JP6560137B2 - Concentration estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、ＴＶ会議システムに参加している人の会議への集中度といった、映像を視聴している人の集中度を推定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating the degree of concentration of a person viewing a video, such as the degree of concentration of a person participating in a TV conference system at a meeting.

映像及び音声を遠隔地間で双方向に接続することでコミュニケーションを行うＴＶ会議は、スモール・オフィスや在宅勤務の増加により、利用の増加が見込まれている。しかしながら、ＴＶ会議においては、相手方の発話内容や感情を十分に理解することが難しい場合がある。相手方の発話内容や感情を十分に理解できないと、ＴＶ会議におけるコミュニケーションが阻害される。   TV conferences that communicate by connecting video and audio bidirectionally between remote locations are expected to increase due to an increase in small offices and telecommuting. However, in a TV conference, it may be difficult to fully understand the content and emotions of the other party. Communication in a TV conference is hindered if the other party's utterances and emotions are not fully understood.

特許文献１は、会議の参加者の視線情報を用いて、参加者の感情を推定する構成を開示している。また、特許文献２は、ＴＶ視聴者の脳情報をｆＭＲＩにより計測して視聴者の視聴状態を判定する構成を開示している。   Patent document 1 is disclosing the structure which estimates an participant's emotion using the gaze information of the participant of a meeting. Patent Document 2 discloses a configuration in which the TV viewer's brain information is measured by fMRI to determine the viewer's viewing state.

特開２０１２−１８５７２７号公報JP 2012-185727 A 特開２０１４−２３６３３２号公報JP 2014-236332 A

会議の参加者の視線情報により、当該参加者が、例えば、話者を見ていることは判定できるが、当該参加者が、単に、話者を眺めているのみなのか、話者の話す内容を理解し、その内容の是非を判定しようと努めているのかを判定することはできない。一方、参加者の脳情報をｆＭＲＩにより取得することで当該参加者が何らかの思考をおこなっていることを判定することができるが、会議の話者に対して何らかの思考をおこなっているのか、会議の内容とは無関係な内容の思考を行っているのかを判定することはできない。   The gaze information of the participants in the conference can determine that the participant is looking at the speaker, for example, but the participant is simply looking at the speaker or the speaker speaks It is impossible to judge whether you are trying to understand the right or wrong of the contents. On the other hand, by acquiring the brain information of the participant by fMRI, it can be determined that the participant is thinking about something, but whether the participant is thinking about the conference, It is not possible to determine whether the content is not related to the content.

本発明は、ＴＶ会議システムや映像の視聴者の集中度を推定する推定装置、推定方法及びプログラムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an estimation device, an estimation method, and a program for estimating the degree of concentration of a TV conference system and a viewer of a video.

本発明の一側面によると、映像を視聴している人の集中度を推定する推定装置は、前記人の脳血流における酸素化ヘモグロビン量を測定する測定手段と、前記人の視線方向を示す視線情報を取得する取得手段と、前記映像をブロックに分割し、所定期間に渡る各ブロックの画像の変化度合いを判定する判定手段と、前記視線情報に基づき、前記所定期間以上の判定期間において前記人が見ていたブロックを判定し、前記判定したブロックの前記変化度合いに基づき注視スコアを算出する第１算出手段と、前記判定期間における前記人の酸素化ヘモグロビン量に基づき賦活スコアを算出する第２算出手段と、前記注視スコア及び前記賦活スコアに基づき前記人の集中度を示す集中度スコアを算出する第３算出手段と、を備えていることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, an estimation device for estimating the concentration level of a person who is watching a video shows a measuring means for measuring the amount of oxygenated hemoglobin in the cerebral blood flow of the person, and the line-of-sight direction of the person Acquisition means for acquiring line-of-sight information, determination means for dividing the video into blocks, and determining the degree of change in the image of each block over a predetermined period, and based on the line-of-sight information, in the determination period equal to or greater than the predetermined period A first calculating means for determining a block that a person was viewing and calculating a gaze score based on the degree of change of the determined block; and a first calculating means for calculating an activation score based on the amount of oxygenated hemoglobin of the person in the determination period 2 calculation means, and a third calculation means for calculating a concentration score indicating the concentration of the person based on the gaze score and the activation score. That.

