JPH1086696A - Method for detecting characteristic part in face image - Google Patents
Method for detecting characteristic part in face imageInfo
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- JPH1086696A JPH1086696A JP24363596A JP24363596A JPH1086696A JP H1086696 A JPH1086696 A JP H1086696A JP 24363596 A JP24363596 A JP 24363596A JP 24363596 A JP24363596 A JP 24363596A JP H1086696 A JPH1086696 A JP H1086696A
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- eye
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人の顔を撮影して
得た顔画像における特徴的な部位を検出する方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a characteristic part in a face image obtained by photographing a human face.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車など車両の運転者の居眠り
を防止する装置の開発が行われており、その一部は実用
に供されている。この居眠り運転防止装置の一例とし
て、運転者の顔の特徴的な部位の動き、たとえば目の閉
じている時間に基づき居眠り状態を判定する装置があ
る。この場合、運転者の目の動きを捕らえるために、運
転者の顔を撮影し、この顔の中から目を特定する必要が
ある。2. Description of the Related Art In recent years, a device for preventing a driver of a vehicle such as an automobile from falling asleep has been developed, and a part of the device has been put to practical use. As an example of the dozing driving prevention device, there is a device that determines a dozing state based on a movement of a characteristic portion of a driver's face, for example, a time during which eyes are closed. In this case, in order to capture the movement of the driver's eyes, it is necessary to take an image of the driver's face and identify the eyes from the face.
【0003】特開平7−181012号公報には、顔を
含む画像を2値化処理して顔領域を抽出し、この顔領域
の中にある黒画素の複数の塊どうしの相対位置および個
々の黒画素の塊の縦横比から目を特定する技術が開示さ
れている。黒画素の塊は、眉、目、鼻穴などであり、左
右の眉および目の幅より外に鼻穴は存在しない、目は眉
の下にある、などの相対位置から目の候補が選ばれ、さ
らにこの候補の縦横比から目が確定される。また、検出
時間を短縮するために、一旦、目が検出されると、次回
からは、その周囲の狭い範囲に探索領域を設定してい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-181012 discloses that a face area is extracted by binarizing an image including a face, and the relative positions and individual positions of a plurality of blocks of black pixels in the face area are extracted. There is disclosed a technique for specifying an eye from an aspect ratio of a mass of black pixels. The black pixel clusters are eyebrows, eyes, nostrils, etc., and eye candidates are selected from relative positions such as no left and right eyebrows and nostrils outside the width of eyes, eyes are under eyebrows, etc. Then, the eyes are determined from the aspect ratio of the candidate. Also, in order to shorten the detection time, once an eye is detected, a search area is set in a narrow range around the eye from the next time.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記公報によれば、一
旦、目が検出された後は、探索領域が狭く設定されるの
で、目の位置が大きく動いた場合など、追跡に失敗し、
目を見失う場合があった。According to the above-mentioned publication, once an eye is detected, the search area is set to be narrow.
Sometimes I lost my eyes.
【0005】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、顔画像における特徴的な部位を確実
に、かつ迅速に検出することのできる顔画像における特
徴部位の検出方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and provides a method for detecting a characteristic part in a face image that can surely and quickly detect a characteristic part in the face image. The purpose is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる顔画像における特徴部位の検出方
法は、人の顔を撮影して顔画像を得る撮像ステップと、
前記顔画像から所定の特徴部位を探索する領域を設定す
る探索領域設定ステップと、前記探索領域内で所定の特
徴部位の検出を行う特徴部位検出ステップと、撮影対象
となっている人の意識レベルを算出する意識レベル算出
ステップと、前記算出された意識レベルに基づき前記探
索領域設定ステップで設定される探索領域を変更する探
索領域変更ステップと、を有している。In order to achieve the above-mentioned object, a method for detecting a characteristic portion in a face image according to the present invention comprises: an image capturing step of capturing a human face to obtain a face image;
A search area setting step of setting an area for searching for a predetermined characteristic part from the face image; a characteristic part detection step of detecting a predetermined characteristic part in the search area; and a consciousness level of a person to be imaged And a search area changing step of changing the search area set in the search area setting step based on the calculated consciousness level.
【0007】この構成によれば、撮影対象となっている
人の意識レベルに応じて探索領域が設定されるので、顔
の動きの活発さに適合した探索領域を設定することがで
きる。人の顔の動きの活発さ、すなわち動きの速度や頻
度は、人の意識レベルと相関があり、意識レベルが低下
するに従って動きが活発でなくなる、すなわち緩慢にな
る。顔の動きが緩慢になれば、特徴部位の位置が前回検
出された位置から大きく変化する可能性が低くなるの
で、探索領域を狭めることもできる。また、意識レベル
によって、特徴的な動きがあるので探索領域の形状を変
更することもできる。たとえば、意識レベルが低い場合
は、高い場合に比べて、横方向の顔の動きが減少するの
で、縦方向に比して横方向の幅をより縮めることも可能
となる。このように、意識レベルに応じた探索領域を設
定することによって、探索領域を狭めることが可能と判
断される場合には、領域を狭め演算処理時間が短縮され
る。また、探索領域が広いほうが好ましい状況において
は、探索領域を広く設定し特徴部位の消失が防止され
る。According to this configuration, the search area is set according to the consciousness level of the person to be photographed, so that the search area suitable for the active movement of the face can be set. The activity of the human face, that is, the speed and frequency of the movement, is correlated with the consciousness level of the person, and the movement becomes less active, that is, becomes slower as the consciousness level decreases. If the movement of the face becomes slow, the possibility that the position of the characteristic portion greatly changes from the position detected last time is reduced, so that the search area can be narrowed. Further, since there is a characteristic movement depending on the consciousness level, the shape of the search area can be changed. For example, when the consciousness level is low, the movement of the face in the horizontal direction is reduced as compared with the case where the consciousness level is high, so that the width in the horizontal direction can be further reduced as compared with the vertical direction. As described above, when it is determined that the search area can be narrowed by setting the search area according to the consciousness level, the area is narrowed and the calculation processing time is reduced. In a situation where a larger search area is preferable, the search area is set wider to prevent the disappearance of the characteristic portion.
【0008】さらに、前記探索領域変更ステップを、前
記特徴部位を見失った後で行われる再探索に際し探索領
域を変更するステップとすることもできる。これによれ
ば、特徴部位を見失った時に、探索領域が意識レベルに
応じて適切に設定されるので、より確実に、かつ迅速に
特徴部位を再発見することができる。Further, the search area changing step may be a step of changing a search area in a re-search performed after losing the characteristic portion. According to this, when the characteristic part is lost, the search area is appropriately set according to the consciousness level, so that the characteristic part can be rediscovered more reliably and quickly.
