JP6930410B2 - Pupil detector and detection system - Google Patents

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Description

本開示は、瞳孔の動きを検出する瞳孔検出装置、および瞳孔検出装置を備えた検出システムに関する。 The present disclosure relates to a pupil detection device for detecting the movement of the pupil and a detection system including the pupil detection device.

特許文献1は、撮影画像から、対象となる人物の眼球の運動と頭部の運動の推定をするための眼球運動検査装置を開示している。眼球運動検査装置の対象者は、所定のコンタクトレンズを装着している。当該コンタクトレンズには、再帰性反射材が、所定の反射パターンを成すように形成されている。眼球運動検査装置では、光源により、対象者に向けて所定の波長の光が照射され、カメラによって撮像が行われる。コンピュータは、撮像された画像に基づき、世界座標系での軸ごとに対象者の頭部運動を推定し、頭部座標系における対象者の眼球運動を頭部座標系の軸ごとに推定している。 Patent Document 1 discloses an eye movement inspection device for estimating the eye movement and the head movement of a target person from a photographed image. The subject of the eye movement test device wears a predetermined contact lens. A retroreflective material is formed on the contact lens so as to form a predetermined reflection pattern. In the eye movement inspection device, the light source irradiates the subject with light having a predetermined wavelength, and the camera captures the image. Based on the captured image, the computer estimates the head movement of the subject for each axis in the world coordinate system, and estimates the eye movement of the subject in the head coordinate system for each axis of the head coordinate system. There is.

特許文献2は、画像処理技術を用いて、被検者を撮影した画像データから、被検者の眼部を高速で抽出することを目的とした眼部領域検出プログラムを開示している。眼部領域検出プログラムは、被検者の顔を含んだ元画像における濃度値を、元画像の縦方向で微分し、微分値を横方向で積算してヒストグラムを生成し、ヒストグラムの最大値又は極大値を用いて元画像から眼部領域を抽出している。 Patent Document 2 discloses an eye region detection program for the purpose of extracting the eye portion of a subject at high speed from image data obtained by photographing the subject using an image processing technique. The eye region detection program differentiates the density value in the original image including the subject's face in the vertical direction of the original image, integrates the differential values in the horizontal direction to generate a histogram, and generates the maximum value of the histogram or the maximum value of the histogram. The eye region is extracted from the original image using the maximum value.

また、特許文献3,4においても、カメラで撮像した画像から眼部および瞳孔部分等を検出する画像処理技術が開示されている。特許文献5は、車両のドライバ等を監視対象者として、眼球運動に基づき監視対象者の状態を推定する状態推定装置を開示している。特許文献6は、状態推定装置において監視対象者の注意力を推定するシステムを開示している。特許文献7は、利用者の視野内で利用者が注意している位置を推定する際に、固視微動の計測を用いることを提案している。 Further, Patent Documents 3 and 4 also disclose an image processing technique for detecting an eye portion, a pupil portion, and the like from an image captured by a camera. Patent Document 5 discloses a state estimation device that estimates the state of a monitored person based on eye movements, with a vehicle driver or the like as the monitored person. Patent Document 6 discloses a system for estimating the attention of a monitored person in a state estimation device. Patent Document 7 proposes to use the measurement of fixation tremor when estimating the position that the user is paying attention to in the field of view of the user.

特開2016−87093号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-87093 特許第5276381号公報Japanese Patent No. 5276381 特許第596458号公報Japanese Patent No. 596458 特許第5995217号公報Japanese Patent No. 5995217 特開2017−23519号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-23519 特開2015−207163号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-207163 特開2013−240469号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-240469

Tobi Delbruck,“Frame−free dynamic digital vision”,Proceedings of Intl.Symp.on Secure−Life Electronics,Advanced Electronics for Quality Life and Society,Univ. of Tokyo,Mar.6−7,2008.Tobi Delbruck, "Frame-free dynamic digital vision", Proceedings of Intl. Symp. on Security-Life Electronics, Advanced Electronics for Quality Life and Society, Univ. of Tokyo, Mar. 6-7, 2008.

特許文献1の眼球運動検査装置では、再帰性反射材による特殊なコンタクトレンズを対象者に装着させる必要がある。また、対象者の眼球運動を検出する際に、先ず頭部運動を推定する処理を実行する必要が生じてしまう。よって、従来技術では、対象者の頭部運動と眼球運動とが同時に発生し得る状況において、検出対象とする眼球運動に応じた特定の瞳孔の動きを検出することが、容易に行えないという課題があった。 In the eye movement inspection device of Patent Document 1, it is necessary to attach a special contact lens made of a retroreflective material to the subject. In addition, when detecting the eye movement of the subject, it becomes necessary to first execute a process of estimating the head movement. Therefore, in the prior art, it is not easy to detect the movement of a specific pupil according to the eye movement to be detected in a situation where the head movement and the eye movement of the subject can occur at the same time. was there.

本開示の目的は、特定の瞳孔の動きを検出し易くすることができる瞳孔検出装置および検出システムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a pupil detection device and a detection system capable of easily detecting the movement of a specific pupil.

本開示に係る瞳孔検出装置は、瞳孔を含んだ画像を撮像する撮像装置の撮像結果に基づいて、瞳孔の動きを検出する。瞳孔検出装置は、取得部と、制御部とを備える。取得部は、撮像装置から撮像結果を示す撮像データを取得する。制御部は、取得部によって取得された撮像データに基づくデータ処理を実行する。制御部は、撮像データに基づいて、瞳孔の動きを示す情報を抽出し、抽出した情報に時間周波数解析を行って、瞳孔の動きを検出する。なお、時間周波数解析は、時間方向における解析対象の波形を周波数毎に分解する数値解析であり、例えばフーリエ変換により実行される。 The pupil detection device according to the present disclosure detects the movement of the pupil based on the imaging result of the imaging device that captures an image including the pupil. The pupil detection device includes an acquisition unit and a control unit. The acquisition unit acquires imaging data indicating an imaging result from the imaging apparatus. The control unit executes data processing based on the imaging data acquired by the acquisition unit. The control unit extracts information indicating the movement of the pupil based on the imaging data, performs time-frequency analysis on the extracted information, and detects the movement of the pupil. The time-frequency analysis is a numerical analysis that decomposes the waveform to be analyzed in the time direction for each frequency, and is executed by, for example, a Fourier transform.

本開示に係る検出装置は、撮像装置と、瞳孔検出装置とを備える。撮像装置は、瞳孔を含む画像を撮像して、撮像データを生成する。瞳孔検出装置は、撮像データに基づき瞳孔の動きを検出する。 The detection device according to the present disclosure includes an imaging device and a pupil detection device. The imaging device captures an image including the pupil and generates imaging data. The pupil detection device detects the movement of the pupil based on the imaging data.

本開示の瞳孔検出装置および検出システムによると、特定の瞳孔の動きを検出し易くすることができる。 According to the pupil detection device and detection system of the present disclosure, it is possible to easily detect the movement of a specific pupil.

本開示に係る検出システムの適用例を説明するための図The figure for demonstrating the application example of the detection system which concerns on this disclosure. 検出システムにおける瞳孔検出装置の構成を例示する図The figure which illustrates the structure of the pupil detection device in the detection system 実施形態1に係る瞳孔検出装置の動作を例示するフローチャートA flowchart illustrating the operation of the pupil detection device according to the first embodiment. 実施形態1におけるマイクロサッカード検出処理を例示するフローチャートA flowchart illustrating the microsaccade detection process according to the first embodiment. 実施形態1のマイクロサッカード検出処理における画像処理を例示する図The figure which illustrates the image processing in the microsaccade detection processing of Embodiment 1. 実施形態1のマイクロサッカード検出処理における時間周波数解析を説明するための図The figure for demonstrating the time frequency analysis in the microsaccade detection process of Embodiment 1. 実施形態2に係る撮像装置を説明するための図The figure for demonstrating the image pickup apparatus which concerns on Embodiment 2. 実施形態2のマイクロサッカード検出処理における各種画像の模式図Schematic diagram of various images in the microsaccade detection process of the second embodiment 実施形態2におけるマイクロサッカード検出処理を例示するフローチャートA flowchart illustrating the microsaccade detection process according to the second embodiment. マイクロサッカードの発生時の輝度変化データにおけるイベントの分布を例示する散布図Scatter plot exemplifying the distribution of events in luminance change data when microsaccades occur 輝度変化画像における楕円領域の探索方法を例示する図The figure which illustrates the search method of the elliptical region in a luminance change image 実施形態2の瞳孔検出装置に関する瞳孔の模型実験の実験結果を示すグラフA graph showing the experimental results of a pupil model experiment relating to the pupil detection device of the second embodiment. 図12の実験結果の周波数スペクトルを示すグラフGraph showing the frequency spectrum of the experimental result of FIG.

以下、添付の図面を参照して本開示に係る瞳孔検出装置および検出システムの実施の形態を説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the pupil detection device and the detection system according to the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the following embodiments, the same reference numerals are given to the same components.

(適用例)
本開示に係る瞳孔検出装置および検出システムが適用可能な一例について、図1を用いて説明する。図1は、本開示に係る検出システム1の適用例を説明するための図である。
(Application example)
An example to which the pupil detection device and the detection system according to the present disclosure can be applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining an application example of the detection system 1 according to the present disclosure.

