WO2020189182A1 - Condition monitoring device for driver - Google Patents

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WO2020189182A1
WO2020189182A1 PCT/JP2020/007141 JP2020007141W WO2020189182A1 WO 2020189182 A1 WO2020189182 A1 WO 2020189182A1 JP 2020007141 W JP2020007141 W JP 2020007141W WO 2020189182 A1 WO2020189182 A1 WO 2020189182A1
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image
crop
driver
area
face
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Inventor
智也 山下
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • This disclosure relates to a driver's condition monitoring device.
  • the position of the driver's face moves according to the posture of the driver, it is necessary to set the shooting range by the camera to be relatively large so as to include the moving range of the driver's face. Therefore, the number of pixels in one frame of the imaged image output from the camera is increased, which increases the processing load of the condition monitoring device.
  • a video camera or the like provided with a subject tracking function is provided.
  • This subject tracking function cuts out an image to be photographed from an image and follows it. If this subject tracking function is used in a camera, it is sufficient to process an image having a small number of pixels obtained by cutting out the driver's face from the imaged image, so that the processing of the condition monitoring device is compared with the case of processing the entire imaged image. The load can be reduced.
  • An object of the present disclosure is to provide a driver's condition monitoring device capable of correctly identifying a crop area corresponding to a crop image input from an image detection unit.
  • the image detection unit outputs a crop image cut out from the imaged image based on the set crop area and crop information indicating the crop area.
  • the condition monitoring unit sets a crop area in the image detection unit so that the center position of the driver's face becomes the center position of the crop image based on the crop image and the crop information input from the image detection unit, and the crop image. Monitor the driver's condition based on.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a driver, a DSM, and an image processing ECU.
  • FIG. 3 is a diagram showing register values.
  • FIG. 4 is a diagram showing a crop area.
  • FIG. 5 is a diagram showing an embedded register value in the first row of the crop area.
  • FIG. 6 is a diagram showing a crop area.
  • FIG. 7 is a diagram showing the movement of the crop area.
  • FIG. 8 is a diagram showing an image resized from a crop image.
  • FIG. 9 is a diagram showing a crop area in a state where the center position of the driver's face is greatly moved.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the image processing ECU.
  • a DSM1 (corresponding to an image detection unit) is installed in a portion of the vehicle in front of the driver.
  • the DSM 1 is connected to the image processing ECU 3 (corresponding to the condition monitoring unit) via, for example, an in-vehicle network 2 using CAN (controller area network, registered trademark) as a communication protocol, and outputs the captured image to the image processing ECU 3. ..
  • CAN controller area network, registered trademark
  • the image processing ECU 3 detects the driver's line-of-sight direction based on the image input from the DSM 1, and calls attention to the driver when it is determined that there is a problem in driving.
  • An image processing device is composed of the DSM 1 and the image processing ECU 3.
  • the DSM1 is mainly composed of the image detection IC4 shown in FIG.
  • the image detection IC 4 is composed of a two-dimensional image sensor 5 and a signal processing circuit 6.
  • An object to be imaged is imaged on the image sensor 5 by an optical system (not shown), and a frame showing the imaged image is output at a frame rate of, for example, 30 fps.
  • the pixel of the image sensor 5 is, for example, 1600 pixels ⁇ 1300 pixels, but the pixel is not limited to this.
  • the driver's face is set to form an image on the image sensor 5.
  • the signal processing circuit 6 outputs an image generated by performing predetermined signal processing on the signal input from the image sensor 5.
  • the signal processing circuit 6 has a plurality of registers 7 for setting its own function. By setting a value in a predetermined register 7 from the image processing ECU 3, a predetermined function of the signal processing circuit 6 is enabled / disabled, and details of each function are set.
  • the predetermined functions include shutter speed and gain adjustment.
  • the image detection IC4 used in this embodiment is manufactured by Omnivision, and has a crop function in addition to shutter speed and gain adjustment as functions of the image detection IC4.
  • the crop function is a function of cutting out a part of an image image taken by the image sensor 5 and outputting it as a crop image. Since the number of pixels of the crop image is smaller than that of the imaged image, the processing load of the image processing ECU 3 can be reduced.
  • register 7 related to the crop function in order to enable / disable the crop function, enable / disable the register value embedding function, set the start coordinates indicating the crop area, the vertical size, and the horizontal size. It is provided in.
  • the image detection IC 4 cuts out the pixels in the crop area from the imaged image captured by the image sensor 5 to create and output a crop image.
  • the register value embedding function is enabled, the start coordinates set in the register 7 are embedded in the crop image as crop information and output.
  • the crop image input from the image detection IC 4 should correspond to the crop area.
  • the internal clock of the image detection IC 4 operates independently of the image processing ECU 3, it operates asynchronously with the image processing ECU 3. Therefore, even if the crop area is set in the image detection IC 4 from the image processing ECU 3, there is a delay until the crop image corresponding to the crop area is output from the image detection IC 4.