【0009】さらに、前記特徴部位を鼻穴とすることも
できる。鼻穴の形状は、顔画像中、二つの並列する略円
形の黒領域として表され、これは個人差が比較的少ない
ので顔の特徴部位として好適である。Further, the characteristic portion may be a nostril. The shape of the nostrils is represented as two parallel, substantially circular black regions in the face image, which are suitable as a characteristic portion of the face because there are relatively few individual differences.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる顔画像にお
ける特徴部位の検出方法の好適な実施の形態(以下実施
形態と記す)を図面に従って説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for detecting a characteristic portion in a face image according to the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は、本発明を用いた居眠り運転防止装
置の概略構成を示すブロック図である。赤外線投光器1
0は、運転者の顔を含む領域に赤外線を放射し、電荷結
合素子(CCD)カメラ12で運転者の顔を含む領域を
撮影する。このCCDカメラ12のレンズの前には赤外
線波長(870nm付近)を中心に透過する光学フィル
タが設置されている。CCDカメラ12で撮られた画像
は瞬き認識部14に送られ、1回の瞬きの時間すなわち
継続して目を閉じている時間(閉眼時間)が計時され
る。居眠り判定部16は閉眼時間の長さから運転者の意
識レベルを推定し、閉眼時間が所定時間以上になった
ら、すなわち意識レベルが所定レベル以下に下がったら
運転者が居眠りしていると判定する。運転者が居眠りを
始めた場合、警報部18により警報を発し運転者に注意
を促す。また、居眠り判定部16は、推定した運転者の
意識レベルを瞬き認識部14に送出し、瞬き認識部14
ではこの意識レベルに応じた演算処理を行って運転者の
目を追跡し、閉眼時間の計測を行う。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drowsy driving prevention device using the present invention. Infrared projector 1
Numeral 0 radiates infrared rays to a region including the driver's face, and a charge-coupled device (CCD) camera 12 photographs the region including the driver's face. In front of the lens of the CCD camera 12, an optical filter that transmits infrared light (around 870 nm) at the center is installed. The image taken by the CCD camera 12 is sent to the blink recognition unit 14, and the time of one blink, that is, the time during which the eyes are continuously closed (eye closing time) is counted. The drowsiness determination unit 16 estimates the driver's consciousness level from the length of the eye-closing time, and determines that the driver is dozing when the eye-closing time exceeds a predetermined time, that is, when the consciousness level falls below the predetermined level. . When the driver begins to fall asleep, an alarm is issued by the alarm unit 18 to call attention to the driver. The dozing determination unit 16 sends the estimated driver's consciousness level to the blink recognition unit 14 and
Then, the operator performs an arithmetic process according to the consciousness level to track the driver's eyes and measure the eye closing time.
【0012】基本フロー 図2は、本居眠り運転防止装置の、特に瞬き認識部14
にかかる基本のフローチャートが示されている。本装置
が起動されると、運転者の目がどこにあるのかが検出さ
れる(S100)。この初回探索のステップは、運転者
の体格、運転席の位置などにより運転者の顔の位置が大
きく変わるので、比較的広い探索領域を設定し、まず鼻
穴の検出が行われる。鼻穴と目の位置関係は、運転者に
よってそれほど変化しないので、鼻穴の位置から目があ
ると推定される領域を定め、この領域内で目の検出が行
われる。目が検出されると、このときの鼻穴の位置と、
鼻穴と目の位置関係が記憶される。FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the device for preventing a dozing driving, particularly the blink recognition unit 14.
Is shown in FIG. When the present apparatus is started, it is detected where the driver's eyes are (S100). In the first search step, the position of the driver's face greatly changes depending on the driver's physique, the position of the driver's seat, and the like. Therefore, a relatively large search area is set, and the nostrils are first detected. Since the positional relationship between the nostrils and the eyes does not change much depending on the driver, an area where the eyes are assumed to have eyes is determined from the position of the nostrils, and the eyes are detected in this area. When the eyes are detected, the position of the nostrils at this time,
The positional relationship between the nostrils and the eyes is stored.
【0013】目が検出されると、目の追跡探索が行われ
る(S200)。一旦、鼻穴の位置が分かってしまえ
ば、運転者がよほど大きな動作をしない限り、鼻穴の位
置はさほど変わらないので、鼻穴探索の領域を大幅に狭
め鼻穴の探索を行う。鼻穴が検出された場合、鼻穴と目
の位置関係より目の探索領域を定め、目の検出を行う。
このときの、目の探索領域は、初回探索のときの領域よ
りも小さくすることができる。When an eye is detected, an eye tracking search is performed (S200). Once the position of the nostril is known, the position of the nostril does not change so much unless the driver performs a very large operation. Therefore, the region of the nostril search is greatly narrowed and the nostril search is performed. When a nostril is detected, an eye search area is determined from the positional relationship between the nostril and the eye, and the eye is detected.
At this time, the eye search area can be made smaller than the area at the time of the first search.
【0014】そして、目が検出されれば(S300)、
この目が閉じているか、開いているかが判断される(S
400)。一方、目が検出されなかった場合、目を再度
発見するための再探索制御が開始される(S500)。
この再探索においては、鼻穴を見失ってからの経過時間
に対応して異ならせたいくつかの探索領域が設定され
る。鼻穴を見失ってからの経過時間が短い場合は、鼻穴
や目の探索領域を狭めに設定し、経過時間が長くなる
と、探索領域を広めに設定する。鼻穴を見失ってから時
間があまり経過していない場合には、鼻穴や目の位置が
大きく変化していることはないと思われるので、領域を
狭くすることによって、再発見までの時間を短縮するこ
とができる。さらに、再探索においては、そのときの運
転者の意識レベルに応じて探索領域の変更が行われる。
すなわち、運転者の意識レベルが低い場合には、顔の動
きが緩慢になるので探索領域を狭く設定し、探索に要す
る処理時間を短縮する。一方、意識レベルが高いときに
は、顔の動きが早くなるので、広めの探索領域によって
鼻穴を早期に発見できるようにする。If an eye is detected (S300),
It is determined whether the eyes are closed or open (S
400). On the other hand, when no eyes are detected, re-search control for finding the eyes again is started (S500).
In this re-search, several search areas different from each other in accordance with the time elapsed since the user lost sight of the nostrils are set. If the elapsed time after losing the nostrils is short, the search area is set narrower, and if the elapsed time is longer, the search area is set wider. If no time has passed since you lost sight of the nostrils, it is unlikely that the positions of the nostrils and eyes have changed significantly. Can be shortened. Further, in the re-search, the search area is changed according to the driver's consciousness level at that time.
That is, when the consciousness level of the driver is low, the movement of the face becomes slow. Therefore, the search area is set narrow, and the processing time required for the search is reduced. On the other hand, when the consciousness level is high, the movement of the face becomes faster, so that the nostril can be found early by using a wider search area.
【0015】そして、ステップS200からステップS
500が繰り返され、そのたびごとに目が閉じているか
判定される。そして、この閉じた状態が連続する時間が
居眠り判定部16により計時され、この連続時間に基づ
き居眠り状態が判定される。以下、初回探索ステップS
100、追跡ステップS200、瞬き判定ステップS4
00および再探索ステップS500の詳細を説明する。Then, from step S200 to step S
500 is repeated, each time it is determined whether the eyes are closed. Then, the time during which the closed state continues is measured by the dozing determination unit 16, and the dozing state is determined based on the continuous time. Hereinafter, the initial search step S
100, tracking step S200, blink determination step S4
00 and the re-search step S500 will be described in detail.
【0016】初回探索ルーチン 図3には、本装置が起動した直後の初回探索ステップS
100の詳細な制御フローチャートが示されている。ま
ず、鼻穴探索領域の設定が行われる(S102)。初回
の探索においては、運転者の鼻穴の位置は、運転者の体
格、シート位置などによって大きく異なるので、鼻穴探
索領域20aは図4(a)に示すように、運転者の顔全
体が含まれるように設定される。次に、第1タイマが所
定の値、たとえば2分にセットされる(S104)。こ
の第1タイマは、後述するように、目の探索において、
2値化しきい値を変更しながら同じ領域を検索する時間
を計時するタイマである。さらに、第2タイマが所定の
値、たとえば10分にセットされる(S106)。第2
タイマは、初回探索の時間を計時するタイマであり、1
0分経過しても目を発見できなかった場合は、何らかの
異常があるので運転者に警告する。なお、初回探索時に
は、運転者はまだ居眠り状態とはなっていないと考えら
れるので、充分な時間をかけて目の探索が行われる。[0016] The first search routine Figure 3, the first search step S immediately after the device is activated
A detailed control flowchart of 100 is shown. First, a nostril search area is set (S102). In the first search, the position of the driver's nostril differs greatly depending on the driver's physique, seat position, etc., so that the nostril search area 20a has the entire driver's face as shown in FIG. Set to be included. Next, the first timer is set to a predetermined value, for example, 2 minutes (S104). As will be described later, this first timer is used for searching for eyes.