本発明によると、視聴者の集中度を推定することができる。   According to the present invention, the degree of viewer concentration can be estimated.

本発明を適用できる一実施形態を示す図。The figure which shows one Embodiment which can apply this invention. 一実施形態による推定装置の構成図。The block diagram of the estimation apparatus by one Embodiment. 一実施形態による推定部の構成図。The block diagram of the estimation part by one Embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is an illustration and does not limit this invention to the content of embodiment. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.

図１は、本実施形態の一例を示す構成図である。図１において、本社３００と、スモール・オフィス１００とにＴＶ会議システムを設置し、ネットワーク２００を介してＴＶ会議が行える様になっている。本実施形態では、例えば、スモール・オフィス１００側でＴＶ会議に参加している参加者の会議への集中度を測定する。図２は、本実施形態による推定装置の構成図である。視線計測部１は、参加者の視線方向を測定し、視線方向を示す視線情報を推定部４に出力する。視線計測部１には、例えば、アイカメラといった任意の視線方向の測定機器を使用することができる。脳血流計測部２は、参加者の前頭前野における脳血流情報を取得し、血流情報を推定部４に出力する。本実施形態において、血流情報は、血液中の酸素化ヘモグロビン量を示す情報を含む。血流情報の測定には、近赤外分光法（Ｎｅａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を使用することができる。つまり、血液中の酸素化ヘモグロビン量は、参加者の前頭前野に近赤外光を照射して、その反射光を受光することで得られる。映像検出部３は、本社３００のＴＶ会議システムから送信される映像及び音声情報を含む会議情報から、映像情報を取り出して推定部４に出力する。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of the present embodiment. In FIG. 1, a TV conference system is installed in the head office 300 and the small office 100 so that a TV conference can be performed via the network 200. In the present embodiment, for example, the degree of concentration of participants participating in a TV conference on the small office 100 side is measured. FIG. 2 is a configuration diagram of the estimation apparatus according to the present embodiment. The gaze measurement unit 1 measures the gaze direction of the participant and outputs gaze information indicating the gaze direction to the estimation unit 4. For the line-of-sight measurement unit 1, for example, a measurement device in an arbitrary line-of-sight direction such as an eye camera can be used. The cerebral blood flow measurement unit 2 acquires cerebral blood flow information in the prefrontal cortex of the participant and outputs the blood flow information to the estimation unit 4. In the present embodiment, the blood flow information includes information indicating the amount of oxygenated hemoglobin in the blood. Near-infrared spectroscopy can be used for measuring blood flow information. That is, the amount of oxygenated hemoglobin in the blood is obtained by irradiating near infrared light to the prefrontal cortex of the participant and receiving the reflected light. The video detection unit 3 extracts video information from conference information including video and audio information transmitted from the TV conference system of the head office 300 and outputs the video information to the estimation unit 4.

図４は、推定部４の構成図である。脳賦活判定部４１は、所定の判定期間Ｌ毎に、血流情報の平均値を判定し、この平均値を第１閾値と比較する。そして、平均値が第１閾値以下であると、賦活スコアを１とし、平均値が第１閾値より大きいと賦活スコアを０とする。賦活スコアが１であることは、参加者が何らかの思考を行っている状態を示し、賦活スコアが０とは、参加者が思考を行っていない状態を示している。これは、通常、人間が何らかの思考を行うと、前頭前野における酸素化ヘモグロビン量が減少するからである。   FIG. 4 is a configuration diagram of the estimation unit 4. The brain activation determination unit 41 determines an average value of blood flow information for each predetermined determination period L, and compares this average value with a first threshold value. When the average value is equal to or less than the first threshold, the activation score is set to 1. When the average value is greater than the first threshold, the activation score is set to 0. An activation score of 1 indicates a state in which the participant is thinking, and an activation score of 0 indicates a state in which the participant is not thinking. This is because the amount of oxygenated hemoglobin in the prefrontal cortex usually decreases when a person thinks about something.