  • the register value embedding function as a function of the image detection IC4. That is, as described above, since the image detection IC4 manufactured by Omnivision has a function of embedding the register value in the pixel data, the embedding function is used.
  • the register value embedding function will be described below.
  • the predetermined register 7 of the image detection IC 4 is set to output the register value indicating the crop area shown in FIG. 4, the start coordinates of the crop area are embedded in the pixel data corresponding to the first row indicated by the broken line in the crop image. It is supposed to be included.
  • the image processing ECU 3 can acquire the start coordinates of the crop area corresponding to the input crop image by extracting the resist value embedded in the first line of the crop image.
  • the image processing ECU 3 When the image processing ECU 3 is activated in response to the ON of the ignition switch, the image processing ECU 3 is initially set with respect to the DSM 1 as shown in FIG. 10 (S1). In the initial setting, the register 7 for setting the crop function and the register 7 for setting the embedding of the register value in the crop image shown in FIG. 3 are set to be valid respectively. Further, the crop area is set in the register 7 for setting the crop area.
  • the initial value is set for the crop area as shown in FIG.
  • the initial value of the crop area is set so that the center position of the crop area is located at the center position of the pixel area.
  • the image detection IC4 cuts out the crop area set from the pixel area of the image sensor 5, and embeds the start coordinates of the crop area set in the register 7 in the first line of the crop image corresponding to the crop area to obtain a crop image. Output. In this case, since the driver's face is imaged on the image sensor 5, the driver's face is output as a crop image.
  • the image processing ECU 3 performs face detection from the crop image input from DSM1 (S2). To detect a face, for example, feature points such as eyes, nose, and mouth are extracted. At this time, if the driver's posture is out of order, the center position of the face has moved from the center position of the crop image (S3: NO), so that the center position of the face is the crop image as shown in FIG. Change the crop area setting so that it is in the center position (S4). In this case, since the size of the crop area is fixed in the present embodiment, the start coordinates set at addresses 3810 to 3813 of the register 7 built in the image detection IC 4 are changed. That is, when the center position of the face is moving as shown in FIG. 7, a value obtained by adding the movement amount to the start coordinate by the movement amount is set as the new start coordinate.
  • the image detection IC4 embeds the changed start coordinate in the crop image corresponding to the crop area of the changed start coordinate and outputs the changed start coordinate.
  • a crop image of 1280 ⁇ 960 size is cropped from a pixel size of 1600 ⁇ 1300 size.
  • the pitch of the pixels is the same, and it is possible to determine the details of the driver's face.
  • a crop image was used to recognize the direction of the line of sight.
  • the number of pixels is large, so that the processing load of the image processing ECU 3 is large.
  • the image processing ECU 3 resizes by thinning out the pixel data of the crop image (S8).
  • This resized size is the minimum required size and is VGA (640 ⁇ 480) size as shown in FIG.
  • the image processing ECU 3 identifies the driver by face recognition based on the resized crop image.
  • face recognition it is sufficient if the driver's face can be identified, so that the face can be recognized even if the size is VGA.
  • the steering wheel, seat, rearview mirror, etc. stored in advance for each driver can be automatically adjusted.
  • the image processing ECU 3 can correctly detect the center position of the driver's face and recognize the face in all the frames without dropping the frame.
  • the crop area is dynamically changed so as to follow the driver's face position, and only the face area is cut out to process the image data of the minimum size. Since the data is transferred to the ECU 3, the processing load of the image processing ECU 3 can be significantly reduced.
  • the image processing ECU 3 provides a crop area to the DSM 1 so that the center position of the driver's face becomes the center position of the crop image based on the crop image input from the DSM 1 and the start coordinates of the crop area embedded in the crop image. Since the setting and the line-of-sight direction of the driver are recognized based on the crop image, the line-of-sight direction of the driver can be correctly recognized even when the driver's posture is lost. Since the driver's face is recognized based on the resized crop image by thinning out the pixel data, the processing load of the image processing IC3 can be further reduced.
  • the image detection sensor may be configured to independently output crop information without embedding it in the crop image.
  • crop information in addition to the starting coordinates of the crop area, the vertical size and the horizontal size may be output.
  • the driver's face recognition may be performed without resizing the crop image.
  • the state of the driver is not limited to the direction of the driver's line of sight, and for example, the degree of drowsiness of the driver may be determined.

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Abstract

The present invention comprises: an image detection unit (4) that outputs a cropped image cut out from a formed image on the basis of a set cropping area and cropping information indicating the cropping area; and a condition monitoring unit (3) that sets the cropping area in the image detection unit such that the center position of a driver's face becomes the center position of the cropped image on the basis of the cropped image and the cropping information input from the image detection unit, and monitors a condition of the driver on the basis of the cropped image.

Description

運転者の状態監視装置Driver condition monitoring device 関連出願の相互参照Cross-reference of related applications
 本出願は、2019年3月18日に出願された日本出願番号2019-050303号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。 This application is based on Japanese Application No. 2019-050303 filed on March 18, 2019, and the contents of the description are incorporated herein by reference.