This timer measures the time for searching the same area while changing the binarization threshold. Further, the second timer is set to a predetermined value, for example, 10 minutes (S106). Second
The timer is a timer for measuring the time of the first search, and
If the eyes are not found even after 0 minutes, the driver is warned because there is some abnormality. At the time of the first search, it is considered that the driver has not yet fallen asleep, so that the eyes are searched for a sufficient time.
【0017】次に、顔画像を2値化する際のしきい値の
設定が行われる(S108)。一方、代表的な鼻穴の形
状のテンプレートと顔画像との一致性を見て、一致性が
所定値を超える候補を選出する(S110)。そして、
選出された各候補を含む領域でステップS108で設定
したしきい値を用いて2値化処理を行い、黒領域を抽出
する(S112)。そして、ほぼ水平に並ぶ2つの黒領
域を鼻穴として検出する(S114)。このとき、鼻穴
が見付からなかったらステップS108に戻り(S11
6)、2値化のしきい値を設定し直して(変更して)再
び鼻穴を検索する。Next, a threshold value for binarizing the face image is set (S108). On the other hand, the matching between the template of the representative nostril shape and the face image is checked, and a candidate whose matching exceeds a predetermined value is selected (S110). And
A binarization process is performed on the region including each of the selected candidates using the threshold value set in step S108, and a black region is extracted (S112). Then, the two black areas arranged substantially horizontally are detected as nostrils (S114). At this time, if no nostrils are found, the process returns to step S108 (S11).
6) Re-set (change) the threshold for binarization and search for nostrils again.
【0018】ステップS116で鼻穴が検出された場合
は、当該鼻穴の位置に基づき、目の探索領域22が設定
される(S118)。鼻穴の位置が分かれば目の存在す
る領域は、個人差があるもののほぼ特定できる。したが
って、目の探索領域22は、図5(a)に示すようにや
や広めの領域22aが設定される。また、眉が目として
誤検出されないように、最初の探索領域22aは眉に掛
からないようやや下ぎみに設定される。If a nostril is detected in step S116, an eye search area 22 is set based on the position of the nostril (S118). If the position of the nostrils is known, the area where the eyes are present can be almost specified although there are individual differences. Therefore, the eye search area 22 is set to a slightly wider area 22a as shown in FIG. In addition, the first search area 22a is set slightly lower so as not to cover the eyebrows so that the eyebrows are not erroneously detected as eyes.
【0019】次に、前述の目の探索領域22aの中で、
上下方向に明度が急峻に変化するエッジを抽出する(S
120)。エッジは上から下に向けて明度が急峻に低下
する負エッジと、逆に上から下に向けて明度が急峻に上
昇する正エッジがあり、目の場合、上に負エッジ、下に
正エッジとなるペアが形成される。この正負エッジのペ
アを目の候補として選出する(S122)。そして、こ
の選出された候補が全体として略楕円形状となっている
かが判断される(S124)。略楕円形状であると判断
された場合は、これが目であると決定され、鼻穴に対す
る位置が記憶され(S126)、このルーチンが終了す
る。Next, in the aforementioned eye search area 22a,
An edge whose brightness changes steeply in the vertical direction is extracted (S
120). There are two types of edges: a negative edge where the brightness drops sharply from top to bottom, and a positive edge where the brightness rises sharply from top to bottom. Is formed. This pair of positive and negative edges is selected as an eye candidate (S122). Then, it is determined whether or not the selected candidate has a substantially elliptical shape as a whole (S124). If it is determined that the shape is a substantially elliptical shape, this is determined to be an eye, the position with respect to the nostril is stored (S126), and this routine ends.
【0020】ステップS124で正負エッジペアが略楕
円形状でない場合、第1および第2タイマをカウントダ
ウンし(S128)、第1タイマが0となっていなけれ
ば(S130)、ステップS108に戻って、2値化の
しきい値を変更して再度鼻穴の検出からやり直す。第1
タイマが0、すなわち2分が経過しても目が検出できな
いときは(S130)、さらに第2タイマが0であるか
が判断される(S132)。そして、第2タイマが0、
すなわち10分が経過しても目が検出できない場合に
は、運転者がサングラスやマスクをしているか、カメラ
前に障害物があるためであると考えられるので、運転者
にこの旨警告し(S134)、フローを終了する。If the positive / negative edge pair is not substantially elliptical in step S124, the first and second timers are counted down (S128). If the first timer is not 0 (S130), the process returns to step S108 to return to the binary Change the threshold value of the activation and start again from the detection of nostrils. First
When the timer is 0, that is, when eyes cannot be detected even after 2 minutes have passed (S130), it is further determined whether the second timer is 0 (S132). And the second timer is 0,
That is, if the eyes cannot be detected even after 10 minutes have elapsed, it is considered that the driver is wearing sunglasses or a mask or there is an obstacle in front of the camera, and the driver is warned of this ( S134), the flow ends.
【0021】第2タイマが0となっていなければ(S1
32)、鼻穴位置に基づき設定される目の探索領域22
aを上にずらす処理が行われ(S136)、第1タイマ
に再び2分がセットされる(S138)。前述したよう
に、ステップS118で設定される目の探索領域22a
は、眉を検出しないように下ぎみに設定されているの
で、運転者によっては目がもっと上にある可能性があ
る。そこで、ステップS136にて探索領域を上にずら
している。少しずつ上にずらすことによって、目のみを
抽出し、眉を目として誤検出しないようにしている。If the second timer is not 0 (S1)
32), eye search area 22 set based on nostril position
The process of shifting a upward is performed (S136), and 2 minutes are set again in the first timer (S138). As described above, the eye search area 22a set in step S118
Is set lower so as not to detect the eyebrows, so the eyes may be higher depending on the driver. Therefore, the search area is shifted upward in step S136. By shifting it up little by little, only the eyes are extracted so that the eyebrows are not erroneously detected as eyes.
【0022】以上の初回探索ルーチンにおいては、2値
化画像において特徴的な鼻穴を検出し、この位置を基準
にして目を検出しているので確実に目の検出を行うこと
ができる。鼻穴は、ほぼ水平に並び、ほぼ丸い2つの黒
領域として検出することができ、また個人差も少ないの
で、検出が容易である。また、鼻穴と目の位置関係も、
鼻穴右斜め上には左目があるなどと、ある程度特定でき
るので、この位置関係をもって目の探索領域を精度よく
特定することができる。In the above-described initial search routine, a characteristic nostril is detected in the binarized image, and the eye is detected based on this position, so that the eye can be reliably detected. The nostrils are arranged almost horizontally, can be detected as two almost round black areas, and there is little individual difference, so that detection is easy. Also, the positional relationship between the nostrils and eyes,
Since it is possible to specify to some extent that the left eye is on the upper right of the nostril, the search area of the eye can be specified with this positional relationship with high accuracy.