図1は、車載用途への検出システム1の適用例を示している。検出システム1は、例えば、車両2を運転するドライバ3の覚醒状態を示す覚醒度を検出して、覚醒度の低下に応じて居眠り運転又は漫然運転の防止のための報知を行う。検出システム1は、覚醒度等の検出結果に基づき、車両2の運転支援のための各種制御を行ってもよい。 FIG. 1 shows an application example of the detection system 1 for in-vehicle use. The detection system 1 detects, for example, the arousal level indicating the awakening state of the driver 3 who drives the vehicle 2, and notifies the driver 3 to prevent drowsy driving or involuntary driving according to the decrease in the arousal level. The detection system 1 may perform various controls for driving support of the vehicle 2 based on the detection result such as the arousal level.

検出システム1は、図1に示すように、撮像装置4と、瞳孔検出装置5とを備える。撮像装置4は、例えば車両2中に配置され、ドライバ3の眼30近傍の画像を撮像する。ドライバ3は、検出システム1の検出対象となる対象者の一例である。 As shown in FIG. 1, the detection system 1 includes an image pickup device 4 and a pupil detection device 5. The image pickup device 4 is arranged in the vehicle 2, for example, and captures an image of the vicinity of the eye 30 of the driver 3. The driver 3 is an example of a target person to be detected by the detection system 1.

瞳孔検出装置5は、撮像装置4の撮像結果に基づいて、対象者の眼球運動に応じた瞳孔の動きを検出する装置である。瞳孔検出装置5は、例えば車両2に設けられた音声出力装置などの報知部21に接続される。瞳孔検出装置5は、車両2の各種ECU(電子制御ユニット)等に接続されてもよい。 The pupil detection device 5 is a device that detects the movement of the pupil according to the eye movement of the subject based on the image pickup result of the image pickup device 4. The pupil detection device 5 is connected to a notification unit 21 such as a voice output device provided in the vehicle 2, for example. The pupil detection device 5 may be connected to various ECUs (electronic control units) or the like of the vehicle 2.

眼球運動の一種であるマイクロサッカードの発生頻度と覚醒度との間には、生理学的な相関関係があると考えられている。例えば、覚醒度が低下する際にはマイクロサッカードの発生頻度が増加すると考えられている。そこで、本適用例の検出システム1は、瞳孔検出装置5によってドライバ3の眼30によるマイクロサッカードを検出して、覚醒度の検出に用いる。マイクロサッカードは、固視微動に分類される微細な眼球運動において、瞬間的に移動する高速な眼球運動である。 It is thought that there is a physiological correlation between the frequency of occurrence of microsaccade, which is a type of eye movement, and the degree of alertness. For example, it is believed that the frequency of microsaccades increases when alertness decreases. Therefore, the detection system 1 of this application example detects the microsaccade by the eye 30 of the driver 3 by the pupil detection device 5 and uses it for detecting the alertness. Microsaccade is a high-speed eye movement that moves instantaneously in a fine eye movement classified as a fixed vision tremor.

車両2においては、例えばドライバ3が頭部を動かしたときにマイクロサッカードが発生することが生じる等、頭部運動と眼球運動とが同時に発生し得る状況が想定される。従来、このような状況下では頭部運動と眼球運動との各々を計測し、互いの相関を解析する煩雑な処理を行って、対象とする眼球運動の検出が行われていた。これに対して、検出システム1は、上記の状況下で頭部運動を別途、計測するような必要なく、マイクロサッカード等の対象とする眼球運動を検出可能にするために、瞳孔検出装置5において瞳孔の動きを示す情報を抽出し、時間方向に周波数解析を行う。 In the vehicle 2, it is assumed that head movement and eye movement can occur at the same time, for example, microsaccade may occur when the driver 3 moves the head. Conventionally, under such a situation, each of the head movement and the eye movement has been measured, and a complicated process of analyzing the mutual correlation has been performed to detect the target eye movement. On the other hand, the detection system 1 is a pupil detection device 5 in order to enable detection of a target eye movement such as a microsaccade without the need to separately measure the head movement under the above circumstances. Information indicating the movement of the pupil is extracted and frequency analysis is performed in the time direction.

(構成例)
以下、検出システム1及び瞳孔検出装置5の構成例として各実施形態を説明する。
(Configuration example)
Hereinafter, each embodiment will be described as a configuration example of the detection system 1 and the pupil detection device 5.

(実施形態1)
実施形態1では、フレーム毎の画像を撮像する撮像装置4を用いた検出システム1の構成例を説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a configuration example of the detection system 1 using the image pickup device 4 that captures an image for each frame will be described.

1.構成
本実施形態に係る検出システム1の撮像装置4及び瞳孔検出装置5の構成について、以下に説明する。
1. 1. Configuration The configuration of the imaging device 4 and the pupil detection device 5 of the detection system 1 according to the present embodiment will be described below.

1−1.撮像装置について
本実施形態において、撮像装置4は、例えば500fps等の高速なフレームレートを有する高速カメラで構成される。撮像装置4のフレームレートは、マイクロサッカード等の検出対象を考慮して、検出対象の眼球運動におけるピーク周波数の2倍以上となるように設定される。
1-1. About the image pickup device In the present embodiment, the image pickup device 4 is composed of a high-speed camera having a high-speed frame rate such as 500 fps. The frame rate of the image pickup apparatus 4 is set to be at least twice the peak frequency in the eye movement of the detection target in consideration of the detection target such as the microsaccade.

本実施形態の撮像装置4は、フレーム画像を示す画像データを生成し、生成した画像データを瞳孔検出装置5に出力する。撮像装置4が生成する画像データは、本実施形態における撮像データの一例である。 The image pickup device 4 of the present embodiment generates image data indicating a frame image, and outputs the generated image data to the pupil detection device 5. The image data generated by the image pickup apparatus 4 is an example of the image pickup data in the present embodiment.

撮像装置4は、撮像用の照明光源を備えてもよい。照明光源は、例えば赤外光を照明光として発光する。照明光源は、ドライバ3等の対象者に照明光を照射するように配置される。照明光源は、撮像装置4とは別体で構成されてもよく、適宜、検出システム1に組み込むことができる。 The image pickup apparatus 4 may include an illumination light source for imaging. The illumination light source emits infrared light as illumination light, for example. The illumination light source is arranged so as to irradiate the target person such as the driver 3 with the illumination light. The illumination light source may be configured separately from the image pickup apparatus 4, and may be incorporated into the detection system 1 as appropriate.

1−2.瞳孔検出装置について
検出システム1における瞳孔検出装置5の構成を、図2を参照して説明する。図2は、瞳孔検出装置5の構成を例示する図である。瞳孔検出装置5は、図2に示すように、取得部51と制御部52とを備える。また、瞳孔検出装置5は、例えば、記憶部53と出力部54とを備える。
1-2. About the pupil detection device The configuration of the pupil detection device 5 in the detection system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the pupil detection device 5. As shown in FIG. 2, the pupil detection device 5 includes an acquisition unit 51 and a control unit 52. Further, the pupil detection device 5 includes, for example, a storage unit 53 and an output unit 54.

取得部51は、瞳孔検出装置5の外部からデータを入力する入力インタフェース回路である。取得部51は、例えばUSB等の所定の通信規格に従って、撮像装置4に接続される。取得部51は、撮像装置4から撮像結果を示す撮像データ等を取得する。 The acquisition unit 51 is an input interface circuit for inputting data from the outside of the pupil detection device 5. The acquisition unit 51 is connected to the image pickup device 4 according to a predetermined communication standard such as USB. The acquisition unit 51 acquires imaging data or the like indicating the imaging result from the imaging device 4.

制御部52は、CPU、RAM及びROM等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。例えば、制御部52は、取得部51が取得したデータに基づき、所定のプログラムに従うデータ処理を実行する。所定のプログラムは、瞳孔検出装置5の後述する各種動作を実現するためのプログラムである。制御部52は、例えば撮像装置4からの撮像データ等の各種データを、RAM等の内部メモリに保持してもよい。 The control unit 52 includes a CPU, RAM, ROM, and the like, and controls each component according to information processing. For example, the control unit 52 executes data processing according to a predetermined program based on the data acquired by the acquisition unit 51. The predetermined program is a program for realizing various operations described later of the pupil detection device 5. The control unit 52 may hold various data such as imaging data from the imaging device 4 in an internal memory such as a RAM.

記憶部53は、例えば、ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ等の補助記憶装置である。記憶部53は、制御部52で実行されるプログラム、及び各種のデータ等を記憶する。 The storage unit 53 is, for example, an auxiliary storage device such as a hard disk drive or a solid state drive. The storage unit 53 stores a program executed by the control unit 52, various data, and the like.

瞳孔検出装置5は、可搬性を有する記憶媒体から上記のプログラム等を取得してもよい。記憶媒体は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。 The pupil detection device 5 may acquire the above program or the like from a portable storage medium. The storage medium stores the information of the program or the like by electrical, magnetic, optical, mechanical or chemical action so that the information of the program or the like recorded by the computer or other device or machine can be read. It is a medium.

出力部54は、瞳孔検出装置5から外部にデータを出力する出力インタフェース回路である。出力部54は、例えば、車両2(図1)の報知部21、又は各種ECU等に接続される。瞳孔検出装置5において、出力部54と取得部51とは、入出力インタフェースを構成するように、一体的に構成されてもよい。 The output unit 54 is an output interface circuit that outputs data from the pupil detection device 5 to the outside. The output unit 54 is connected to, for example, the notification unit 21 of the vehicle 2 (FIG. 1), various ECUs, and the like. In the pupil detection device 5, the output unit 54 and the acquisition unit 51 may be integrally configured so as to form an input / output interface.