 本開示は、運転者の状態監視装置に関する。 This disclosure relates to a driver's condition monitoring device.
 近年、運転者をカメラで撮影し、運転者の視線方向などの状態を監視し、運転に支障を生じると判定した場合は運転者に注意を喚起することが提案されている。 In recent years, it has been proposed to take a picture of the driver with a camera, monitor the driver's line-of-sight direction, etc., and call the driver's attention when it is determined that the driving is hindered.
特許第6295442号公報Japanese Patent No. 6295442
 運転者の顔の位置は運転者の姿勢により移動することから、カメラによる撮影範囲を運転者の顔の移動範囲を含むように比較的大きく設定する必要がある。このため、カメラから出力される結像画像の1フレームの画素数が大きくなることから、状態監視装置の処理負荷が増大する。 Since the position of the driver's face moves according to the posture of the driver, it is necessary to set the shooting range by the camera to be relatively large so as to include the moving range of the driver's face. Therefore, the number of pixels in one frame of the imaged image output from the camera is increased, which increases the processing load of the condition monitoring device.
 ところで、特許文献1で示されるようにビデオカメラ等には被写体追従機能を備えたものが提供されている。この被写体追従機能は、結像画像から撮影対象を切抜いて追従するものである。この被写体追従機能をカメラに用いれば、結像画像から運転者の顔を切抜いた画素数の少ない画像を処理すればよいので、結像画像全体を処理する場合に比較して状態監視装置の処理負荷を軽減することができる。 By the way, as shown in Patent Document 1, a video camera or the like provided with a subject tracking function is provided. This subject tracking function cuts out an image to be photographed from an image and follows it. If this subject tracking function is used in a camera, it is sufficient to process an image having a small number of pixels obtained by cutting out the driver's face from the imaged image, so that the processing of the condition monitoring device is compared with the case of processing the entire imaged image. The load can be reduced.
 ところが、被写体追従機能では、カメラから入力した画像が結像画像のどの部分から取得したかを切抜いた画像そのものからは分からないという問題がある。つまり、切抜いた画像では、常に切抜いた画像の中心となるように被写体が撮影されるため、運転者の顔の位置がフレーム毎に分からず、運転者の姿勢が崩れていても検知できないという問題が発生する。このように運転者の姿勢が崩れていた場合には、例えば運転者の視線方向に基づいて運転者のわき見を判断する場合に正しく判断することが困難となる。 However, with the subject tracking function, there is a problem that it is not possible to know from the clipped image itself from which part of the imaged image the image input from the camera was acquired. In other words, in the cropped image, the subject is always taken so as to be the center of the cropped image, so the position of the driver's face cannot be known for each frame, and even if the driver's posture is out of order, it cannot be detected. Occurs. When the driver's posture is disturbed in this way, it becomes difficult to make a correct judgment when, for example, determining the driver's sideways view based on the driver's line-of-sight direction.
 そこで、イメージセンサを内蔵した画像検出ICとしてクロップ機能を備えたものがあることに着目し、そのクロップ機能を利用して運転者の顔が中心となるようにクロップエリアを設定することで結像画像からクロップ画像を切抜くことが考えられる。これにより、画像検出ICに設定したクロップエリアに基づいて運転者の顔の位置を特定することができるので、運転者の視線方向を正しく認識することができる。 Therefore, we focused on some image detection ICs with a built-in image sensor that had a crop function, and used the crop function to set the crop area so that the driver's face was the center of the image. It is conceivable to crop a crop image from the image. As a result, the position of the driver's face can be specified based on the crop area set in the image detection IC, so that the driver's line-of-sight direction can be correctly recognized.
 しかしながら、画像検出ICにクロップエリアを設定するにしても、クロップエリアを設定してから当該クロップエリアに対応したクロップ画像が画像検出ICから出力されるまでに遅れが生じることは避けられない。このため、画像検出ICにクロップエリアを設定し、入力したクロップ画像はクロップエリアに対応しているものとして運転者の顔の位置を特定すると、運転者の顔が短時間で移動した場合には、特定した顔の位置から実際の顔の位置がずれていることがあり、運転者の視線方向を正しく認識できないことが想定される。 However, even if the crop area is set in the image detection IC, it is inevitable that there will be a delay between the setting of the crop area and the output of the crop image corresponding to the crop area from the image detection IC. Therefore, if a crop area is set in the image detection IC and the position of the driver's face is specified assuming that the input crop image corresponds to the crop area, if the driver's face moves in a short time, , It is assumed that the actual face position may deviate from the specified face position, and the driver's line-of-sight direction cannot be recognized correctly.
 本開示の目的は、画像検出部から入力したクロップ画像に対応したクロップエリアを正しく特定することができる運転者の状態監視装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a driver's condition monitoring device capable of correctly identifying a crop area corresponding to a crop image input from an image detection unit.