【0023】さらに、目の検出は、2値化処理を行わず
エッジ検出により行っている。これは、照明や車室外か
らの光の影響を受けてもエッジは残るので、確実に検出
ができるためである。このエッジ検出そのものは、やや
処理時間が長くなるが、前述のように鼻穴位置から目の
検索領域を限定しているので、全体としても処理時間に
大きな影響を与えることはない。Further, eye detection is performed by edge detection without performing binarization processing. This is because the edge remains even if it is affected by illumination or light from outside the vehicle, so that it is possible to reliably detect the edge. This edge detection itself slightly increases the processing time, but does not greatly affect the processing time as a whole, since the eye search area is limited from the nostril position as described above.
【0024】また、ステップS108で設定している2
値化処理に用いられるしきい値は、目の検出をもって、
その値が適切であったかの判定がなされる。すなわち、
ある鼻穴の候補に対して目が検出されなければ、この候
補は鼻穴ではなかったと判断される。したがって、しき
い値を変更して初回探索を行い、目が検出できたときの
しきい値を採用することにより、適切なしきい値を設定
することができる。よって、しきい値が不適切で眼鏡の
縁や目を鼻穴と誤認することは、最終的には防止するこ
とができる。Also, the value 2 set in step S108
The threshold value used for the binarization process
A determination is made whether the value was appropriate. That is,
If no eyes are detected for a certain nostril candidate, it is determined that this candidate was not a nostril. Therefore, an appropriate threshold value can be set by changing the threshold value, performing an initial search, and employing the threshold value when an eye is detected. Therefore, it is possible to ultimately prevent the eyeglasses' edges and eyes from being mistaken for a nostril due to an inappropriate threshold value.
【0025】追跡探索ルーチン 図6には、初回探索ステップS100に続いて行われる
追跡探索ステップS200の詳細なフローチャートが示
されている。初回探索で鼻穴および目が検出されると、
これらを追跡するルーチンが開始される。まず、居眠り
判定部16で推定された運転者の意識レベルに基づき鼻
の探索を行う領域のサイズを変更する縮小率の設定を行
う。この縮小率は、図7に示すように、意識レベルが低
下すると低い値が設定されるようになっており、本実施
形態の場合は、通常時には「1」、意識がやや低下した
場合は「0.8」、さらに低下すると「0.6」と設定
される(S201)。意識レベルが低下している場合
は、この縮小率に従って、図8(b)に示されるように
探索領域が狭められる。すなわち、意識レベルがやや低
下した場合、通常時に対して、探索領域の長方形の縦横
の辺の長さがそれぞれ0.8倍された長方形が新たな探
索領域として設定される。追跡探索ルーチンにおいて
は、通常の鼻探索領域20cが、意識レベル低下時には
領域20eのように縮小される。 Tracking Search Routine FIG. 6 is a detailed flowchart of the tracking search step S200 performed after the initial search step S100. When the nostrils and eyes are detected in the initial search,
A routine to track these is started. First, based on the driver's consciousness level estimated by the drowsiness determination unit 16, a reduction ratio for changing the size of the nose search area is set. As shown in FIG. 7, the reduction rate is set to a low value when the consciousness level is lowered. In the case of the present embodiment, the reduction rate is normally “1”, and when the consciousness is slightly lowered, “1” is set. 0.8 ", and if further decreased, it is set to" 0.6 "(S201). When the consciousness level is lowered, the search area is narrowed according to this reduction rate as shown in FIG. That is, when the consciousness level is slightly lowered, a rectangle in which the length of each of the vertical and horizontal sides of the rectangle of the search region is 0.8 times that of the normal region is set as a new search region. In the tracking search routine, the normal nose search area 20c is reduced to the area 20e when the consciousness level is lowered.
【0026】次に、前回の探索において、検出された鼻
穴の位置およびステップS201で設定された縮小率に
基づき、前回の鼻穴位置の周囲に鼻穴探索領域20を設
定する(S202)。この領域は、図4(c)または図
8(b)に示されるように、鼻を含む横長の長方形の領
域である。この領域20cは、前述の初回探索のときの
領域20aより小さく、また後述する再探索時の第2の
モードの領域20bより小さく設定されている。これ
は、前回鼻穴が検出されているのであれば、今回それほ
ど大きな範囲を探索しなくても鼻穴を検出することがで
きるはず、という前提に基づいている。また、探索領域
20cを横に広く設定しているのは、運転中の動作にお
いて、首を横に振る動作の方が縦に振る動作より早いの
で、横方向に広めに領域を採って、鼻穴の横の動きに対
応するためである。Next, based on the position of the nostril detected in the previous search and the reduction rate set in step S201, a nostril search area 20 is set around the previous nostril position (S202). This area is a horizontally long rectangular area including the nose, as shown in FIG. 4C or 8B. The area 20c is set smaller than the area 20a at the time of the above-described first search and smaller than the area 20b of the second mode at the time of the re-search described later. This is based on the premise that if a nostril has been detected last time, the nostril can be detected without searching for such a large range this time. Further, the reason why the search area 20c is set to be wide horizontally is that, in the operation during driving, the operation of shaking the head is faster than the operation of shaking the head vertically, so that a wider area is taken in the horizontal direction, and This is to cope with the horizontal movement of the hole.
【0027】そして、この鼻穴探索領域20c内を2値
化処理し、黒領域を抽出する(S204)。そして、ほ
ぼ水平に並ぶ2つの黒領域を鼻穴として検出する(S2
06)。鼻穴が検出されなかったならば(S208)、
追跡探索ルーチンを終了する。鼻穴が検出された場合、
前回の鼻穴と目の位置関係より目の探索領域22bの設
定を行う(S210)。この探索領域22bは、図5
(b)に示されるように、目の大きさよりやや大きく、
初回探索時の領域22aよりやや小さい。これは前回の
探索において、鼻穴と目の位置関係が分かっているこ
と、そして前回の鼻穴位置が分かっているので目の位置
は、かなり正確に特定できるからである。そして、この
探索領域22b内で、初回探索と同様に、エッジの抽出
を行う(S212)。さらに、正負のエッジが上下方向
に隣接しているエッジペアを探し(S214)、このエ
ッジペアがあればこの位置および鼻穴の位置を記憶する
(S218)。エッジペアがなければ(S216)、追
跡探索ルーチンを終了する。Then, the inside of the nostril search area 20c is binarized to extract a black area (S204). Then, the two black areas arranged substantially horizontally are detected as nostrils (S2).
06). If nostrils are not detected (S208),
The tracking search routine ends. If a nostril is detected,
The eye search area 22b is set based on the previous positional relationship between the nostrils and the eyes (S210). This search area 22b is shown in FIG.
As shown in (b), slightly larger than the size of the eyes,
It is slightly smaller than the area 22a at the time of the first search. This is because, in the previous search, the positional relationship between the nostrils and the eyes is known, and since the positions of the nostrils in the previous time are known, the positions of the eyes can be specified quite accurately. Then, an edge is extracted in the search area 22b as in the first search (S212). Further, an edge pair in which the positive and negative edges are vertically adjacent is searched (S214), and if there is this edge pair, the position and the position of the nostril are stored (S218). If there is no edge pair (S216), the tracking search routine ends.