2.動作
以上のように構成される検出システム1及び瞳孔検出装置5の動作について、以下説明する。
2. Operation The operation of the detection system 1 and the pupil detection device 5 configured as described above will be described below.

2−1.検出システムの動作
検出システム1の全体動作について、図3を用いて説明する。図3は、検出システム1における瞳孔検出装置5の動作を例示するフローチャートである。
2-1. Operation of the detection system The overall operation of the detection system 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the pupil detection device 5 in the detection system 1.

図3に示すフローチャートの各処理は、瞳孔検出装置5の制御部52によって実行される。本フローチャートは、例えば図1に示す車両2の運転中に、撮像装置4がドライバ3の眼30近傍の画像を撮像している状態で開始される。 Each process of the flowchart shown in FIG. 3 is executed by the control unit 52 of the pupil detection device 5. This flowchart is started in a state where the image pickup device 4 is capturing an image of the vicinity of the eye 30 of the driver 3 while the vehicle 2 shown in FIG. 1 is being driven.

図3のフローチャートにおいて、瞳孔検出装置5の制御部52は、マイクロサッカード検出処理を実行する(S1)。マイクロサッカード検出処理は、撮像装置4の撮像結果に基づいて、瞳孔6の動きにおけるマイクロサッカードを検出するデータ処理の一例である。マイクロサッカード検出処理の詳細については後述する。 In the flowchart of FIG. 3, the control unit 52 of the pupil detection device 5 executes the microsaccade detection process (S1). The microsaccade detection process is an example of data processing for detecting microsaccade in the movement of the pupil 6 based on the imaging result of the imaging device 4. Details of the microsaccade detection process will be described later.

次に、マイクロサッカード検出処理(S2)の検出結果によりマイクロサッカードの発生頻度を検知して、現在のマイクロサッカードの発生頻度が、覚醒度の低下条件に該当するか否かを判断する(S2)。 Next, the frequency of occurrence of microsaccade is detected from the detection result of the microsaccade detection process (S2), and it is determined whether or not the current frequency of occurrence of microsaccade corresponds to the condition for lowering the alertness. (S2).

ステップS2の判断は、想定されるマイクロサッカードの発生頻度と覚醒度間の相関関係に従った覚醒度の低下条件を適宜、設定して行われる。例えば、制御部52は、現在のマイクロサッカードの発生頻度が所定の基準値よりも高いか否かに応じて、同発生頻度が覚醒度の低下条件に該当するか否かを判断する(S2)。 The determination in step S2 is performed by appropriately setting the conditions for lowering the arousal level according to the correlation between the assumed frequency of occurrence of microsaccades and the arousal level. For example, the control unit 52 determines whether or not the current frequency of occurrence of microsaccades is higher than a predetermined reference value, and whether or not the frequency of occurrence corresponds to the condition for lowering the arousal level (S2). ).

制御部52は、現在のマイクロサッカードの発生頻度が覚醒度の低下条件に該当していないと判断した場合(S2でNO)、所定の周期においてステップS1の処理を再度、実行する。ステップS1を繰り返す周期は、適宜設定可能であり、例えば1秒である。 When the control unit 52 determines that the current frequency of occurrence of microsaccades does not correspond to the condition for lowering the arousal level (NO in S2), the control unit 52 re-executes the process of step S1 in a predetermined cycle. The cycle for repeating step S1 can be appropriately set, for example, 1 second.

一方、制御部52は、現在のマイクロサッカードの発生頻度が覚醒度の低下条件に該当すると判断した場合(S2でYES)、覚醒度が低下したことを示す報知情報を生成して、出力部54(図2)を介して報知部21等に報知情報を出力する(S3)。 On the other hand, when the control unit 52 determines that the current frequency of occurrence of microsaccades corresponds to the condition for reducing the arousal level (YES in S2), the control unit 52 generates notification information indicating that the arousal level has decreased and outputs the output unit. Notification information is output to the notification unit 21 and the like via 54 (FIG. 2) (S3).

制御部52は、報知情報の出力を行って(S3)、図3のフローチャートによる処理を終了する。 The control unit 52 outputs the notification information (S3), and ends the process according to the flowchart of FIG.

以上の処理によると、検出システム1において、瞳孔検出装置5がドライバ3等の対象者によるマイクロサッカードの発生頻度を検知して、覚醒度の低下を検出することができる。 According to the above processing, in the detection system 1, the pupil detection device 5 can detect the occurrence frequency of microsaccades by the target person such as the driver 3 and detect the decrease in alertness.

2−1−1.マイクロサッカード検出処理
図3のステップS1におけるマイクロサッカード検出処理の詳細について、図4〜図6を参照して説明する。
2-1-1. Microsaccade detection process The details of the microsaccade detection process in step S1 of FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

図4は、本実施形態におけるマイクロサッカード検出処理(図3のS1)を例示するフローチャートである。図5は、本実施形態のマイクロサッカード検出処理における画像処理(S12)を例示する図である。図6は、マイクロサッカード検出処理における時間周波数解析(S13,S14)を説明するための図である。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the microsaccade detection process (S1 in FIG. 3) in the present embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating an image process (S12) in the microsaccade detection process of the present embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the time frequency analysis (S13, S14) in the microsaccade detection process.

図4のフローチャートにおいて、まず、瞳孔検出装置5(図1)の制御部52は、撮像装置4から取得部51を介して、所定期間分の画像データを取得する(S11)。ステップS11の所定期間は、周波数解析に必要なフレーム数を考慮して適宜、設定可能である。例えば、当該所定期間は1秒間に設定される。 In the flowchart of FIG. 4, first, the control unit 52 of the pupil detection device 5 (FIG. 1) acquires image data for a predetermined period from the image pickup device 4 via the acquisition unit 51 (S11). The predetermined period in step S11 can be appropriately set in consideration of the number of frames required for frequency analysis. For example, the predetermined period is set to 1 second.

次に、制御部52は、取得した画像データにおける各々のフレームの画像に画像処理を行って、瞳孔の位置の時間的変化(即ち時間発展)を抽出する(S12)。ステップS12の処理の一例を、図5を用いて説明する。 Next, the control unit 52 performs image processing on the image of each frame in the acquired image data to extract a temporal change (that is, time evolution) of the position of the pupil (S12). An example of the process of step S12 will be described with reference to FIG.

図5(a)は、撮像装置4からの画像データにおける1フレームの画像60を例示している。図5(a)の例では、画像60中に瞳孔61が含まれている。図5(b)は、図5(a)の画像60の二値化画像62を例示している。以下、各種画像60,62に共通のXY座標系として、撮像装置4の撮像面における水平方向を「X方向」とし、垂直方向を「Y方向」とする。 FIG. 5A illustrates a one-frame image 60 in the image data from the image pickup apparatus 4. In the example of FIG. 5A, the pupil 61 is included in the image 60. FIG. 5B illustrates the binarized image 62 of the image 60 of FIG. 5A. Hereinafter, as an XY coordinate system common to various images 60 and 62, the horizontal direction on the imaging surface of the imaging device 4 is defined as the “X direction” and the vertical direction is defined as the “Y direction”.

ステップS12において、制御部52は、例えば図5(a)に示すような1フレームの画像60において、画素毎の輝度についての二値化処理を行う。例えば、制御部52は、元の画像60(図5(a))において所定のしきい値未満の輝度を有する画素に白階調を割り当て、同しきい値以上の輝度を有する画素に黒階調を割り当てて、二値化画像62(図5(b))を生成する。当該しきい値は、画像60中の瞳孔61として想定される輝度よりも大きい値に設定される。 In step S12, the control unit 52 performs binarization processing on the brightness of each pixel in the image 60 of one frame as shown in FIG. 5A, for example. For example, the control unit 52 assigns a white gradation to a pixel having a brightness less than a predetermined threshold value in the original image 60 (FIG. 5A), and a black scale to a pixel having a brightness equal to or higher than the same threshold value. A key is assigned to generate a binarized image 62 (FIG. 5 (b)). The threshold value is set to a value larger than the brightness assumed as the pupil 61 in the image 60.

上記の二値化処理によると、図5(b)に示すように、瞳孔61に対応する領域63を容易に判定することができる。制御部52は、二値化処理で判定した領域63の中心位置64を、対応するフレームの時点における瞳孔61の瞳孔位置として算出する。ステップS12において、制御部52は、以上の処理を各フレームの画像に行って、瞳孔位置の時系列データを生成する。これにより、瞳孔位置の時間的変化が抽出される。図6(a)に、瞳孔位置の時間的変化を例示する。図6(a)に例示するグラフにおいて、横軸は時刻(ms)を示し、縦軸は瞳孔位置のX座標を示す。 According to the above binarization process, as shown in FIG. 5B, the region 63 corresponding to the pupil 61 can be easily determined. The control unit 52 calculates the center position 64 of the region 63 determined by the binarization process as the pupil position of the pupil 61 at the time of the corresponding frame. In step S12, the control unit 52 performs the above processing on the image of each frame to generate time-series data of the pupil position. As a result, the temporal change of the pupil position is extracted. FIG. 6A exemplifies the temporal change of the pupil position. In the graph illustrated in FIG. 6A, the horizontal axis represents the time (ms) and the vertical axis represents the X coordinate of the pupil position.