 本開示の一態様において、画像検出部は、設定されたクロップエリアに基づいて結像画像から切抜いたクロップ画像とクロップエリアを示すクロップ情報とを出力する。状態監視部は、画像検出部から入力したクロップ画像とクロップ情報とに基づいて運転者の顔の中心位置がクロップ画像の中心位置となるように画像検出部にクロップエリアを設定すると共に、クロップ画像に基づいて運転者の状態を監視する。 In one aspect of the present disclosure, the image detection unit outputs a crop image cut out from the imaged image based on the set crop area and crop information indicating the crop area. The condition monitoring unit sets a crop area in the image detection unit so that the center position of the driver's face becomes the center position of the crop image based on the crop image and the crop information input from the image detection unit, and the crop image. Monitor the driver's condition based on.
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、一実施形態に係る全体構成を概略的に示すブロック図であり、 図2は、運転者とDSMと画像処理ECUとを概略的に示す図であり、 図3は、レジスタ値を示す図であり、 図4は、クロップエリアを示す図であり、 図5は、クロップエリアの先頭行の埋込まれたレジスタ値を示す図であり、 図6は、クロップエリアを示す図であり、 図7は、クロップエリアの移動を示す図であり、 図8は、クロップ画像からリサイズした画像を示す図であり、 図9は、運転者の顔の中心位置が大きく移動した状態でのクロップエリアを示す図であり、 図10は、画像処理ECUの動作を示すフローチャートである。
The above objectives and other objectives, features and advantages of the present disclosure will be clarified by the following detailed description with reference to the accompanying drawings. The drawing is
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram schematically showing a driver, a DSM, and an image processing ECU. FIG. 3 is a diagram showing register values. FIG. 4 is a diagram showing a crop area. FIG. 5 is a diagram showing an embedded register value in the first row of the crop area. FIG. 6 is a diagram showing a crop area. FIG. 7 is a diagram showing the movement of the crop area. FIG. 8 is a diagram showing an image resized from a crop image. FIG. 9 is a diagram showing a crop area in a state where the center position of the driver's face is greatly moved. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the image processing ECU.
 以下、DSM(ドライバーステータスモニタ)に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。
 図2に示すように、車内において運転者の前方となる部位にはDSM1(画像検出部に相当)が設置されている。DSM1は、例えばCAN(controller area network、登録商標)を通信プロトコルとする車載ネットワーク2を介して画像処理ECU3(状態監視部に相当)と接続されており、撮影した画像を画像処理ECU3に出力する。
Hereinafter, an embodiment applied to the DSM (driver status monitor) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, a DSM1 (corresponding to an image detection unit) is installed in a portion of the vehicle in front of the driver. The DSM 1 is connected to the image processing ECU 3 (corresponding to the condition monitoring unit) via, for example, an in-vehicle network 2 using CAN (controller area network, registered trademark) as a communication protocol, and outputs the captured image to the image processing ECU 3. ..
 画像処理ECU3は、DSM1から入力した画像に基づいて運転者の視線方向などを検出し、運転に支障があると判定した場合は運転者に対して注意を喚起する。DSM1と画像処理ECU3とから画像処理装置が構成されている。 The image processing ECU 3 detects the driver's line-of-sight direction based on the image input from the DSM 1, and calls attention to the driver when it is determined that there is a problem in driving. An image processing device is composed of the DSM 1 and the image processing ECU 3.
 DSM1は、図1に示す画像検出IC4を主体として構成されている。画像検出IC4は、2次元のイメージセンサ5と信号処理回路6とから構成されている。イメージセンサ5には図示しない光学系により撮影対象物が結像され、その結像画像を示すフレームを例えば30fpsのフレームレートで出力する。
 図4に示すようにイメージセンサ5の画素は例えば1600pixel×1300pixelであるが、これに限定されるものではない。
The DSM1 is mainly composed of the image detection IC4 shown in FIG. The image detection IC 4 is composed of a two-dimensional image sensor 5 and a signal processing circuit 6. An object to be imaged is imaged on the image sensor 5 by an optical system (not shown), and a frame showing the imaged image is output at a frame rate of, for example, 30 fps.
As shown in FIG. 4, the pixel of the image sensor 5 is, for example, 1600 pixels × 1300 pixels, but the pixel is not limited to this.
 DSM1では撮影対象物は運転者の顔であることから、運転者の顔がイメージセンサ5上に結像するように設定されている。信号処理回路6は、イメージセンサ5から入力する信号に所定の信号処理を施すことで生成した画像を出力する。 In DSM1, since the object to be photographed is the driver's face, the driver's face is set to form an image on the image sensor 5. The signal processing circuit 6 outputs an image generated by performing predetermined signal processing on the signal input from the image sensor 5.