視線追随性判定部４２は、映像情報が示す映像を所定サイズの複数のブロックに分割し、所定期間である算出間隔Ｔ毎に、各ブロックの時間周波数成分を得る。例えば、ブロックの縦及び横の画素数をそれぞれＭ及びＮとすると、１つのブロックについて、算出時間間隔Ｔ毎にＭ×Ｎ×Ｔ画素の３次元データを得ることができ、この３次元データに対してフーリエ変換等の直交変換を行って、時間周波数の振幅情報を得る。このブロックの振幅情報は、当該ブロックの算出間隔Ｔ内における画像の変化度合いを示している。具体的には、ブロックの時間周波数の振幅が大きいことは、算出間隔Ｔ内において、当該ブロック内の画像の変化が大きいことを示している。なお、本実施形態において、判定期間Ｌは、算出間隔Ｔの整数倍とする。つまり、１つの判定期間Ｌ内にｋ個（ｋは１以上の整数）の算出間隔Ｔが含まれるものとする。   The line-of-sight following determination unit 42 divides the video indicated by the video information into a plurality of blocks having a predetermined size, and obtains a time frequency component of each block at every calculation interval T that is a predetermined period. For example, if the number of vertical and horizontal pixels of a block is M and N, respectively, three-dimensional data of M × N × T pixels can be obtained for each calculation time interval T for one block. On the other hand, orthogonal transform such as Fourier transform is performed to obtain time-frequency amplitude information. The amplitude information of this block indicates the degree of change of the image within the calculation interval T of the block. Specifically, the large amplitude of the time frequency of the block indicates that the change of the image in the block is large within the calculation interval T. In the present embodiment, the determination period L is an integral multiple of the calculation interval T. That is, k calculation intervals T (k is an integer of 1 or more) are included in one determination period L.

そして、視線追随性判定部４２は、算出間隔Ｔ毎に参加者が見ていたブロックを視線情報に基づき判定し、判定期間Ｌに渡り参加者が見ていたブロックの時間周波数の振幅の合計値を求める。つまり、判定期間Ｌ内にｋ個の算出間隔Ｔがあるものとすると、参加者が判定期間内に見ていたｋ個のブロックの時間周波数の振幅の合計値を視線追随性判定部４２は求める。そして、視線追随性判定部４２は、求めた合計値を第２閾値と比較し、合計値が第２閾値より大きいと、注視スコアを１として、合計値が第２閾値以下であると注視スコアを０とする。注視スコアが１であることは、参加者が変化の大きいブロックを注視していたことを示し、注視スコアが０であることは、参加者が変化の大きいブロックを注視していなかったことを示す。通常、会議等において、変化の大きいブロックは、話者を含むブロックに対応するため、本実施形態においては、注視スコアが１であることは、参加者が話者を注視していたと判定し、注視スコアが０であることは、参加者が話者を注視していなかったと判定する。   Then, the line-of-sight follow-up determination unit 42 determines the block that the participant was viewing at every calculation interval T based on the line-of-sight information, and the total value of the amplitudes of the time frequency of the block that the participant was viewing over the determination period L. Ask for. That is, assuming that there are k calculation intervals T within the determination period L, the line-of-sight follow-up determination unit 42 obtains the total value of the amplitudes of the time frequencies of k blocks that the participant was viewing within the determination period. . Then, the line-of-sight follow-up determination unit 42 compares the obtained total value with the second threshold, and when the total value is larger than the second threshold, the gaze score is 1, and the gaze score is when the total value is equal to or smaller than the second threshold. Is set to 0. A gaze score of 1 indicates that the participant was gazing at a block with a large change, and a gaze score of 0 indicates that the participant was not gazing at a block with a large change. . Usually, in a meeting or the like, since a block having a large change corresponds to a block including a speaker, in the present embodiment, it is determined that the gaze score is 1 that the participant is gazing at the speaker. If the gaze score is 0, it is determined that the participant did not gaze at the speaker.