図4に戻り、制御部52は、抽出した瞳孔位置の時間的変化を、時間方向に周波数分解する(S13)。例えば、制御部52は、生成した時系列データにFFT(高速フーリエ変換)を行って、時系列データの周波数スペクトルを算出する。図6(b)は、図6(a)における1秒分の周波数スペクトルを示すグラフである。図6(b)のグラフにおいて、横軸は周波数(Hz)を示し、縦軸は周波数成分の強度を示す。 Returning to FIG. 4, the control unit 52 frequency-decomposes the extracted temporal change of the pupil position in the time direction (S13). For example, the control unit 52 performs FFT (Fast Fourier Transform) on the generated time series data to calculate the frequency spectrum of the time series data. FIG. 6B is a graph showing the frequency spectrum for one second in FIG. 6A. In the graph of FIG. 6B, the horizontal axis represents the frequency (Hz) and the vertical axis represents the intensity of the frequency component.

次に、制御部52は、例えば図6(b)に示す周波数分解の結果の周波数スペクトルを解析して、マイクロサッカードに対応する特定の周波数帯における瞳孔の動きが生じたか否かを判断する(S14)。特定の周波数帯は、例えば220〜250Hzなど、マイクロサッカードのピーク周波数を含んで且つ頭部運動に応じて顕著に生じることが想定される周波数を含まない範囲に設定される。 Next, the control unit 52 analyzes the frequency spectrum as a result of the frequency decomposition shown in FIG. 6B, for example, and determines whether or not the movement of the pupil in a specific frequency band corresponding to the microsaccade has occurred. (S14). The specific frequency band is set in a range that includes the peak frequency of the microsaccade and does not include the frequency that is expected to occur remarkably in response to the head movement, for example, 220 to 250 Hz.

ステップS14において、制御部52は、例えば周波数スペクトルにおいて、特定の周波数帯に含まれる周波数成分が所定のしきい値以上であるか否かを判断する。当該しきい値は、マイクロサッカードが発生した場合に想定される周波数成分の強度を考慮して設定される。特定の周波数帯成分の最大値がしきい値以上である場合、制御部52は、特定の周波数帯における瞳孔の動き、即ちマイクロサッカードが生じたと判断する(S14でYES)。 In step S14, the control unit 52 determines whether or not the frequency component included in the specific frequency band is equal to or higher than a predetermined threshold value in the frequency spectrum, for example. The threshold value is set in consideration of the intensity of the frequency component expected when microsaccade occurs. When the maximum value of the specific frequency band component is equal to or greater than the threshold value, the control unit 52 determines that the movement of the pupil in the specific frequency band, that is, microsaccade has occurred (YES in S14).

制御部52は、特定の周波数帯における瞳孔の動きが生じたと判断すると(S14でYES)、マイクロサッカードの発生時刻を記憶部53に記録する(S15)。例えば、制御部52はマイクロサッカードの発生時刻として、ステップS11で画像データを取得した時刻を記録する。 When the control unit 52 determines that the movement of the pupil in a specific frequency band has occurred (YES in S14), the control unit 52 records the occurrence time of the microsaccade in the storage unit 53 (S15). For example, the control unit 52 records the time when the image data was acquired in step S11 as the time when the microsaccade occurred.

一方、制御部52は、特定の周波数帯における瞳孔の動きが生じていないと判断すると(S14でNO)、ステップS15の処理を行わずにマイクロサッカード検出処理(図3のS1)を終了し、ステップS2に進む。 On the other hand, when the control unit 52 determines that the movement of the pupil in a specific frequency band has not occurred (NO in S14), the control unit 52 ends the microsaccade detection process (S1 in FIG. 3) without performing the process in step S15. , Step S2.

以上の処理によると、撮像装置4からの画像データにおける瞳孔位置の周波数スペクトルに基づく時間周波数解析によって、マイクロサッカードの自動検出を行うことができる。本実施形態のマイクロサッカード検出処理における時間周波数解析について、図6(a),(b)を用いて説明する。 According to the above processing, the microsaccade can be automatically detected by the time-frequency analysis based on the frequency spectrum of the pupil position in the image data from the image pickup apparatus 4. The time-frequency analysis in the microsaccade detection process of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b).

図6(a)では、頭部運動によって瞳孔の位置のX座標が緩やかに変化しながら、矢印A1を付したタイミングにマイクロサッカードが発生した例を示している。本実施形態の瞳孔検出装置5は、マイクロサッカード検出処理を所定期間(S11)毎に実行して、処理対象の期間中にマイクロサッカードが発生したか否かを検出する。例えば、瞳孔検出装置5の制御部52は、図6(a)の例における1秒分の瞳孔の位置の時間的変化を抽出し(S12)、図6(b)に示すように、時間方向の周波数スペクトルを算出する(S13)。 FIG. 6A shows an example in which microsaccade occurs at the timing indicated by the arrow A1 while the X coordinate of the position of the pupil gradually changes due to the head movement. The pupil detection device 5 of the present embodiment executes the microsaccade detection process every predetermined period (S11) to detect whether or not microsaccade has occurred during the period to be processed. For example, the control unit 52 of the pupil detection device 5 extracts the temporal change of the position of the pupil for 1 second in the example of FIG. 6A (S12), and as shown in FIG. 6B, the time direction. The frequency spectrum of is calculated (S13).

図6(b)の例の周波数スペクトルは、頭部運動に対応する第1のピーク値P1と、マイクロサッカードに対応する第2のピーク値P2とを含んでいる。図6(b)の周波数スペクトルに対して、瞳孔検出装置5の制御部52は、例えば特定の周波数帯B1の範囲内で最大となる第2のピーク値P2に基づいて、処理対象の1秒中にマイクロサッカードが発生したことを検出する(S14,S15)。このように、頭部運動が同時に生じ得る状況下で特に頭部運動に干渉することなく、マイクロサッカードが発生しているか否かを検出することができる。 The frequency spectrum of the example of FIG. 6B includes a first peak value P1 corresponding to head movement and a second peak value P2 corresponding to microsaccades. With respect to the frequency spectrum of FIG. 6B, the control unit 52 of the pupil detection device 5 is, for example, 1 second to be processed based on the second peak value P2 which is the maximum within the range of the specific frequency band B1. It is detected that microsaccade has occurred inside (S14, S15). In this way, it is possible to detect whether or not microsaccade is occurring in a situation where head movements can occur at the same time without interfering with the head movements.

3.まとめ
以上のように、本実施形態に係る瞳孔検出装置5は、瞳孔を含んだ画像を撮像する撮像装置4の撮像結果に基づいて、瞳孔の動きを検出する。瞳孔検出装置5は、取得部51と、制御部52とを備える。取得部51は、撮像装置4から撮像結果を示す撮像データとして画像データを取得する。制御部52は、取得部51によって取得された画像データに基づくデータ処理を実行する。制御部52は、画像データに基づいて、瞳孔の動きを示す情報として瞳孔位置の時間変化を抽出する(S12)。制御部52は、抽出した情報に時間周波数解析を行って、瞳孔の動きを検出する(S13,S14)。
3. 3. Summary As described above, the pupil detection device 5 according to the present embodiment detects the movement of the pupil based on the image pickup result of the image pickup device 4 that captures the image including the pupil. The pupil detection device 5 includes an acquisition unit 51 and a control unit 52. The acquisition unit 51 acquires image data from the image pickup apparatus 4 as image pickup data indicating the image pickup result. The control unit 52 executes data processing based on the image data acquired by the acquisition unit 51. The control unit 52 extracts the time change of the pupil position as information indicating the movement of the pupil based on the image data (S12). The control unit 52 performs time-frequency analysis on the extracted information to detect the movement of the pupil (S13, S14).

以上の瞳孔検出装置5によると、瞳孔の動きを示す情報を抽出して、時間周波数解析を行うことにより、例えば頭部運動とは別の周波数帯を有する眼球運動などに応じた特定の瞳孔の動きを検出し易くすることができる。 According to the above-mentioned pupil detection device 5, by extracting information indicating the movement of the pupil and performing time-frequency analysis, for example, a specific pupil corresponding to an eye movement having a frequency band different from that of the head movement can be obtained. The movement can be easily detected.

本実施形態において、撮像装置4の撮像データは、フレーム毎の画像60を示す画像データである。制御部52は、フレーム毎の画像60における瞳孔61の位置の時間的変化を抽出する(S12)。これにより、フレーム画像60のフレームレートの範囲内で、瞳孔61の動きの時間周波数解析を行うことができる(図6)

In the present embodiment, the image pickup data of the image pickup apparatus 4 is image data indicating an image 60 for each frame. The control unit 52 extracts the temporal change of the position of the pupil 61 in the image 60 for each frame (S12). As a result, the time-frequency analysis of the movement of the pupil 61 can be performed within the frame rate range of the frame image 60 (FIG. 6) .

また、本実施形態において、制御部52は、フレーム毎の画像62に、輝度に関する二値化処理を行って、瞳孔61に対応する領域63を判定する(図5参照)。制御部52は、フレーム毎に判定した領域63に基づいて、瞳孔61の位置64の時間的変化を抽出する(S12)。画像62中で瞳孔61の輝度は顕著に低いと考えられることから、二値化処理により、瞳孔61の位置を精度良く得ることができる。 Further, in the present embodiment, the control unit 52 performs binarization processing on the brightness on the image 62 for each frame to determine the region 63 corresponding to the pupil 61 (see FIG. 5). The control unit 52 extracts the temporal change of the position 64 of the pupil 61 based on the region 63 determined for each frame (S12). Since the brightness of the pupil 61 is considered to be remarkably low in the image 62, the position of the pupil 61 can be accurately obtained by the binarization process.