 信号処理回路6には自己の機能を設定するための複数のレジスタ7が内蔵されている。画像処理ECU3から所定のレジスタ7に値を設定することで信号処理回路6の所定の機能を有効/無効としたり、各機能の詳細を設定したりする。所定の機能としてはシャッタ速度やゲイン調整等である。 The signal processing circuit 6 has a plurality of registers 7 for setting its own function. By setting a value in a predetermined register 7 from the image processing ECU 3, a predetermined function of the signal processing circuit 6 is enabled / disabled, and details of each function are set. The predetermined functions include shutter speed and gain adjustment.
 本実施形態で使用している画像検出IC4はオムニビジョン社製であり、画像検出IC4が有する機能として、シャッタ速度やゲイン調整等に加えてクロップ機能を備えている。クロップ機能とは、イメージセンサ5が撮影した結像画像の一部を切抜いてクロップ画像として出力する機能である。クロップ画像の画素数は結像画像に比較して少ないことから、画像処理ECU3の処理負荷を軽減することができる。 The image detection IC4 used in this embodiment is manufactured by Omnivision, and has a crop function in addition to shutter speed and gain adjustment as functions of the image detection IC4. The crop function is a function of cutting out a part of an image image taken by the image sensor 5 and outputting it as a crop image. Since the number of pixels of the crop image is smaller than that of the imaged image, the processing load of the image processing ECU 3 can be reduced.
 クロップ機能に関するレジスタ7としては、図3に示すようにクロップ機能の有効/無効、レジスタ値の埋込機能の有効/無効、クロップエリアを示す開始座標、縦サイズ、横サイズを設定したりするために設けられている。 As the register 7 related to the crop function, as shown in FIG. 3, in order to enable / disable the crop function, enable / disable the register value embedding function, set the start coordinates indicating the crop area, the vertical size, and the horizontal size. It is provided in.
 画像検出IC4は、クロップ機能が有効に設定されている場合は、イメージセンサ5が撮像した結像画像からクロップエリアの画素を切抜いてクロップ画像を作成して出力する。レジスタ値の埋込機能が有効に設定されている場合は、レジスタ7に設定されている開始座標をクロップ情報としてクロップ画像に埋込んで出力する。 When the crop function is enabled, the image detection IC 4 cuts out the pixels in the crop area from the imaged image captured by the image sensor 5 to create and output a crop image. When the register value embedding function is enabled, the start coordinates set in the register 7 are embedded in the crop image as crop information and output.
 ところで、画像処理ECU3が画像検出IC4に対してクロップエリアを設定していることから、画像検出IC4から入力したクロップ画像はクロップエリアに対応しているはずである。 By the way, since the image processing ECU 3 sets the crop area for the image detection IC 4, the crop image input from the image detection IC 4 should correspond to the crop area.
 しかしながら、画像検出IC4の内部クロックは画像処理ECU3から独立して動作していることから、画像処理ECU3と非同期で動作している。このため、画像処理ECU3から画像検出IC4にクロップエリアを設定するにしても、そのクロップエリアに対応したクロップ画像が画像検出IC4から出力されるまでに遅れを生じる。 However, since the internal clock of the image detection IC 4 operates independently of the image processing ECU 3, it operates asynchronously with the image processing ECU 3. Therefore, even if the crop area is set in the image detection IC 4 from the image processing ECU 3, there is a delay until the crop image corresponding to the crop area is output from the image detection IC 4.
 このようにクロップ画像とクロップエリアとが対応しない場合には、クロップエリアに基づいて運転者の顔の位置を特定するにしても正しく特定できないことになる。このため、運転者の顔の位置に基づいて運転者の視線方向を正しく認識することができない。 If the crop image and the crop area do not correspond in this way, even if the position of the driver's face is specified based on the crop area, it cannot be specified correctly. Therefore, the driver's line-of-sight direction cannot be correctly recognized based on the position of the driver's face.
 そこで、画像検出IC4が有する機能としてレジスタ値の埋込機能を利用することにした。つまり、上述したようにオムニビジョン社製の画像検出IC4にはレジスタ値を画素データに埋込む機能を有していることから、その埋込機能を利用する。 Therefore, we decided to use the register value embedding function as a function of the image detection IC4. That is, as described above, since the image detection IC4 manufactured by Omnivision has a function of embedding the register value in the pixel data, the embedding function is used.
 以下、レジスタ値の埋込機能について説明する。図4に示すクロップエリアを示すレジスタ値を出力するように画像検出IC4の所定のレジスタ7に設定した場合は、クロップ画像において破線で示す先頭行に対応した画素データにクロップエリアの開始座標が埋込まれるようになっている。 The register value embedding function will be described below. When the predetermined register 7 of the image detection IC 4 is set to output the register value indicating the crop area shown in FIG. 4, the start coordinates of the crop area are embedded in the pixel data corresponding to the first row indicated by the broken line in the crop image. It is supposed to be included.
 具体的には、図5に示すようにクロップエリアの先頭行の画素データを例えばByte Order1~48で表すと、斜線で示すByte Order1、2、5、6、9,10……は「0x00」が固定されており、それ以外のByte Order3,4,7,8、11,12……にレジスタ値が埋込まれることになる。 Specifically, as shown in FIG. 5, when the pixel data in the first row of the crop area is represented by, for example, Byte Orders 1 to 48, the shaded Byte Orders 1, 2, 5, 6, 9, 10 ... Are "0x00". Is fixed, and register values are embedded in other Byte Orderers 3, 4, 7, 8, 11, 12 ....
