like. For example, the variation value in the reference period may be stored in the reference data storage unit 104.

図6は、疲労判定部105における疲労判定処理の一例を示すフローチャートである。疲労判定部105は、基準期間における変動値及び疲労判定対象期間における変動値を読み出す(ステップS17)。例えば、基準期間における変動値は、基準データ記憶部104から読み出す。また、対象期間についてリアルタイムでの判定を行う場合、ステップS16からそのままステップS17へとうつる。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of fatigue determination processing in the fatigue determination unit 105. The fatigue determination unit 105 reads the fluctuation value in the reference period and the fluctuation value in the fatigue determination target period (step S17). For example, the fluctuation value in the reference period is read from the reference data storage unit 104. Moreover, when performing determination in real time about an object period, it transfers to step S17 as it is from step S16.

読み出された基準期間における変動値と疲労判定対象期間における変動値とをt検定する(ステップS18)。例えば、t検定におけるp値が0.05未満の場合、疲労していると判定する。なお、ここでは、t検定を用いて比較しているが、他の手法、たとえばノンパラメトリックな手法(符号順位検定など)を用いてもよい。   The read fluctuation value in the reference period and the fluctuation value in the fatigue determination target period are t-tested (step S18). For example, when the p value in the t test is less than 0.05, it is determined that the user is tired. Here, the t-test is used for comparison, but other methods such as a non-parametric method (such as a code rank test) may be used.

次に疲労判定部105は、疲労判定を行う(ステップS19)。例えば、t検定の結果、有意に異なっている場合、疲労状態にあると判定する。判定の結果をディスプレイなどの表示装置やマイクなどの音声出力部といった出力部300へ出力することで、通知を行ってもよい。また、t検定を行う場合は、t検定におけるp値に応じて警告の重みを変えるようにしてもよい。   Next, the fatigue determination unit 105 performs fatigue determination (step S19). For example, if the results of t-test are significantly different, it is determined that the subject is in a fatigued state. Notification may be performed by outputting the determination result to an output unit 300 such as a display device such as a display or an audio output unit such as a microphone. When performing t-test, the warning weight may be changed according to the p-value in the t-test.

このように、画素変化を算出することで疲労に伴う人物の細かな動きの変化を測定することで、疲労度の判定を行うことができる。上記では、運転している人物を撮影する例で説明したが、これに限らず、授業中の聴講生や、仕事中の人物を撮影することでもそれらの人物の疲労度を判定することができる。   As described above, the degree of fatigue can be determined by measuring the minute change in the movement of the person accompanying fatigue by calculating the pixel change. In the above description, the example of photographing the driving person has been described. However, the present invention is not limited to this, and the degree of fatigue of these persons can also be determined by photographing a student who is in class or a person who is working.

Claims (7)

人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得する画像取得部と、
単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出する画像比較部と、
前記動画像データの第一の所定期間における画素変化データを基準データとし、前記基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、前記第一及び前記第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、前記第二の所定期間における疲労度を判定する疲労判定部と、を有する疲労判定装置。
An image acquisition unit that acquires an image per unit time in moving image data in which a person is photographed;
An image comparison unit that compares images acquired every unit time and calculates pixel change data between adjacent images;
The pixel change data in the first predetermined period of the moving image data is used as reference data, and the pixel change in the first and second predetermined periods is based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period. A fatigue determination device comprising: a fatigue determination unit that calculates a variation value by calculating the number of times of change from a data to a predetermined value or more and determines a fatigue level in the second predetermined period.
前記基準データを記憶する基準データ記憶部をさらに有し、
前記疲労判定部は、基準データを前記基準データ記憶部から読み出して疲労度を判定する請求項記載の疲労判定装置。
A reference data storage unit for storing the reference data;
The fatigue determination unit, the fatigue determining device reference data according to claim 1, wherein determining the degree of fatigue is read from the reference data storage unit.
前記疲労判定部は、基準データの変動値と第二の所定時間における変動値とをt検定し、有意に異なっている場合、第二の所定期間において疲労していると判定する請求項又は記載の疲労判定装置。 The fatigue determination unit, and a variation in the variation value and a second predetermined time reference data t test, if significantly different, the second and judges claim 1 or fatigued in a predetermined time period 2. The fatigue determination apparatus according to 2 . 前記画像比較部は、画素変化データとして輝度変化を検出する請求項1〜記載の疲労判定装置。 The image comparison section, the fatigue determining device according to claim 1-3, wherein the detecting a change in luminance as the pixel variation data. 前記画像取得部は、取得する画像範囲を予め決定し、前記画像比較部は、画像データのうち決定された画像範囲における画素変化データを算出する請求項1〜記載の疲労判定装置。 Wherein the image acquiring unit predetermine the image area to be acquired, the image comparison section, the fatigue determining device according to claim 1-4, wherein calculating the pixel change data in the image range determined in the image data. 人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得するステップ、
単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出するステップ、
前記動画像データの第一の所定期間の画素変化データを基準データとし、前記基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、前記第一及び前記第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、前記第二の所定期間における疲労度を判定するステップ、
と、を有する疲労判定方法。
Acquiring an image every unit time in moving image data in which a person is photographed;
Comparing the images acquired every unit time and calculating pixel change data between adjacent images;
The pixel change data in the first predetermined period of the moving image data is used as reference data, and the pixel change in the first and second predetermined periods is based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period. Calculating a fluctuation value by calculating the number of times the data has changed to a predetermined value or more from the data, and determining a fatigue level in the second predetermined period;
And a method for determining fatigue.
人物が撮影された動画像データにおいて単位時間毎に画像を取得するステップ、
単位時間毎に取得した画像間を比較し、隣接画像間での画素変化データを算出するステップ、
前記動画像データの第一の所定期間の画素変化データを基準データとし、前記基準データと第二の所定期間における画素変化データとに基づいて、前記第一及び前記第二の所定期間における画素変化データから所定値以上に変化のあった回数を算出することで変動値を算出し、前記第二の所定期間における疲労度を判定するステップ、
をコンピュータに実行させるための疲労判定プログラム。
Acquiring an image every unit time in moving image data in which a person is photographed;
Comparing the images acquired every unit time and calculating pixel change data between adjacent images;
The pixel change data in the first predetermined period of the moving image data is used as reference data, and the pixel change in the first and second predetermined periods is based on the reference data and the pixel change data in the second predetermined period. Calculating a fluctuation value by calculating the number of times the data has changed to a predetermined value or more from the data, and determining a fatigue level in the second predetermined period;
Fatigue judgment program to make computer execute.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09117440A (en) * 1995-10-26 1997-05-06 Sekisui Chem Co Ltd Method for measuring stress and device therefor
JP4703049B2 (en) * 2001-07-17 2011-06-15 住友大阪セメント株式会社 Monitoring device
JP2003123162A (en) * 2001-10-18 2003-04-25 Noritz Corp Human body detector
JP2007143913A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Seiko Epson Corp Degree-of-fatigue monitoring system, degree-of-fatigue monitoring program, recording medium, and degree-of-fatigue monitoring method
JP4819887B2 (en) * 2006-05-29 2011-11-24 シャープ株式会社 Fatigue estimation device and electronic device equipped with the same
JP5301815B2 (en) * 2007-11-20 2013-09-25 浜松ホトニクス株式会社 Blink measurement device
JP2012000375A (en) * 2010-06-21 2012-01-05 Ritsumeikan Sleep state determining device

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