また、本実施形態に係る検出システム1は、撮像装置4と、瞳孔検出装置5とを備える。撮像装置4は、瞳孔を含む画像を撮像して、撮像データを生成する。瞳孔検出装置5は、撮像データに基づき瞳孔の動きを検出する。検出システム1は、瞳孔検出装置5によって、マイクロサッカード等に応じた特定の瞳孔の動きを容易に検出でき、当該検出結果に基づき対象者の覚醒度などを検出することができる。 Further, the detection system 1 according to the present embodiment includes an image pickup device 4 and a pupil detection device 5. The imaging device 4 captures an image including the pupil and generates imaging data. The pupil detection device 5 detects the movement of the pupil based on the imaging data. The detection system 1 can easily detect the movement of a specific pupil according to the microsaccade or the like by the pupil detection device 5, and can detect the arousal degree of the subject based on the detection result.

(実施形態2)
実施形態2では、輝度の変化を検出する微分検出型の撮像装置4を用いた検出システム1の構成例を説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a configuration example of the detection system 1 using the differential detection type imaging device 4 for detecting the change in brightness will be described.

1.構成
実施形態2に係る検出システム1において、瞳孔検出装置5の構成は、実施形態1と同様に構成される。以下、実施形態2に係る撮像装置4について、図7を参照して説明する。
1. 1. Configuration In the detection system 1 according to the second embodiment, the configuration of the pupil detection device 5 is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the image pickup apparatus 4 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7.

図7は、本実施形態に係る撮像装置4を説明するための図である。図7は、本実施形態の撮像装置4における撮像面4aと、撮像面4a上の画素40毎の出力データとを模式的に示している。 FIG. 7 is a diagram for explaining the image pickup apparatus 4 according to the present embodiment. FIG. 7 schematically shows the image pickup surface 4a in the image pickup apparatus 4 of the present embodiment and the output data for each pixel 40 on the image pickup surface 4a.

本実施形態の検出システム1は、撮像装置4として、撮像面4aにおける画素40毎に輝度の時間変化率を検出する微分検出型のカメラデバイスを採用する。本実施形態の撮像装置4の構成としては、例えば、動的ビジョンセンサ(DVS)として知られる公知の構成を適用することができる(例えば非特許文献1参照)。 The detection system 1 of the present embodiment employs, as the image pickup device 4, a differential detection type camera device that detects the time change rate of the brightness for each pixel 40 on the image pickup surface 4a. As the configuration of the image pickup apparatus 4 of the present embodiment, for example, a known configuration known as a dynamic vision sensor (DVS) can be applied (see, for example, Non-Patent Document 1).

例えば、撮像装置4は、画素40が二次元アレイ状に配置された撮像面4aを有する撮像素子、撮像面4aに光を集光する光学レンズ、及び撮像データ(輝度変化データD1)を出力するデータ出力回路などを備える。撮像素子の各画素40は、例えば、フォトダイオード、微分器および比較器などを備える。各々の画素40は、撮像面4aにおけるXY座標によって識別可能である。 For example, the image pickup device 4 outputs an image pickup element having an image pickup surface 4a in which pixels 40 are arranged in a two-dimensional array, an optical lens that collects light on the image pickup surface 4a, and image pickup data (luminance change data D1). It is equipped with a data output circuit and the like. Each pixel 40 of the image pickup device includes, for example, a photodiode, a differentiator, a comparator, and the like. Each pixel 40 can be identified by the XY coordinates on the imaging surface 4a.

撮像装置4において、撮像素子の撮像面4aには、光学レンズからの光によって画像が形成(結像)される。本実施形態の撮像装置4は、撮像面4a上の画像に対して画素40毎に輝度の時間変化率のしきい値判定を行って、画素40毎の輝度が変化したイベントを検出する。検出対象のイベントは、画素40の位置において輝度の変化が生じた事象であり、輝度の変化が増大か減少かと、輝度が増大または減少したタイミングと、画素40のXY座標とによって特定される。 In the image pickup apparatus 4, an image is formed (imaged) on the image pickup surface 4a of the image pickup device by the light from the optical lens. The image pickup apparatus 4 of the present embodiment determines the threshold value of the time change rate of the brightness for each pixel 40 with respect to the image on the image pickup surface 4a, and detects an event in which the brightness of each pixel 40 changes. The event to be detected is an event in which a change in luminance occurs at the position of the pixel 40, and is specified by whether the change in luminance increases or decreases, the timing at which the luminance increases or decreases, and the XY coordinates of the pixel 40.

撮像装置4は、図7に示すように、各イベントの検出結果を示す輝度変化データD1を生成する。図7に例示する輝度変化データD1は、輝度の増大時の出力データD11と、輝度の減少時の出力データD12とを含んでいる。図7に図示する輝度変化データD1のうち、白抜きの四角は、輝度の増大時の出力データを意味する。そして、黒塗りの四角は、輝度の減少時の出力データを意味する。輝度変化データD1は、本実施形態の撮像装置4による撮像結果の撮像データの一例である。 As shown in FIG. 7, the image pickup apparatus 4 generates luminance change data D1 indicating the detection result of each event. The luminance change data D1 illustrated in FIG. 7 includes the output data D11 when the luminance increases and the output data D12 when the luminance decreases. Of the luminance change data D1 illustrated in FIG. 7, the white squares mean the output data when the luminance increases. The black squares mean the output data when the brightness is reduced. The brightness change data D1 is an example of the image pickup data of the image pickup result by the image pickup apparatus 4 of the present embodiment.

撮像装置4において、各画素40は、輝度の時間変化率が、上限のしきい値を上回ると輝度の増大を検出し、下限のしきい値を下回ると輝度の減少を検出する。各画素40は、それぞれ輝度の増大又は減少を検出すると、検出したタイミングで直ちに検出結果を出力する。輝度が変化していない画素40、及び輝度の時間変化率が上限のしきい値と下限のしきい値間にある画素40は、特に検出結果の出力を行わない。撮像装置4は、例えば検出結果を出力した画素40のXY座標、検出結果のタイミング、及び輝度の増大又は減少を示す情報を関連付けて、輝度変化データD1を生成する。撮像装置4は、例えば時間幅が所定値に設定された時系列データとして、輝度変化データD1を外部出力する。 In the image pickup apparatus 4, each pixel 40 detects an increase in luminance when the rate of change in brightness with time exceeds the upper limit threshold value, and detects a decrease in luminance when it falls below the lower threshold value. When each pixel 40 detects an increase or decrease in brightness, it immediately outputs a detection result at the detected timing. The pixel 40 whose brightness has not changed and the pixel 40 whose brightness with time change rate is between the upper limit threshold value and the lower limit threshold value do not particularly output the detection result. The image pickup apparatus 4 generates the luminance change data D1 by associating, for example, the XY coordinates of the pixel 40 that outputs the detection result, the timing of the detection result, and the information indicating the increase or decrease of the luminance. The image pickup apparatus 4 externally outputs the luminance change data D1 as time-series data in which the time width is set to a predetermined value, for example.

以上の撮像装置4の撮像方法によると、特に全画素の検出結果を同期させるフレーム周期のような動作周期は生じない。よって、本実施形態の撮像装置4は、フレーム周期よりも格段に短い時間幅における輝度の変化を検出可能である。検出可能な時間幅は、例えば画素40が輝度の変化に反応する反応期間であり、例えば100マイクロ秒である。 According to the above-mentioned imaging method of the imaging device 4, an operation cycle such as a frame cycle for synchronizing the detection results of all pixels does not occur. Therefore, the image pickup apparatus 4 of the present embodiment can detect a change in luminance in a time width significantly shorter than the frame period. The detectable time width is, for example, the reaction period in which the pixel 40 reacts to the change in brightness, for example, 100 microseconds.

2.動作
実施形態2に係る検出システム1の動作について、以下に説明する。
2. Operation The operation of the detection system 1 according to the second embodiment will be described below.

2−1.動作の概要
本実施形態の検出システム1では、撮像装置4による輝度変化データD1を用いて、瞳孔検出装置5がマイクロサッカード検出処理(図3のS1)を実行する。本実施形態におけるマイクロサッカード検出処理の概要について、図8を用いて説明する。
2-1. Outline of Operation In the detection system 1 of the present embodiment, the pupil detection device 5 executes the microsaccade detection process (S1 in FIG. 3) by using the luminance change data D1 by the image pickup device 4. The outline of the microsaccade detection process in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図8は、本実施形態のマイクロサッカード検出処理における各種画像の模式図を示す。図8(a),8(b)は、マイクロサッカードの発生前後の瞳孔6を含んだ画像を例示する。図8(c)は、撮像装置4(図1)による図8(a),8(b)間の撮像結果に対応する輝度変化画像7を例示する。 FIG. 8 shows a schematic diagram of various images in the microsaccade detection process of the present embodiment. 8 (a) and 8 (b) exemplify images including the pupil 6 before and after the occurrence of microsaccade. FIG. 8C exemplifies the luminance change image 7 corresponding to the image pickup result between FIGS. 8 (a) and 8 (b) by the image pickup apparatus 4 (FIG. 1).