 クロップエリアの開始座標を(0x0048、0x0082)に設定した場合、Byte Order3、7、11に「0x38」、「0x10」、「0x00」が埋込まれる。同様に、Byte Order15、19、23に「0x38」、「0x11」、「0xA8」が埋込まれ、Byte Order27、31、35に「0x38」、「0x12」、「0x00」が埋込まれ、Byte Order39、43、47に「0x38」、「0x13」、「0xB2」が埋込まれる。 When the start coordinates of the crop area are set to (0x0048, 0x0082), "0x38", "0x10", and "0x00" are embedded in Byte Orderers 3, 7, and 11. Similarly, "0x38", "0x11", and "0xA8" are embedded in Byte Orders 15, 19, and 23, and "0x38", "0x12", and "0x00" are embedded in Byte Orders 27, 31, and 35, and Byte. "0x38", "0x13", and "0xB2" are embedded in Orders 39, 43, and 47.
 以上のような設定は、レジスタ番地0x3810に「0x00」が設定され、レジスタ番地3811に「0xA8」が設定され、レジスタ番地3812に「0x00」が設定され、レジスタ番地3813に「0xB2」が設定されていることを示している。
 従って、画像処理ECU3は、クロップ画像の先頭行に埋込まれているレジスト値を抽出することで入力したクロップ画像に対応したクロップエリアの開始座標を取得することができる。
In the above settings, "0x00" is set at register address 0x3810, "0xA8" is set at register address 3811, "0x00" is set at register address 3812, and "0xB2" is set at register address 3813. It shows that it is.
Therefore, the image processing ECU 3 can acquire the start coordinates of the crop area corresponding to the input crop image by extracting the resist value embedded in the first line of the crop image.
 次に、画像処理ECU3の動作について説明する。画像処理ECU3は、イグニッションスイッチのONに応じて起動すると、図10に示すようにDSM1に対して初期設定する(S1)。初期設定では、図3に示すクロップ機能の設定するためのレジスタ7とクロップ画像にレジスタ値を埋込むことを設定するためのレジスタ7にそれぞれ有効を設定する。また、クロップエリアを設定するためのレジスタ7にクロップエリアを設定する。 Next, the operation of the image processing ECU 3 will be described. When the image processing ECU 3 is activated in response to the ON of the ignition switch, the image processing ECU 3 is initially set with respect to the DSM 1 as shown in FIG. 10 (S1). In the initial setting, the register 7 for setting the crop function and the register 7 for setting the embedding of the register value in the crop image shown in FIG. 3 are set to be valid respectively. Further, the crop area is set in the register 7 for setting the crop area.
 初期設定では、図6に示すようにクロップエリアは初期値が設定される。クロップエリアの初期値としては、画素エリアの中心位置にクロップエリアの中心位置が位置するように設定されている。 In the initial setting, the initial value is set for the crop area as shown in FIG. The initial value of the crop area is set so that the center position of the crop area is located at the center position of the pixel area.
 画像検出IC4は、イメージセンサ5の画素エリアから設定されたクロップエリアを切抜き、クロップエリアに対応したクロップ画像の先頭行にレジスタ7に設定されているクロップエリアの開始座標を埋込んでクロップ画像として出力する。この場合、イメージセンサ5には運転者の顔が結像されていることから、運転者の顔がクロップ画像として出力されることになる。 The image detection IC4 cuts out the crop area set from the pixel area of the image sensor 5, and embeds the start coordinates of the crop area set in the register 7 in the first line of the crop image corresponding to the crop area to obtain a crop image. Output. In this case, since the driver's face is imaged on the image sensor 5, the driver's face is output as a crop image.
 画像処理ECU3は、DSM1から入力したクロップ画像から顔検出を実施する(S2)。顔検出するには、例えば目、鼻、口等の特徴点を抽出して行う。このとき、運転者の姿勢が崩れている場合は、顔の中心位置がクロップ画像の中心位置から移動しているので(S3:NO)、図7に示すように顔の中心位置がクロップ画像の中心位置となるようにクロップエリアの設定を変更する(S4)。この場合、本実施形態では、クロップエリアのサイズを固定しているので、画像検出IC4に内蔵されているレジスタ7の3810~3813番地に設定されている開始座標を変更することになる。つまり、図7に示すように顔の中心位置が移動している場合は、移動分だけ開始座標に移動分を加算した値を新規の開始座標として設定する。 The image processing ECU 3 performs face detection from the crop image input from DSM1 (S2). To detect a face, for example, feature points such as eyes, nose, and mouth are extracted. At this time, if the driver's posture is out of order, the center position of the face has moved from the center position of the crop image (S3: NO), so that the center position of the face is the crop image as shown in FIG. Change the crop area setting so that it is in the center position (S4). In this case, since the size of the crop area is fixed in the present embodiment, the start coordinates set at addresses 3810 to 3813 of the register 7 built in the image detection IC 4 are changed. That is, when the center position of the face is moving as shown in FIG. 7, a value obtained by adding the movement amount to the start coordinate by the movement amount is set as the new start coordinate.