【0028】以上、追跡探索ルーチンでは、前回の鼻穴
位置も目の位置およびこれらの関係も分かっているの
で、鼻穴および目の探索領域20c,20e,22bを
初回探索時の領域20a,22aより小さく設定するこ
とができる。初回探索時には、前述のように確実に鼻穴
および目を検出することが重要であったが、追跡時には
速やかに目を検出することが要求される。本装置におい
ては、閉眼状態の連続時間をもって居眠り判定を行って
いるので、追跡に時間がかかると、この判定が不正確ま
たは不可能になってしまう。そこで、速やかに目の検出
を行うために、まず2値化画像で最も特徴的な鼻穴の検
出を行い、この鼻穴を基準に目の探索領域22bを絞り
込んでいる。そして、処理時間が長くなりがちなエッジ
検出の時間の短縮を図っている。さらに、運転者の意識
レベルが低い場合には、顔の動きすなわち鼻穴の動きが
緩慢になると考えられるので、意識レベルに応じて探索
領域を狭め、処理時間の短縮を図っている。As described above, since the previous nostril position and eye position and their relationship are known in the tracking search routine, the nostril and eye search regions 20c, 20e, and 22b are initially searched for in the regions 20a, 22a at the time of the initial search. It can be set smaller. At the time of the first search, it is important to reliably detect the nostrils and eyes as described above, but at the time of tracking, it is required to quickly detect the eyes. In the present apparatus, since the dozing determination is performed with the continuous time of the closed state of the eyes, if the tracking takes a long time, this determination becomes inaccurate or impossible. Therefore, in order to quickly detect the eyes, the most characteristic nostrils are first detected in the binarized image, and the eye search area 22b is narrowed based on the nostrils. Then, the edge detection time, which tends to increase the processing time, is reduced. Furthermore, when the consciousness level of the driver is low, the movement of the face, that is, the movement of the nostrils is considered to be slow. Therefore, the search area is narrowed according to the consciousness level, and the processing time is reduced.
【0029】瞬き判定ルーチン 図9には、瞬き判定ステップS400の制御フローチャ
ートが示されている。追跡探索ステップS200におい
て検出された目のエッジペアが読み出され(S40
2)、この各々のペアの上下方向の距離の最大値をその
ときの目の開度とする(S404)。そして、この目の
開度が所定のしきい値と比較され(S406)、しきい
値未満の場合は閉眼状態と判定され(S408)、しき
い値以上である場合は、開眼状態と判定される(S41
0)。この開眼・閉眼の判定は、前述の居眠り判定部1
6に送られ、意識レベルの推定および居眠り判定が行わ
れる。 Blink Determination Routine FIG. 9 shows a control flowchart of the blink determination step S400. The eye edge pair detected in the tracking search step S200 is read out (S40).
2) The maximum value of the vertical distance of each pair is set as the eye opening at that time (S404). Then, the degree of opening of this eye is compared with a predetermined threshold value (S406). If it is less than the threshold value, it is determined that the eye is closed (S408). (S41
0). The determination of whether the eye is open or closed is made by the dozing determination unit 1 described above.
6, the consciousness level is estimated, and the drowsiness is determined.
【0030】再探索ルーチン 図10には、再探索ステップS500の制御フローチャ
ートが示されている。追跡探索ステップS200で、鼻
穴または目が検出できなかったとき、速やかに鼻穴や目
を発見して居眠り判定に支障がないようにしなければな
らない。したがって、初回探索ルーチンを用いて再度鼻
穴や目の検出を行うわけにはいかない。初回探索ルーチ
ンは、前述のように時間がかかっても確実に鼻穴および
目の検出を行うのが目的のルーチンであり、短時間で再
発見をするには不向きである。言い換えれば、再探索ル
ーチンを別途設けることによって、初回探索ルーチンに
時間をかけて確実に鼻穴および目の探索を行う。また、
再探索ルーチンにおいては、鼻穴の探索領域と目の探索
領域の設定の違いにより、3種類の探索モードを有して
おり、適切なモードを選択することにより、より早く、
より正確に鼻穴および目の発見がなされるようにしてい
る。さらに、運転者の意識レベルに応じた探索領域が設
定され、迅速に、また確実に鼻穴の発見がなされるよう
にしている。[0030] The re-search routine 10, are control flow chart of the re-searching step S500 is shown. When the nostrils or eyes cannot be detected in the tracking search step S200, the nostrils and eyes must be found quickly so as not to hinder the determination of dozing. Therefore, it is not possible to detect the nostrils and eyes again using the initial search routine. The initial search routine is a routine that aims to surely detect nostrils and eyes even if it takes time as described above, and is not suitable for rediscovering in a short time. In other words, by separately providing the re-searching routine, the search for the nostrils and the eyes is reliably performed over a long period of time in the initial searching routine. Also,
In the re-search routine, there are three types of search modes depending on the difference between the setting of the nostril search area and the setting of the eye search area, and by selecting an appropriate mode,
It ensures that nostrils and eye finding are more accurate. Further, a search area is set according to the driver's consciousness level, so that the nostrils can be quickly and reliably found.
【0031】第1の再探索モードは、前回の追跡モード
で鼻穴が検出されているが、目が検出されなかった場合
に対応するモードである。このモードは、鼻穴が検出さ
れているので顔の動きはそれほど大きくない場合のもの
であり、主に照明の条件などにより瞬間的に目を検出す
ることができなかった場合に対応している。したがっ
て、鼻穴や目の探索領域も追跡ルーチンのときに用いら
れた狭い領域、図4(c)および図5(b)の領域20
c,22bが用いられる。The first re-search mode is a mode corresponding to a case where nostrils have been detected in the previous tracking mode but no eyes have been detected. This mode is for the case where the face movement is not so large because the nostrils are detected, and mainly corresponds to the case where the eyes cannot be detected instantaneously mainly due to lighting conditions etc. . Therefore, the search area of the nostrils and eyes is also the narrow area used in the tracking routine, the area 20 in FIGS. 4 (c) and 5 (b).
c, 22b are used.
【0032】第2の再探索モードは、前回の追跡モード
で鼻穴が検出されなかった場合に対応するモードであ
る。このときには顔が動いている可能性が高く、鼻穴や
目の探索領域は、追跡ルーチンの場合より大きく設定さ
れる。すなわち、図4(b)に示されるように、第2再
探索モード時の鼻穴の探索領域20bは、第1再探索モ
ードの領域20cより大きい。しかし、初回探索時の領
域20aよりは小さい。また、図5(a)に示されるよ
うに、第2再探索モード時の目の探索領域22aは、第
1再探索モードの領域22bより大きく、また初回探索
時の領域と同じ大きさである。The second re-search mode is a mode corresponding to a case where nostrils are not detected in the previous tracking mode. At this time, there is a high possibility that the face is moving, and the search area of the nostrils and eyes is set larger than in the tracking routine. That is, as shown in FIG. 4B, the nostril search area 20b in the second re-search mode is larger than the area 20c in the first re-search mode. However, it is smaller than the area 20a at the time of the first search. Also, as shown in FIG. 5A, the eye search area 22a in the second re-search mode is larger than the area 22b in the first re-search mode, and has the same size as the area in the first search. .
【0033】第3の再探索モードは、第1再探索モード
において所定時間探索したにもかかわらず、目を発見で
きなかった場合に対応するモードである。この場合、鼻
穴の探索領域は、第1再探索モードと同様の領域20c
に設定され、目の探索領域のみ拡大し、第2再探索モー
ドと同様の領域22aに設定される。The third re-search mode is a mode corresponding to a case where an eye cannot be found despite searching for a predetermined time in the first re-search mode. In this case, the nostril search area is the same area 20c as in the first re-search mode.
And only the eye search area is enlarged and set to the same area 22a as in the second re-search mode.