図8(a),8(b)に例示する画像は、それぞれマイクロサッカードの発生前後の時点において、撮像装置4の撮像面4a(図7)上に形成される。図8(a),8(b)の画像上の瞳孔6は、図8(a)の時点からマイクロサッカードによって、図8(b)に示すように移動方向d1に移動している。本実施形態の検出システム1において、撮像装置4は、図8(a),8(b)間に随時、画素毎の輝度の変化を輝度変化データD1として出力する(図7)。 The images illustrated in FIGS. 8 (a) and 8 (b) are formed on the image pickup surface 4a (FIG. 7) of the image pickup apparatus 4 before and after the occurrence of the microsaccade, respectively. The pupil 6 on the images of FIGS. 8 (a) and 8 (b) has been moved in the moving direction d1 by the microsaccade from the time of FIG. 8 (a) as shown in FIG. 8 (b). In the detection system 1 of the present embodiment, the image pickup apparatus 4 outputs a change in brightness for each pixel as brightness change data D1 at any time between FIGS. 8 (a) and 8 (b) (FIG. 7).

図8(c)は、図8(a),8(b)の間に得られた輝度変化データD1に対応する輝度変化画像7を例示している。瞳孔6が位置する領域の輝度は瞳孔6の周囲の領域の輝度よりも顕著に低いことから、マイクロサッカードのような瞳孔6の動きによると、輝度変化画像7において特有の輝度の変化が生じると考えられる。 FIG. 8 (c) illustrates the luminance change image 7 corresponding to the luminance change data D1 obtained between FIGS. 8 (a) and 8 (b). Since the brightness of the region where the pupil 6 is located is significantly lower than the brightness of the region around the pupil 6, the movement of the pupil 6 such as a microsaccade causes a characteristic change in brightness in the brightness change image 7. it is conceivable that.

図8(c)の例において、輝度変化画像7の輝度は、瞳孔6の移動方向d1における始端側の領域71と終端側の領域72とで変化している。具体的に、始端側の領域71においては、図8(a)の時点では瞳孔6が位置していたが図8(b)の時点で瞳孔6が位置しなくなったことから、輝度が増大する。また、終端側の領域72においては、図8(a)の時点では瞳孔6が位置していなかったが図8(b)の時点で瞳孔6が位置するようになったことから、輝度が減少する。 In the example of FIG. 8C, the brightness of the brightness change image 7 changes between the region 71 on the start end side and the region 72 on the end side in the moving direction d1 of the pupil 6. Specifically, in the region 71 on the starting end side, the pupil 6 was located at the time of FIG. 8 (a), but the pupil 6 is no longer located at the time of FIG. 8 (b), so that the brightness increases. .. Further, in the terminal region 72, the pupil 6 was not located at the time of FIG. 8 (a), but the pupil 6 was located at the time of FIG. 8 (b), so that the brightness decreased. do.

本実施形態のマイクロサッカード検出処理は、以上のような輝度の変化を計数する簡単な処理によって、随時、発生し得るマイクロサッカードの自動検出を実現する。以下、本実施形態に係るマイクロサッカード検出処理の詳細について説明する。 The microsaccade detection process of the present embodiment realizes automatic detection of microsaccades that may occur at any time by a simple process of counting changes in brightness as described above. Hereinafter, the details of the microsaccade detection process according to the present embodiment will be described.

2−2.マイクロサッカード検出処理
図9は、実施形態2におけるマイクロサッカード検出処理を例示するフローチャートである。本実施形態の瞳孔検出装置5は、例えば図3のステップS1において、図4のフローチャートの代わりに、図9のフローチャートによるマイクロサッカード検出処理を実行する。
2-2. Microsaccade detection process FIG. 9 is a flowchart illustrating the microsaccade detection process according to the second embodiment. For example, in step S1 of FIG. 3, the pupil detection device 5 of the present embodiment executes the microsaccade detection process according to the flowchart of FIG. 9 instead of the flowchart of FIG.

実施形態1のマイクロサッカード検出処理は、複数のフレームを含む所定期間分の画像データを取得して(図4のS11)、瞳孔位置の時間的変化を抽出した(S12)。本実施形態のマイクロサッカード検出処理において、瞳孔検出装置5の制御部52は、取得部51を介して撮像装置4から、画像データの代わりに、所定期間分の輝度変化データD1を取得する(S11A)。 In the microsaccade detection process of the first embodiment, image data for a predetermined period including a plurality of frames was acquired (S11 in FIG. 4), and a temporal change in the pupil position was extracted (S12). In the microsaccade detection process of the present embodiment, the control unit 52 of the pupil detection device 5 acquires the brightness change data D1 for a predetermined period from the image pickup device 4 via the acquisition unit 51 (instead of the image data). S11A).

取得した輝度変化データD1に基づいて、制御部52は、瞳孔位置の時間的変化の代わりに、輝度変化数の時間的変化を抽出する(S12A)。輝度変化数は、輝度変化データD1における同一座標の輝度が時間的に変化したイベントの回数、即ちイベント数を示す。例えば、制御部52は、上記の所定期間を所定のサンプル期間毎に分割し、取得した輝度変化データD1において各サンプル期間中の輝度変化数を計数する(S12A)。当該サンプル期間は、検出対象とする瞳孔の動きの周波数の逆数の1/2以下において適宜、設定される。 Based on the acquired luminance change data D1, the control unit 52 extracts the temporal change in the number of luminance changes instead of the temporal change in the pupil position (S12A). The brightness change number indicates the number of events in which the brightness of the same coordinates in the brightness change data D1 changes with time, that is, the number of events. For example, the control unit 52 divides the above-mentioned predetermined period into predetermined sample periods, and counts the number of luminance changes during each sample period in the acquired luminance change data D1 (S12A). The sample period is appropriately set to be 1/2 or less of the reciprocal of the frequency of the movement of the pupil to be detected.

抽出した輝度変化数の時間的変化に対して、制御部52は、実施形態1と同様に時間方向に周波数分解し(S13)、周波数分解の結果に基づいて、特定の周波数帯における瞳孔の動きが生じたか否かを判断する(S14)。特定の周波数は、例えばマイクロサッカードの速度のピーク周波数近傍に設定される。これにより、実施形態1と同様に、マイクロサッカードの発生時刻を検知することができる(S15)。 With respect to the time change of the extracted luminance change number, the control unit 52 frequency-decomposes in the time direction as in the first embodiment (S13), and based on the result of the frequency decomposition, the movement of the pupil in a specific frequency band. Is determined (S14). The specific frequency is set near the peak frequency of the microsaccade speed, for example. As a result, the occurrence time of the microsaccade can be detected as in the first embodiment (S15).

2−2−1.瞳孔の領域の探索方法について
以上のマイクロサッカード検出処理におけるステップS12Aにおいて、制御部52は、輝度変化データD1の中で瞳孔に対応する領域を探索し、探索した領域内の座標を有するイベント数を輝度変化数として計数してもよい。輝度変化データD1における瞳孔の領域の探索方法について、図10〜11を用いて説明する。
2-2-1. About the method of searching the pupil region In step S12A in the above microsaccade detection process, the control unit 52 searches for the region corresponding to the pupil in the luminance change data D1, and the number of events having the coordinates in the searched region. May be counted as the number of changes in brightness. A method of searching the pupil region in the luminance change data D1 will be described with reference to FIGS. 10 to 11.

図10は、マイクロサッカードの発生時の輝度変化データD1におけるイベントの分布を例示する散布図である。図10では、ステップS11Aで取得された輝度変化データD1において輝度が増大した増大イベントE11と、輝度が減少した減少イベントE12との空間分布を示している。 FIG. 10 is a scatter diagram illustrating the distribution of events in the luminance change data D1 when the microsaccade occurs. FIG. 10 shows the spatial distribution of the increase event E11 in which the brightness increases and the decrease event E12 in which the brightness decreases in the brightness change data D1 acquired in step S11A.

例えば、制御部52は、取得した輝度変化データD1における各画素のXY座標毎に、各イベントE11,E12の回数を算出して、輝度変化画像7を生成する。輝度変化画像7は、各画素において、増大イベントE11と減少イベントE12とに対応する2種類(例えば2色)の画素値を有してもよい。 For example, the control unit 52 calculates the number of events E11 and E12 for each XY coordinate of each pixel in the acquired luminance change data D1 to generate the luminance change image 7. The luminance change image 7 may have two types of pixel values (for example, two colors) corresponding to the increase event E11 and the decrease event E12 in each pixel.

図10の分布には、マイクロサッカードで動いた瞳孔6に対応する楕円領域R1が含まれている。楕円領域R1には、輝度の増大イベントE11と減少イベントE12とが、楕円状に分布している。そこで、制御部52は、生成した輝度変化画像7において、瞳孔6の動きによる楕円領域R1を探索する。 The distribution of FIG. 10 includes an elliptical region R1 corresponding to the microsaccade-moved pupil 6. In the elliptical region R1, the brightness increase event E11 and the brightness decrease event E12 are distributed in an elliptical shape. Therefore, the control unit 52 searches the elliptical region R1 due to the movement of the pupil 6 in the generated luminance change image 7.