 このようにして画像処理ECU3が画像検出IC4のレジスタ7の開始座標を変更すると、画像検出IC4は、変更した開始座標のクロップエリアに対応したクロップ画像に変更した開始座標を埋込んで出力するようになる。
 具体的には、図8に示すように1600×1300サイズの画素サイズから1280×960サイズのクロップ画像を切抜くことになる。
When the image processing ECU 3 changes the start coordinate of the register 7 of the image detection IC4 in this way, the image detection IC4 embeds the changed start coordinate in the crop image corresponding to the crop area of the changed start coordinate and outputs the changed start coordinate. become.
Specifically, as shown in FIG. 8, a crop image of 1280 × 960 size is cropped from a pixel size of 1600 × 1300 size.
 尚、図9に示すように結像画像の中心位置から運転者の顔の中心位置が大きく移動しており、クロップ画像の中心位置に運転者の顔の中心位置を位置させることができない場合は、結像画像の角部にクロップ画像の角部が位置するようにクロップエリアを設定する。 As shown in FIG. 9, when the center position of the driver's face is largely moved from the center position of the imaged image and the center position of the driver's face cannot be positioned at the center position of the crop image. , Set the crop area so that the corner of the crop image is located at the corner of the imaged image.
 以上のようにしてクロップ画像を設定した場合は、顔エリアの明るさが十分かを判定し(S5)、十分でない場合は(S5:NO)、シャッタ速度やゲイン等を画像検出IC4の所定のレジスタ7に書込むことで調整する(S6)。顔エリアの明るさが十分になった場合は(S5:YES)、クロップ画像に基づいて運転者の視線方向を認識する(S7)。このとき、クロップ画像とクロップエリアの開始座標とから運転者の実際の目の位置を特定することができるので、運転者の実際の視線方向を正しく認識することができる。 When the crop image is set as described above, it is determined whether the brightness of the face area is sufficient (S5), and if it is not sufficient (S5: NO), the shutter speed, gain, etc. are determined by the image detection IC4. Adjust by writing to register 7 (S6). When the brightness of the face area becomes sufficient (S5: YES), the driver's line-of-sight direction is recognized based on the crop image (S7). At this time, since the actual eye position of the driver can be specified from the crop image and the start coordinates of the crop area, the actual line-of-sight direction of the driver can be correctly recognized.
 ところで、クロップ画像の画素数は結像画像の画素数よりも小さいものの画素のピッチは同一であり、運転者の顔の詳細を判別することが可能であることから、上述したような運転者の視線方向を認識するためにクロップ画像を用いた。
 しかしながら、例えばクロップ画像に基づいて顔認識して運転者を識別するような場合には画素数が多いことから、画像処理ECU3の処理負荷が大きい。
By the way, although the number of pixels of the crop image is smaller than the number of pixels of the imaged image, the pitch of the pixels is the same, and it is possible to determine the details of the driver's face. A crop image was used to recognize the direction of the line of sight.
However, for example, in the case of face recognition based on a crop image to identify the driver, the number of pixels is large, so that the processing load of the image processing ECU 3 is large.
 そこで、画像処理ECU3は、クロップ画像の画素データを間引くことでリサイズする(S8)。このリサイズされたサイズは必要最小限のサイズであり、図8に示すようにVGA(640×480)サイズである。 Therefore, the image processing ECU 3 resizes by thinning out the pixel data of the crop image (S8). This resized size is the minimum required size and is VGA (640 × 480) size as shown in FIG.
 そして、画像処理ECU3は、リサイズされたクロップ画像に基づいて顔認識により運転者を識別する。この顔認識では、運転者の顔を識別できれば良いので、VGAサイズであっても顔認識することができる。このように運転者を識別することで運転者毎に予め記憶したステアリングホイールやシートやバックミラー等を自動的に調整可能となる。
 画像処理ECU3は、上記の動作をフレーム毎に実施することでフレーム落ちなく、全てのフレームで運転者の顔の中心位置を正しく検出したり、顔認識したりすることができる。
Then, the image processing ECU 3 identifies the driver by face recognition based on the resized crop image. In this face recognition, it is sufficient if the driver's face can be identified, so that the face can be recognized even if the size is VGA. By identifying the driver in this way, the steering wheel, seat, rearview mirror, etc. stored in advance for each driver can be automatically adjusted.
By performing the above operation for each frame, the image processing ECU 3 can correctly detect the center position of the driver's face and recognize the face in all the frames without dropping the frame.