【0034】さらに、居眠り判定部16で推定された運
転者の意識レベルに応じて、前記各モードでの探索領域
が縮小される。縮小率は、前述した追跡探索ルーチンの
場合と同様に、図7に示すように設定される。そして、
第1および第3再探索モードにおいては、図8(b)に
示すように、意識レベル通常時の探索領域20cを縮小
率に応じて領域20eのように縮小する。さらに、第2
再探索モードにおいては、図8(a)に示すように、意
識レベル通常時の探索領域20bを縮小率に応じて領域
20dのように縮小する。Further, the search area in each mode is reduced according to the driver's consciousness level estimated by the drowsiness judging section 16. The reduction rate is set as shown in FIG. 7, as in the case of the above-described tracking search routine. And
In the first and third re-search modes, as shown in FIG. 8B, the search area 20c when the consciousness level is normal is reduced like the area 20e according to the reduction rate. Furthermore, the second
In the re-search mode, as shown in FIG. 8A, the search area 20b when the consciousness level is normal is reduced to the area 20d according to the reduction rate.
【0035】再探索ルーチンが開始されると、車体に設
置された加速度センサより上下方向の加速度が読み込ま
れ(S502)、上下方向加速度が予め定められたしき
い値と比較され(S504)、しきい値以下であると判
断された場合、さらに前回の追跡ルーチンにおいて、鼻
穴が検出されたかが判断される(S506)。そして、
鼻穴があった場合、すなわち前回追跡ルーチンで鼻穴は
検出されたにもかかわらず、ステップS216で目(エ
ッジペア)が検出できなかった場合は、第1再探索モー
ドが設定される(S508)。そして、第1再探索モー
ドタイマがセットされる(S510)。このときのセッ
ト時間は、第1再探索モードから第3探索モードに移行
する時間であり、運転者の意識レベルに応じて変えられ
る。運転者の動作は覚醒状態では早く、意識レベルの低
下に伴って遅くなるので、意識レベルの低下している場
合は、タイマの設定時間を長くとっても鼻穴を見失う可
能性は低い。第1再探索モードタイマのセット時間は、
通常状態の意識レベルにおいてはたとえば200m秒に
設定され、意識レベルが低くなるに従って長い時間にセ
ットされる。When the re-searching routine is started, vertical acceleration is read from an acceleration sensor installed on the vehicle body (S502), and the vertical acceleration is compared with a predetermined threshold (S504). When it is determined that the threshold value is equal to or less than the threshold value, it is further determined whether a nostril is detected in the previous tracking routine (S506). And
If there is a nostril, that is, if no eye (edge pair) is detected in step S216 even though the nostril was detected in the previous tracking routine, the first re-search mode is set (S508). . Then, the first re-search mode timer is set (S510). The set time at this time is a time for shifting from the first re-search mode to the third search mode, and can be changed according to the driver's consciousness level. Since the operation of the driver is early in the awake state and slowed down with a decrease in the consciousness level, when the consciousness level is low, it is unlikely that the nostrils will be lost even if the timer is set for a long time. The set time of the first re-search mode timer is
The consciousness level in the normal state is set to, for example, 200 ms, and is set to a longer time as the consciousness level becomes lower.
【0036】一方、ステップS504で車体の上下方向
の加速度が所定のしきい値より大きい場合、および前回
の追跡ルーチンにおいて鼻穴が検出されなかった場合
は、第2の再探索モードが設定される(S512)。On the other hand, if the vertical acceleration of the vehicle body is larger than the predetermined threshold value in step S504, and if nostrils were not detected in the previous tracking routine, the second re-search mode is set. (S512).
【0037】次に、居眠り判定部16で推定された運転
者の意識レベルに基づき鼻の探索を行う領域のサイズを
変更する縮小率の設定を行う(S513)。この縮小率
は、追跡探索ルーチンと同様、図7に示すように、意識
レベルが低下すると低い値が設定されるようになってい
る。この縮小率に従って、以後の鼻穴探索領域の変更が
行われる。Next, based on the driver's consciousness level estimated by the drowsiness determination unit 16, a reduction ratio for changing the size of the nose search area is set (S513). As shown in FIG. 7, the reduction rate is set to a low value when the consciousness level is lowered, as in the tracking search routine. The nostril search area is changed thereafter according to the reduction rate.
【0038】ステップS513で探索領域の縮小率が設
定されると、次に、設定されている再探索モードが第2
再探索モードであるかが判断される(S514)。第2
再探索モードでない場合、前回の鼻穴位置を中心に、意
識レベルが通常状態ならば鼻穴探索領域20cが、低下
していればより小さい領域20eが設定される(S51
6)。この領域20c,20eは、前述のように追跡ル
ーチンの鼻穴探索領域と同じものである。そして、この
領域内で2値化処理を行い黒領域を抽出する(S51
8)。After the reduction ratio of the search area is set in step S513, the set re-search mode is set to the second search mode.
It is determined whether the mode is the re-search mode (S514). Second
When the search mode is not the re-search mode, a nostril search area 20c is set around the previous nostril position if the consciousness level is normal, and a smaller area 20e is set if the consciousness level is lowered (S51).
6). These areas 20c and 20e are the same as the nostril search area of the tracking routine as described above. Then, a binarization process is performed in this area to extract a black area (S51).
8).
【0039】一方、ステップS514にて第2再探索モ
ードであると判断された場合は、初回探索において、検
出された鼻穴の位置を中心に、意識レベルが通常状態な
らば鼻穴探索領域20bを、低下していれば領域20d
を設定する(S520)。この領域20b,20dは、
前述のように、追跡ルーチンや第1再探索モード時の領
域20c,20eに対して各々やや大きく、初回探索時
に比べて小さく設定されている。そして、この領域20
b,20d内で、テンプレートマッチングにより鼻穴の
候補を選出し(S522)、各候補において2値化処理
を行い黒領域の抽出を行う(S524)。この2値化処
理時のしきい値は、初回探索ルーチンにおいて、目が発
見できたときの値を用いており、適切な値を用いて2値
化処理を行うことができる。On the other hand, if it is determined in step S514 that the mode is the second re-search mode, in the first search, the position of the detected nostril is centered and if the consciousness level is normal, the nostril search area 20b Is reduced to the area 20d
Is set (S520). These areas 20b and 20d are
As described above, each of the tracking routine and the regions 20c and 20e in the first re-search mode is set to be slightly larger and smaller than that in the first search. And this area 20
Nose candidates are selected by template matching from b and 20d (S522), and a binarization process is performed on each candidate to extract a black region (S524). As the threshold value at the time of the binarization processing, the value at the time when an eye is found in the initial search routine is used, and the binarization processing can be performed using an appropriate value.
【0040】そして、ステップS518,S524で抽
出された黒領域のうち、ほぼ水平に並ぶ二つの黒領域を
鼻穴として選定する(S526)。このとき、鼻穴を選
定することができなかった場合(S528)、第2探索
モードが設定され(S530)、ステップS514に戻
る。一方、ステップS528で鼻穴ありと判断された場
合、第1再探索モードが設定されているかが判断される
(S532)。第1再探索モードが設定されていれば、
目の探索領域を領域22bすなわち小さい領域に設定す
る(S534)。また、第1再探索モード以外が設定さ
れている場合、領域22aすなわち大きい領域に設定す
る(S536)。よって、後述する第3再探索モードが
設定されている場合は、ステップS536において領域
22aに設定される。Then, of the black regions extracted in steps S518 and S524, two black regions arranged substantially horizontally are selected as nostrils (S526). At this time, if the nostrils could not be selected (S528), the second search mode is set (S530), and the process returns to step S514. On the other hand, if it is determined in step S528 that there is a nostril, it is determined whether the first re-search mode is set (S532). If the first re-search mode is set,
The eye search area is set to the area 22b, that is, a small area (S534). If a mode other than the first re-search mode is set, the area is set to the area 22a, that is, a large area (S536). Therefore, when the third re-search mode described later is set, the region 22a is set in step S536.