図11は、輝度変化画像7における楕円領域R1の探索方法を例示する図である。制御部52は、例えば図11に示すように、走査領域R10を用いて輝度変化画像7を走査する。走査領域R10は、所定の楕円形状を有し、輝度変化画像7上で種々の走査位置に設定される。走査領域R10の楕円形状は、瞳孔6の動きによる楕円領域R1として想定される寸法及び形状に設定される。 FIG. 11 is a diagram illustrating a method of searching for the elliptical region R1 in the luminance change image 7. The control unit 52 scans the luminance change image 7 using the scanning region R10, for example, as shown in FIG. The scanning region R10 has a predetermined elliptical shape and is set at various scanning positions on the luminance change image 7. The elliptical shape of the scanning region R10 is set to the dimensions and shape assumed as the elliptical region R1 due to the movement of the pupil 6.

輝度変化画像7の走査時に、制御部52は順次、走査領域R10の内部に位置する画像について所定の評価値を計数する。評価値は、例えば走査領域R10の内部の画像において少なくとも一つのイベントE11,E12を有する画素の個数で計数される。評価値は、走査領域R10内の輝度変化数で計数されてもよい。 When scanning the luminance change image 7, the control unit 52 sequentially counts a predetermined evaluation value for the image located inside the scanning region R10. The evaluation value is counted by the number of pixels having at least one event E11, E12 in the image inside the scanning region R10, for example. The evaluation value may be counted by the number of brightness changes in the scanning region R10.

種々の走査位置における走査領域R10の評価値を比較することにより、楕円領域R1が探索される。例えば、制御部52は、評価値が最大値又は極大値となる走査位置の走査領域R10を楕円領域R1として探知する。 The elliptical region R1 is searched by comparing the evaluation values of the scanning region R10 at various scanning positions. For example, the control unit 52 detects the scanning region R10 at the scanning position where the evaluation value is the maximum value or the maximum value as the elliptical region R1.

また、楕円領域R1の探索は、走査領域R10による走査に限らず、例えばパターン認識を適用してもよいし、楕円曲線の方程式等を用いたハフ変換が適用されてもよい。また、輝度変化画像7の画像処理に限らず、輝度変化データD1のイベント処理によって、移動中の瞳孔6に対応するデータが抽出されてもよい。 Further, the search for the elliptic region R1 is not limited to scanning by the scanning region R10, and for example, pattern recognition may be applied, or a Hough transform using an elliptic curve equation or the like may be applied. Further, the data corresponding to the moving pupil 6 may be extracted not only by the image processing of the luminance change image 7 but also by the event processing of the luminance change data D1.

2−2−2.確認実験について
本実施形態のマイクロサッカード検出処理の効果に関する確認実験について、図12,13を用いて説明する。
2-2-2. Confirmation experiment A confirmation experiment regarding the effect of the microsaccade detection process of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

図12は、実施形態2の瞳孔検出装置5に関する瞳孔の模型実験の実験結果を示すグラフである。図12において、時間(μs)を示し、縦軸は輝度変化数を示す。 FIG. 12 is a graph showing the experimental results of a pupil model experiment relating to the pupil detection device 5 of the second embodiment. In FIG. 12, time (μs) is shown, and the vertical axis shows the number of luminance changes.

図12では、眼球運動と頭部運動とが重畳した状態を模擬する模型実験を行った。瞳孔の模型として、直径3mmの黒色の丸形部材を用いた。眼球運動に対応して同模型を振動させながら、頭部運動に対応して同模型を100m/sで移動させた。同模型の振動は、マイクロサッカードに相当するように、振動数100Hzで且つ振幅200μmに設定し、最大速度20mm/sを得た。 In FIG. 12, a model experiment was conducted to simulate a state in which eye movements and head movements were superimposed. As a model of the pupil, a black round member having a diameter of 3 mm was used. While vibrating the model in response to eye movements, the model was moved at 100 m / s in response to head movements. The vibration of the model was set to a frequency of 100 Hz and an amplitude of 200 μm so as to correspond to a microsaccade, and a maximum speed of 20 mm / s was obtained.

以上のような瞳孔の模型の運動を撮像装置4で撮像し、瞳孔検出装置5で輝度変化数を計数した(S15)。撮像装置4の撮像条件は、光学倍率1.0倍で解像度304×240画素であった。輝度変化数を計数するサンプル期間(S12A)は、0.5ミリ秒とした。 The movement of the pupil model as described above was imaged by the imaging device 4, and the number of changes in brightness was counted by the pupil detecting device 5 (S15). The imaging conditions of the imaging device 4 were an optical magnification of 1.0 and a resolution of 304 × 240 pixels. The sample period (S12A) for counting the number of luminance changes was 0.5 milliseconds.

図12の実験結果において、輝度の増大イベントE11と減少イベントE12とは、瞳孔の模型が撮像装置4の画角の範囲内にあるとき、例えば500以上になっている。輝度変化数は、瞳孔などの対象物が速く移動するほど多くなり、対象物の速度と相関があると考えられる。このため、例えば眼球運動とは無関係な頭部運動によって瞳孔が移動すると、輝度変化数が増えてしまうと考えられる。これに対して、本実施形態の瞳孔検出装置5は、輝度変化数の時間変化を周波数分解して、頭部運動を含まない高周波成分を解析する(S13)。 In the experimental results of FIG. 12, the brightness increase event E11 and the brightness decrease event E12 are, for example, 500 or more when the pupil model is within the angle of view of the image pickup apparatus 4. The number of changes in brightness increases as the object such as the pupil moves faster, and it is considered that there is a correlation with the speed of the object. Therefore, for example, if the pupil moves due to a head movement unrelated to the eye movement, it is considered that the number of changes in brightness increases. On the other hand, the pupil detection device 5 of the present embodiment frequency-decomposes the time change of the number of luminance changes and analyzes the high-frequency component that does not include the head movement (S13).

図13は、図12の実験結果の周波数スペクトルを示すグラフである。図13において、周波数(Hz)を示し、縦軸は周波数成分の強度を示す。 FIG. 13 is a graph showing the frequency spectrum of the experimental result of FIG. In FIG. 13, the frequency (Hz) is shown, and the vertical axis shows the intensity of the frequency component.

図13では、512ミリ秒分の1024サンプルの輝度変化数に、周波数解析を行った。図13の周波数スペクトルにおいては、互いに離間した第1のピークP11と、第2のピークP12とが確認された。第1のピークP11は、0Hz近傍に位置し、頭部運動の模擬の移動運動に対応すると考えられる。第2のピークP12は、100Hz近傍に位置し、眼球運動の模擬の振動運動に対応すると考えられる。よって、実際のマイクロサッカード等が頭部運動と重畳して発生した場合においても、輝度変化数の時間的変化を周波数分解して、マイクロサッカードに応じた特定の周波数帯における瞳孔の動きを検出可能であることが確認された。 In FIG. 13, frequency analysis was performed on the number of luminance changes of 1024 samples for 512 milliseconds. In the frequency spectrum of FIG. 13, the first peak P11 and the second peak P12 separated from each other were confirmed. The first peak P11 is located near 0 Hz and is considered to correspond to a simulated locomotion of head movement. The second peak P12 is located near 100 Hz and is considered to correspond to a simulated vibrational motion of eye movement. Therefore, even when an actual microsaccade or the like occurs superimposed on the head movement, the temporal change in the number of luminance changes is frequency-decomposed to obtain the movement of the pupil in a specific frequency band according to the microsaccade. It was confirmed that it was detectable.

3.まとめ
以上のように、本実施形態に係る瞳孔検出装置5において、撮像装置4から取得する撮像データは、画素毎に輝度が変化したイベントのタイミングを示す輝度変化データD1である。制御部52は、輝度変化データD1に基づいて、輝度が変化したイベントのイベント数(即ち輝度変化数)の時間的変化を抽出する(S12A)。当該イベント数は瞳孔6の動きの速度と相関関係を有し、同イベント数の時間的変化は、瞳孔6の動きを示す情報の一例である。本実施形態の瞳孔検出装置5によると、イベント数の計数によって、容易に瞳孔6の動きを示す情報を抽出することができる。
3. 3. Summary As described above, in the pupil detection device 5 according to the present embodiment, the image pickup data acquired from the image pickup device 4 is the brightness change data D1 indicating the timing of the event in which the brightness changes for each pixel. The control unit 52 extracts the temporal change of the number of events (that is, the number of brightness changes) of the event in which the brightness has changed based on the brightness change data D1 (S12A). The number of events correlates with the speed of movement of the pupil 6, and the temporal change in the number of events is an example of information indicating the movement of the pupil 6. According to the pupil detection device 5 of the present embodiment, information indicating the movement of the pupil 6 can be easily extracted by counting the number of events.

本実施形態において、制御部52は、抽出したイベント数の時間的変化を周波数分解して(S13)、特定の周波数帯における瞳孔の動きを検出する(S14)。これにより、輝度変化データD1における輝度の変化に応じて、容易に高分解能の時間周波数解析を行うことができる。 In the present embodiment, the control unit 52 frequency-decomposes the temporal change of the number of extracted events (S13) and detects the movement of the pupil in a specific frequency band (S14). As a result, high-resolution time-frequency analysis can be easily performed according to the change in the brightness in the brightness change data D1.

また、本実施形態において、特定の周波数帯は、例えば眼球運動のマイクロサッカードに応じた周波数を含む。検出対象とする瞳孔6の動きの周波数帯を特定することにより、容易に特定の瞳孔6の動きを検出することができる。 Further, in the present embodiment, the specific frequency band includes, for example, a frequency corresponding to the microsaccade of eye movement. By specifying the frequency band of the movement of the pupil 6 to be detected, the movement of the specific pupil 6 can be easily detected.