算出部４３は、判定期間Ｌ毎に、参加者の賦活スコア及び注視スコアに基づき、参加者の集中度スコアを求める。例えば、賦活スコア及び注視スコアが共に１であると、集中度スコアを６とし、賦活スコアが０であり、かつ、注視スコアが１であると、集中度スコアを５とし、賦活スコアが１であり、かつ、注視スコアが０であると、集中度スコアを２．５とし、賦活スコア及び注視スコアが共に０であると、集中度スコアを１とする。そして、例えば、判定期間Ｌ毎に算出される集中度スコアの会議時間に渡る平均値又は合計値を、例えば、最終的な参加者の集中度スコアとする。なお、集中度スコアは、その値が高い程、参加者が会議に集中していたことを示す。   For each determination period L, the calculation unit 43 obtains a participant concentration score based on the participant activation score and gaze score. For example, if the activation score and the gaze score are both 1, the concentration score is 6, and if the activation score is 0 and the gaze score is 1, the concentration score is 5 and the activation score is 1. If the gaze score is 0, the concentration score is 2.5, and if the activation score and the gaze score are both 0, the concentration score is 1. For example, an average value or a total value over the conference time of the concentration score calculated for each determination period L is set as the final participant concentration score, for example. Note that the higher the value of the concentration score, the more concentrated the participants are in the conference.

なお、上記実施形態では、賦活スコア及び注視スコアそれぞれを０又は１の２段階評価としていた。しかしながら、２つ以上の閾値と比較することで、賦活スコア及び／又は注視スコアを３段階以上の評価とすることもできる。具体的には、ｎ個の閾値（ｎは自然数）により（ｎ＋１）段階の賦活スコアを算出し、ｍ個の閾値（ｍは自然数）により（ｍ＋１）段階の注視スコアを算出する構成とすることができる。   In the above embodiment, each of the activation score and the gaze score is a two-stage evaluation of 0 or 1. However, by comparing with two or more threshold values, the activation score and / or the gaze score can be evaluated in three or more stages. Specifically, the (n + 1) stage activation score is calculated using n threshold values (n is a natural number), and the (m + 1) stage gaze score is calculated using m threshold values (m is a natural number). Can do.

なお、本発明による推定装置は会議の参加者の集中度のみならず、映像を視聴している人の映像への集中度の推定にも利用できる。また、本発明による推定装置は、コンピュータを上記推定装置として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。   Note that the estimation apparatus according to the present invention can be used not only for the concentration of conference participants but also for the estimation of the concentration of video viewers on the video. The estimation device according to the present invention can be realized by a program that causes a computer to operate as the estimation device. These computer programs can be stored in a computer-readable storage medium or distributed via a network.

４１：脳賦活判定部、４２：視線追随性判定部、４３：算出部   41: Brain activation determination unit, 42: Eye tracking follower determination unit, 43: Calculation unit

Claims (7)