【0041】ステップS534,S536にて目の探索
領域が設定されると、初回探索ルーチンのステップS1
20と同様にエッジ抽出が行われる(S538)。そし
て、第1再探索モードの場合は(S540)、追跡ルー
チンのステップS214〜S218と同様に、正負のエ
ッジペアを探索して(S542)、エッジペアがあった
場合(S544)これの位置および鼻穴の位置を記憶す
る(S546)。一方、ステップS540で第1再探索
モード以外のモードが設定されていると判断された場
合、初回探索ルーチンのステップS122〜S126と
同様に、正負のエッジペアが目の候補として選出され
(S548)、これらの候補が楕円形状に配列している
場合(S550)、この候補が目として検出され、その
位置および鼻穴の位置が記憶される(S552)。以
上、ステップS546,S552において鼻穴および目
の位置が検出されると、本ルーチンは終了する。When the eye search area is set in steps S534 and S536, step S1 of the initial search routine is performed.
Edge extraction is performed in the same manner as in Step 20 (S538). Then, in the case of the first re-search mode (S540), similarly to steps S214 to S218 of the tracking routine, a positive / negative edge pair is searched (S542), and if there is an edge pair (S544), its position and nostril are found. Is stored (S546). On the other hand, if it is determined in step S540 that a mode other than the first re-search mode has been set, a positive / negative edge pair is selected as an eye candidate as in steps S122 to S126 of the first search routine (S548). When these candidates are arranged in an elliptical shape (S550), the candidates are detected as eyes, and their positions and nostril positions are stored (S552). When the positions of the nostrils and eyes are detected in steps S546 and S552, the present routine ends.
【0042】一方、目が検出されなかった場合は、さら
に探索が続けられる。ステップS544において、エッ
ジペアがないと判断された場合、第1再探索モードタイ
マをカウントダウンし(S554)、このタイマが0と
なっているかが判断される(S556)。そして、タイ
マが0でない場合は、そのままステップS514に戻っ
て再度第1再探索モードで探索が行われる。タイマが0
となっていれば、第3探索モードが設定される(S55
8)。第3再探索モードは、鼻穴が検出されているにも
かかわらず、第1探索モードで所定時間内に目が発見で
きなかったとき、目の探索領域を拡げるものであり、こ
れによって目を検出する可能性が高くなる。第3再探索
モード設定後、ステップS514に戻り再び探索が行わ
れる。また、第1再探索モード以外のモードで目が検出
できなかった場合は、ステップS550からステップS
514に戻り、再探索が行われる。On the other hand, if no eye is detected, the search is continued. If it is determined in step S544 that there is no edge pair, the first re-search mode timer is counted down (S554), and it is determined whether this timer is 0 (S556). If the timer is not 0, the process returns to step S514 and the search is performed again in the first re-search mode. Timer is 0
, The third search mode is set (S55).
8). The third re-search mode is for expanding the eye search area when no eyes are found within a predetermined time in the first search mode even though a nostril is detected. The probability of detection increases. After setting the third re-search mode, the process returns to step S514, and the search is performed again. If no eye is detected in a mode other than the first re-search mode, the process proceeds from step S550 to step S550.
Returning to 514, a re-search is performed.
【0043】以上のように、再探索ルーチンにおいて
は、前回まで鼻穴が検出されているか、また鼻穴が検出
されていても目が検出されない時間がどの程度継続して
いるかによって、鼻穴および目の探索領域の大きさを変
えている。また、運転者の意識レベルによって鼻穴の探
索領域の大きさを変えている。これによって、顔が大き
くは動いていないと考えられる時には、探索領域を絞り
込んで短時間で再発見ができるようにし、一方、顔が大
きく動いていると考えられるときには、探索領域を拡げ
て発見確率を増している。また、初回探索時と独立した
再探索ルーチンを設けることによって、再探索時の目の
発見までに要する時間を短縮することができる。As described above, in the re-searching routine, the nostrils and the nostrils are determined based on whether the nostrils have been detected up to the previous time and how long the eyes have not been detected even if the nostrils have been detected. The size of the eye search area is changing. The size of the nostril search area is changed according to the driver's consciousness level. This allows the search area to be narrowed down and re-discovered in a short time when the face is not considered to be moving significantly, while expanding the search area when the face is considered to be moving significantly. Is increasing. In addition, by providing a re-search routine independent of the initial search, the time required for finding an eye during the re-search can be reduced.
【0044】顔が傾いたときの目の位置の推定本実施形
態においては、鼻穴の位置に基づき目の位置を推定し、
この推定された位置を中心に目の探索領域を設定してい
るが、特に運転者が顔を傾けたときの目の位置の推定方
法について以下に説明する。 Estimation of Eye Position When Face Is Tilt In this embodiment, the eye position is estimated based on the position of the nostrils.
The eye search area is set centering on the estimated position. In particular, a method of estimating the eye position when the driver tilts his / her face will be described below.
【0045】図11には、顔が傾いたときの鼻穴の位置
と目の位置の関係が示されている。水平状態(a)にお
いて、二つの鼻穴の中点N0 (XN0,YN0)に対して目
の位置E0 (XE0,YE0)は、距離rで方向θ0 にあ
る。このとき、距離r、方向θ0 は、次の式で表され
る。FIG. 11 shows the relationship between the position of the nostrils and the position of the eyes when the face is tilted. In the horizontal state (a), the eye position E 0 (X E0 , Y E0 ) is in the direction θ 0 at a distance r with respect to the center point N 0 (X N0 , Y N0 ) of the two nostrils. At this time, the distance r and the direction θ 0 are represented by the following equations.
【数1】 r={(XE0−XN0)2 +(YE0−YN0)2 }1/2 θ0 =tan-1{(YN0−YE0)/(XE0−XN0)} 顔が傾いた場合、(b)に示すように、二つの鼻穴の配
列の向きが水平からややずれる。この場合、鼻穴位置N
0 が変化しなくても、目の位置がずれる。二つの鼻穴の
方向が水平から角度δずれたとすれば、鼻穴位置N
1 (XN1,YN1)と目の位置E1 (XE1,YE1)は次式
で示される関係となる。R = {(X E0 −X N0 ) 2 + (Y E0 −Y N0 ) 2 } 1/2 θ 0 = tan −1 {(Y N0 −Y E0 ) / (X E0 −X N0 )場合 When the face is tilted, the orientation of the two nostrils slightly deviates from horizontal as shown in (b). In this case, the nostril position N
Even if 0 does not change, the eye position is shifted. If the directions of the two nostrils deviate from the horizontal by an angle δ, the nostril position N
1 (X N1 , Y N1 ) and eye position E 1 (X E1 , Y E1 ) have a relationship represented by the following equation.
【数2】XE1=XN1+r・cos(θ0 −δ) YE1=YN1−r・sin(θ0 −δ) 目の位置を上式のように推定し、ここを中心に目の探索
領域を設定することによって、より確実に目を検出する
ことができる。X E1 = X N1 + r · cos (θ 0 −δ) Y E1 = Y N1 −r · sin (θ 0 −δ) The position of the eye is estimated as in the above equation, and the eye is centered on this position. By setting the search area of, eyes can be detected more reliably.