(他の実施形態)
上記の実施形態1,2では、瞳孔検出装置5による検出対象が、マイクロサッカードである例を説明した。瞳孔検出装置5による検出対象は、マイクロサッカードに限らず、他の固視微動であってもよいし、サッカード、あるいは瞬目などであってもよい。この場合、検出対象とする瞳孔の動きに応じた特定の周波数帯が適宜、設定可能である。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments described above, an example in which the detection target by the pupil detection device 5 is a microsaccade has been described. The detection target by the pupil detection device 5 is not limited to the microsaccade, and may be other saccades, saccades, or blinks. In this case, a specific frequency band can be appropriately set according to the movement of the pupil to be detected.

また、上記の各実施形態では、検出システム1が対象者の覚醒度を検出する例を説明したが、検出システム1の検出対象は、覚醒度に限らず、瞳孔検出装置5の検出結果に応じて検出可能な各種指標であってもよい。例えば、検出システム1は、対象者の収集度、あるいは疲労度などを検出してもよい。 Further, in each of the above embodiments, an example in which the detection system 1 detects the arousal level of the target person has been described, but the detection target of the detection system 1 is not limited to the arousal level, and depends on the detection result of the pupil detection device 5. It may be various indicators that can be detected. For example, the detection system 1 may detect the degree of collection or the degree of fatigue of the subject.

また、以上の説明では、車載用途への検出システム1の適用例を説明したが、本開示に係る検出システム1は車載用途に限定されない。本開示に係る検出システム1は、対象者の眼を撮像可能な種々の環境に適用可能であり、例えば、工場の作業者を監視するように適用することができる。 Further, in the above description, the application example of the detection system 1 to the in-vehicle use has been described, but the detection system 1 according to the present disclosure is not limited to the in-vehicle use. The detection system 1 according to the present disclosure can be applied to various environments in which the eyes of a subject can be imaged, and can be applied, for example, to monitor workers in a factory.

(付記)
以上のように、本開示の各種実施形態について説明したが、本発明は上記の開示内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を行って実施することができる。以下、本開示に係る各種態様を付記する。
(Additional note)
As described above, various embodiments of the present disclosure have been described, but the present invention is not limited to the above-mentioned disclosure contents, and various modifications can be made within the scope of the present invention. Hereinafter, various aspects relating to the present disclosure will be added.

本開示に係る第1の態様は、瞳孔を含んだ画像を撮像する撮像装置(4)の撮像結果に基づいて、前記瞳孔の動きを検出する瞳孔検出装置(5)である。瞳孔検出装置は、取得部(51)と、制御部(52)とを備える。取得部は、前記撮像装置から前記撮像結果を示す撮像データを取得する。制御部は、前記取得部によって取得された撮像データに基づくデータ処理を実行する。前記制御部は、前記撮像データに基づいて、前記瞳孔の動きを示す情報を抽出する(S12,S12A)。前記制御部は、抽出した情報に時間周波数解析を行って、前記瞳孔の動きを検出する(S13,S14)。 The first aspect according to the present disclosure is the pupil detection device (5) that detects the movement of the pupil based on the image pickup result of the image pickup device (4) that captures an image including the pupil. The pupil detection device includes an acquisition unit (51) and a control unit (52). The acquisition unit acquires imaging data indicating the imaging result from the imaging device. The control unit executes data processing based on the imaging data acquired by the acquisition unit. The control unit extracts information indicating the movement of the pupil based on the imaging data (S12, S12A). The control unit performs time-frequency analysis on the extracted information to detect the movement of the pupil (S13, S14).

第2の態様では、第1の態様の瞳孔検出装置において、前記撮像データは、フレーム毎の画像(60)を示す。前記瞳孔の動きを示す情報は、瞳孔の位置の時間的変化を示す。前記制御部は、前記フレーム毎の画像における瞳孔(61)の位置の時間的変化を抽出する。 In the second aspect, in the pupil detection device of the first aspect, the imaging data shows an image (60) for each frame. The information indicating the movement of the pupil indicates a temporal change in the position of the pupil. The control unit extracts the temporal change of the position of the pupil (61) in the image for each frame.

第3の態様では、第2の態様の瞳孔検出装置において、前記制御部は、前記フレーム毎の画像に、輝度に関する二値化処理を行って、前記瞳孔に対応する領域(63)を判定する。前記制御部は、フレーム毎に判定した領域に基づいて、前記瞳孔の位置の時間的変化を抽出する(S12)。 In the third aspect, in the pupil detection device of the second aspect, the control unit performs binarization processing on the brightness of the image for each frame to determine the region (63) corresponding to the pupil. .. The control unit extracts a temporal change in the position of the pupil based on the region determined for each frame (S12).

第4の態様では、第1の態様の瞳孔検出装置において、前記撮像データ(D1)は、画素毎に輝度が変化したタイミングを示す。前記瞳孔の動きを示す情報は、前記輝度が変化したタイミングの回数である輝度変化数の時間的変化を示す。前記制御部は、前記撮像データに基づいて、前記輝度変化数を計数して、前記輝度変化数の時間的変化を抽出する(S12A)。 In the fourth aspect, in the pupil detection device of the first aspect, the imaging data (D1) indicates the timing at which the brightness changes for each pixel. The information indicating the movement of the pupil indicates a temporal change in the number of brightness changes, which is the number of timings at which the brightness changes. The control unit counts the number of brightness changes based on the imaging data and extracts the temporal change of the brightness change (S12A).

第5の態様では、第4の態様の瞳孔検出装置において、前記制御部は、前記抽出した輝度変化数の時間的変化を周波数分解して(S13)、特定の周波数帯における瞳孔の動きを検出する(S14)。 In the fifth aspect, in the pupil detection device of the fourth aspect, the control unit frequency-decomposes the temporal change of the extracted luminance change number (S13) and detects the movement of the pupil in a specific frequency band. (S14).

第6の態様では、第5の態様の瞳孔検出装置において、前記特定の周波数帯は、眼球運動のマイクロサッカードに応じた周波数を含む。 In the sixth aspect, in the pupil detection device of the fifth aspect, the specific frequency band includes a frequency corresponding to the microsaccade of eye movement.

第7の態様は、撮像装置と、第1〜第6の態様のいずれかの瞳孔検出装置とを備える検出システム(1)である。撮像装置は、瞳孔を含む画像を撮像して、撮像データを生成する。瞳孔検出装置は、前記撮像データに基づき前記瞳孔の動きを検出する。 A seventh aspect is a detection system (1) including an imaging device and a pupil detection device according to any one of the first to sixth aspects. The imaging device captures an image including the pupil and generates imaging data. The pupil detection device detects the movement of the pupil based on the imaging data.

1 検出システム
2 車両
3 ドライバ
4 撮像装置
5 瞳孔検出装置
51 取得部
52 制御部
1 Detection system 2 Vehicle 3 Driver 4 Imaging device 5 Pupil detection device 51 Acquisition unit 52 Control unit

Claims (4)

瞳孔を含んだ画像を撮像する撮像装置の撮像結果に基づいて、前記瞳孔の動きを検出する瞳孔検出装置であって、
前記撮像装置から前記撮像結果を示す撮像データを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された撮像データに基づくデータ処理を実行する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記撮像データに基づいて、前記瞳孔の動きを示す情報を抽出し、
抽出した情報に時間周波数解析を行って、前記瞳孔の動きを検出し、
前記撮像データは、画素毎に輝度が変化したタイミングを示し、
前記瞳孔の動きを示す情報は、前記輝度が変化したタイミングの回数である輝度変化数の時間的変化を示し、
前記制御部は、前記撮像データに基づいて、前記輝度変化数を計数して、前記輝度変化数の時間的変化を抽出する
瞳孔検出装置。
A pupil detection device that detects the movement of the pupil based on the imaging result of the image pickup device that captures an image including the pupil.
An acquisition unit that acquires imaging data indicating the imaging result from the imaging device, and
It is provided with a control unit that executes data processing based on the imaging data acquired by the acquisition unit.
The control unit
Based on the imaging data, information indicating the movement of the pupil is extracted.
Time-frequency analysis is performed on the extracted information to detect the movement of the pupil .
The imaging data indicates the timing at which the brightness changes for each pixel.
The information indicating the movement of the pupil indicates a temporal change in the number of brightness changes, which is the number of timings at which the brightness changes.
The control unit is a pupil detection device that counts the number of changes in luminance based on the imaging data and extracts the temporal change in the number of changes in luminance.
前記制御部は、前記抽出した輝度変化数の時間的変化を周波数分解して、特定の周波数帯における瞳孔の動きを検出する
請求項に記載の瞳孔検出装置。
The pupil detection device according to claim 1 , wherein the control unit frequency-decomposes the temporal change of the extracted luminance change number to detect the movement of the pupil in a specific frequency band.
前記特定の周波数帯は、眼球運動のマイクロサッカードに応じた周波数を含む
請求項に記載の瞳孔検出装置。
The pupil detection device according to claim 2 , wherein the specific frequency band includes a frequency corresponding to a microsaccade of eye movement.
瞳孔を含む画像を撮像して、撮像データを生成する撮像装置と、
前記撮像データに基づき前記瞳孔の動きを検出する、請求項1〜のいずれか1項に記載の瞳孔検出装置と
を備えた検出システム。
An imaging device that captures an image including the pupil and generates imaging data,
A detection system including the pupil detection device according to any one of claims 1 to 3 , which detects the movement of the pupil based on the imaging data.
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