映像を視聴している人の集中度を推定する推定装置であって、
前記人の脳血流における酸素化ヘモグロビン量を測定する測定手段と、
前記人の視線方向を示す視線情報を取得する取得手段と、
前記映像をブロックに分割し、所定期間に渡る各ブロックの画像の変化度合いを判定する判定手段と、
前記視線情報に基づき、前記所定期間以上の判定期間において前記人が見ていたブロックを判定し、前記判定したブロックの前記変化度合いに基づき注視スコアを算出する第１算出手段と、
前記判定期間における前記人の酸素化ヘモグロビン量に基づき賦活スコアを算出する第２算出手段と、
前記注視スコア及び前記賦活スコアに基づき前記人の集中度を示す集中度スコアを算出する第３算出手段と、
を備えていることを特徴とする推定装置。 An estimation device that estimates the degree of concentration of a person watching a video,
Measuring means for measuring the amount of oxygenated hemoglobin in the human cerebral blood flow;
Obtaining means for obtaining gaze information indicating the gaze direction of the person;
Determining means for dividing the video into blocks and determining a degree of change of an image of each block over a predetermined period;
First calculating means for determining a block that the person was looking at in a determination period equal to or greater than the predetermined period based on the line-of-sight information, and calculating a gaze score based on the degree of change of the determined block;
Second calculation means for calculating an activation score based on the amount of oxygenated hemoglobin of the person in the determination period;
Third calculation means for calculating a concentration score indicating the concentration of the person based on the gaze score and the activation score;
An estimation apparatus comprising: 前記第２算出手段は、前記人の酸素化ヘモグロビン量をｎ個の第１閾値（ｎは自然数）と比較することで（ｎ＋１）段階の前記賦活スコアを算出し、
前記人の酸素化ヘモグロビン量が少なくなる程、前記賦活スコアは高くなり、前記賦活スコアが高い程、前記集中度スコアは高くなることを特徴とする請求項１に記載の推定装置。 The second calculating means calculates the activation score of (n + 1) stages by comparing the amount of oxygenated hemoglobin of the person with n first threshold values (n is a natural number),
The estimation apparatus according to claim 1, wherein the activation score increases as the amount of oxygenated hemoglobin of the person decreases, and the concentration score increases as the activation score increases. 前記判定手段は、前記所定期間に渡る各ブロックの画像をフーリエ変換して得た振幅情報を前記変化度合いとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の推定装置。   The estimation apparatus according to claim 1, wherein the determination unit sets amplitude information obtained by performing Fourier transform on an image of each block over the predetermined period as the degree of change. 前記第１算出手段は、前記判定期間内の前記各所定期間において前記人が見ていたブロックを判定し、前記各所定期間において前記人が見ていたブロックの振幅情報の合計値に基づき前記注視スコアを算出することを特徴とする請求項３に記載の推定装置。   The first calculating means determines a block that the person has seen in each predetermined period within the determination period, and the gaze is based on a total value of amplitude information of the blocks that the person has seen in each predetermined period. The estimation apparatus according to claim 3, wherein a score is calculated. 前記第１算出手段は、前記合計値をｍ個の第２閾値（ｍは自然数）と比較することで（ｍ＋１）段階の前記注視スコアを算出し、
前記合計値が大きくなる程、前記注視スコアは高くなり、前記注視スコアが高い程、前記集中度スコアは高くなることを特徴とする請求項４に記載の推定装置。 The first calculation means calculates the gaze score of (m + 1) stages by comparing the total value with m second threshold values (m is a natural number),
The estimation apparatus according to claim 4, wherein the gaze score increases as the total value increases, and the concentration score increases as the gaze score increases. 映像を視聴している人の集中度を推定する推定装置における推定方法であって、
前記人の脳血流における酸素化ヘモグロビン量を測定する測定ステップと、
前記人の視線方向を示す視線情報を取得する取得ステップと、
前記映像をブロックに分割し、所定期間に渡る各ブロックの画像の変化度合いを判定する判定ステップと、
前記視線情報に基づき、前記所定期間以上の判定期間において前記人が見ていたブロックを判定し、前記判定したブロックの前記変化度合いに基づき注視スコアを算出する第１算出ステップと、
前記判定期間における前記人の酸素化ヘモグロビン量に基づき賦活スコアを算出する第２算出ステップと、
前記注視スコア及び前記賦活スコアに基づき前記人の集中度を示す集中度スコアを算出する第３ステップと、
を含むことを特徴とする推定方法。 An estimation method in an estimation device for estimating the degree of concentration of a person watching a video,
A measurement step of measuring the amount of oxygenated hemoglobin in the cerebral blood flow of the person;
An acquisition step of acquiring gaze information indicating the gaze direction of the person;
A determination step of dividing the video into blocks and determining a degree of change of an image of each block over a predetermined period;
A first calculation step of determining a block that the person was viewing in a determination period equal to or greater than the predetermined period based on the line-of-sight information, and calculating a gaze score based on the degree of change of the determined block;
A second calculation step of calculating an activation score based on the amount of oxygenated hemoglobin of the person in the determination period;
A third step of calculating a concentration score indicating the concentration of the person based on the gaze score and the activation score;
The estimation method characterized by including. 請求項１から５のいずれか１項に記載の推定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 Program for causing a computer to function as estimating apparatus according to claim 1, any one of 5.
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