【0046】その他の実施形態 前述の実施形態においては、追跡探索ルーチンおよび再
探索ルーチンの双方において、運転者の意識レベルに応
じて探索領域の大きさを変更したが、再探索ルーチンの
み前記の探索領域の変更を行うようにしても良い。この
場合、追跡探索ルーチンの制御フローは図6のフローチ
ャートに対してステップS201を削除したものとな
る。一旦見失った特徴部位の再発見が迅速に行われれ
ば、追跡探索ルーチンにおいて特徴部位を見失ったとし
ても即時当該ルーチンに復帰するので、追跡探索ルーチ
ンの処理負荷の低減を図ることができる。たとえば、追
跡探索ルーチンでは、運転者の意識レベルによらず狭い
領域で探索を行い、この領域で探索ができなかった場合
は、意識レベルを用いた再探索ルーチンで、より短時間
で再度特徴部位の発見を行うようにすることもできる。 Other Embodiments In the above embodiment, the size of the search area is changed according to the driver's consciousness level in both the tracking search routine and the re-search routine. The area may be changed. In this case, the control flow of the tracking search routine is obtained by deleting step S201 from the flowchart of FIG. Once re-discovering a missing characteristic part, even if the characteristic part is lost in the tracking search routine, the routine immediately returns to the routine, so that the processing load of the tracking search routine can be reduced. For example, in the tracking search routine, a search is performed in a narrow area regardless of the driver's consciousness level. If the search cannot be performed in this area, the re-searching routine using the consciousness level is performed again in a shorter time. You can also make a discovery.
【0047】また、前述の実施形態においては、縮小率
が「1」「0.8」「0.6」の三段階に設定されてい
たが、これより少ない2段階、またより多い段階を設定
することも可能である。また、ルーチンごと、モードご
とに別個の縮小率を設定することも可能である。これに
より、より適切な探索領域を設定することができ、特徴
部位の追跡性能および再発見性能を向上させることがで
きる。In the above-described embodiment, the reduction ratio is set to three stages of "1", "0.8", and "0.6". However, two stages smaller than this and two or more stages are set. It is also possible. It is also possible to set a separate reduction ratio for each routine and each mode. As a result, a more appropriate search area can be set, and the tracking performance and re-discovery performance of a characteristic portion can be improved.
【0048】さらに、顔画像の縦方向と横方向で縮小率
を異ならせることも可能である。これにより、意識レベ
ルによって特徴的な動きを示す運転者の顔の動きに対応
することができる。たとえば、意識レベルが低下する
と、顔の横方向の動きが減少するので、この方向をより
縮小するように設定することができる。Further, it is possible to make the reduction ratio different between the vertical direction and the horizontal direction of the face image. Thereby, it is possible to cope with the movement of the driver's face showing a characteristic movement according to the consciousness level. For example, when the consciousness level is reduced, the movement of the face in the horizontal direction is reduced, so that the direction can be set to be further reduced.
【0049】また、前述の実施例においては目など顔画
像の特徴部位の挙動に基づき意識レベルを判定したが、
意識レベルは他の手段によって求められてもよく、たと
えばステアリング操作の頻度・速度などから判定するこ
ともできる。また心拍数・脳波などに基づき意識レベル
を求めることもできる。In the above-described embodiment, the consciousness level is determined based on the behavior of the characteristic portion of the face image such as the eyes.
The consciousness level may be obtained by other means, for example, it can be determined from the frequency and speed of the steering operation. In addition, the consciousness level can be obtained based on the heart rate and brain waves.
【図1】 本発明にかかる実施形態である居眠り運転防
止装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drowsy driving prevention device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本実施形態の瞬き判定および目を検出するた
めの基本となる制御フローチャートである。FIG. 2 is a basic control flowchart for blink detection and eye detection according to the embodiment;
【図3】 本実施形態の初回の目探索ルーチンの制御フ
ローチャートである。FIG. 3 is a control flowchart of an initial eye search routine of the embodiment.
【図4】 鼻穴の探索領域を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a nostril search area.
【図5】 目の探索領域を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an eye search area.
【図6】 本実施形態の追跡ルーチンの制御フローチャ
ートである。FIG. 6 is a control flowchart of a tracking routine according to the embodiment.
【図7】 意識レベルと探索領域の縮小率の関係を示す
図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a consciousness level and a reduction ratio of a search area.
【図8】 意識レベルに応じて変更される探索領域を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a search area changed according to the consciousness level.
【図9】 本実施形態の瞬き判定ルーチンの制御フロー
チャートである。FIG. 9 is a control flowchart of a blink determination routine according to the embodiment.
【図10】 本実施形態の再探索ルーチンの制御フロー
チャートである。FIG. 10 is a control flowchart of a re-search routine of the embodiment.
【図11】 本実施形態において、顔が傾いた場合の目
の位置の推定を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for describing estimation of the position of the eyes when the face is tilted in the present embodiment.
10 赤外線投光器、12 CCDカメラ、14 瞬き
認識部、16 居眠り判定部、18 警報部。10 Infrared light projector, 12 CCD camera, 14 Blink recognition part, 16 Drowsiness determination part, 18 Alarm part.
Claims (3)
ップと、前記顔画像から所定の特徴部位を探索する領域
を設定する探索領域設定ステップと、前記探索領域内で
所定の特徴部位の検出を行う特徴部位検出ステップと、
撮影対象となっている人の意識レベルを算出する意識レ
ベル算出ステップと、前記算出された意識レベルに基づ
き前記探索領域設定ステップで設定される探索領域を変
更する探索領域変更ステップと、を有する顔画像におけ
る特徴部位の検出方法。An imaging step of capturing a human face to obtain a face image, a search area setting step of setting an area for searching for a predetermined characteristic part from the face image, and a predetermined characteristic part in the search area A characteristic site detecting step of detecting
A face having a consciousness level calculating step of calculating a consciousness level of a person to be imaged, and a search area changing step of changing a search area set in the search area setting step based on the calculated consciousness level A method for detecting a characteristic part in an image.
位の検出方法であって、前記探索領域変更ステップは、
前記特徴部位を見失った後で行われる再探索に際し前記
探索領域を変更するステップである、顔画像における特
徴部位の検出方法。2. The method for detecting a characteristic part in a face image according to claim 1, wherein the search area changing step includes:
A method for detecting a characteristic portion in a face image, comprising the step of changing the search region when performing a re-search performed after losing the characteristic portion.
たは2に記載の顔画像における特徴部位の検出方法。3. The method for detecting a characteristic part in a face image according to claim 1, wherein the characteristic part is a nostril.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24363596A JPH1086696A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Method for detecting characteristic part in face image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24363596A JPH1086696A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Method for detecting characteristic part in face image |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1086696A true JPH1086696A (en) | 1998-04-07 |
Family
ID=17106760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24363596A Pending JPH1086696A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Method for detecting characteristic part in face image |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1086696A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7848547B2 (en) | 2006-03-07 | 2010-12-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for detecting feature point and method of detecting feature point |
JP2013513155A (en) * | 2009-12-02 | 2013-04-18 | タタ コンサルタンシー サービシズ リミテッド | Cost-effective and robust system and method for eye tracking and driver awareness |
US8457364B2 (en) | 2010-10-07 | 2013-06-04 | Hyundai Motor Japan R&D Center, Inc. | Camera for detecting driver's state |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24363596A patent/JPH1086696A/en active Pending
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