 以上のように、画像検出IC4のクロップ機能に着目し、運転者の顔位置に追従するようにクロップエリアをダイナミックに変更させ、顔エリアのみを切り抜くことで最小限のサイズの画像データを画像処理ECU3へ転送するので、画像処理ECU3の処理負荷を大幅に軽減することができる。 As described above, paying attention to the crop function of the image detection IC4, the crop area is dynamically changed so as to follow the driver's face position, and only the face area is cut out to process the image data of the minimum size. Since the data is transferred to the ECU 3, the processing load of the image processing ECU 3 can be significantly reduced.
 また、今後高画素カメラを用いた運転者状態の認識技術が拡大していく中で、画素数の増加に伴い、画像処理の負荷が大きくなることが想定されるが、結像画像から切抜いたクロップ画像を処理するようにしたので、高速なCPUや大容量のメモリが不要になり、製品のサイズ、コスト、発熱において有利となる。 In addition, as the driver state recognition technology using a high-pixel camera expands in the future, it is expected that the load of image processing will increase as the number of pixels increases, but it was cut out from the imaged image. Since the crop image is processed, a high-speed CPU and a large-capacity memory are not required, which is advantageous in terms of product size, cost, and heat generation.
 このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
 画像処理ECU3は、DSM1から入力したクロップ画像と当該クロップ画像に埋込まれたクロップエリアの開始座標に基づいて運転者の顔の中心位置がクロップ画像の中心位置となるようにDSM1にクロップエリアを設定すると共に、クロップ画像に基づいて運転者の視線方向を認識するので、運転者の姿勢が崩れた場合であっても運転者の視線方向を正しく認識することができる。
 画素データを間引くことでリサイズされたクロップ画像に基づいて運転者の顔認識を行うので、画像処理IC3の処理負荷を一層軽減することができる。
According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
The image processing ECU 3 provides a crop area to the DSM 1 so that the center position of the driver's face becomes the center position of the crop image based on the crop image input from the DSM 1 and the start coordinates of the crop area embedded in the crop image. Since the setting and the line-of-sight direction of the driver are recognized based on the crop image, the line-of-sight direction of the driver can be correctly recognized even when the driver's posture is lost.
Since the driver's face is recognized based on the resized crop image by thinning out the pixel data, the processing load of the image processing IC3 can be further reduced.
 (その他の実施形態)
 画像検出センサは、クロップ情報をクロップ画像に埋込むことなく独立して出力する構成としても良い。
 クロップ情報として、クロップエリアの開始座標に加えて縦サイズと横サイズも出力する構成としても良い。
 クロップ画像をリサイズすることなく運転者の顔認識を行うようにしても良い。
 運転者の状態としては運転者の視線方向に限定されることなく、例えば運転者の眠気度を判断するようにしても良い。
(Other embodiments)
The image detection sensor may be configured to independently output crop information without embedding it in the crop image.
As crop information, in addition to the starting coordinates of the crop area, the vertical size and the horizontal size may be output.
The driver's face recognition may be performed without resizing the crop image.
The state of the driver is not limited to the direction of the driver's line of sight, and for example, the degree of drowsiness of the driver may be determined.
 本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with an embodiment, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also includes various modifications and modifications within an equal range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are also within the scope of the present disclosure.

Claims (5)

  1.  設定されたクロップエリアに基づいて結像画像から切抜いたクロップ画像と前記クロップエリアを示すクロップ情報とを出力する画像検出部(4)と、
     前記画像検出部から入力した前記クロップ画像と前記クロップ情報とに基づいて運転者の顔の中心位置が前記クロップ画像の中心位置となるように前記画像検出部に前記クロップエリアを設定すると共に、前記クロップ画像に基づいて運転者の状態を監視する状態監視部(3)と、
     を備えた運転者の状態監視装置。
    An image detection unit (4) that outputs a crop image cut out from an image image based on a set crop area and crop information indicating the crop area, and
    The crop area is set in the image detection unit so that the center position of the driver's face becomes the center position of the crop image based on the crop image and the crop information input from the image detection unit, and the crop area is set. A condition monitoring unit (3) that monitors the driver's condition based on a crop image, and
    Driver condition monitoring device equipped with.
  2.  前記クロップ情報は、前記クロップエリアの開始座標を少なくとも含んでいる請求項1に記載の運転者の状態監視装置。 The driver's condition monitoring device according to claim 1, wherein the crop information includes at least the start coordinates of the crop area.
  3.  前記画像検出部は、前記クロップ情報を前記クロップ画像に埋込む請求項1または2に記載の運転者の状態監視装置。 The driver's condition monitoring device according to claim 1 or 2, wherein the image detection unit embeds the crop information in the crop image.
  4.  前記画像検出部は、前記クロップ画像に基づいて運転者の顔認識を行う請求項1から3のいずれか一項に記載の運転者の状態監視装置。 The driver's condition monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the image detection unit recognizes the driver's face based on the crop image.
  5.  前記状態監視部は、画素データを間引くことでリサイズされた前記クロップ画像に基づいて運転者の顔認識を行う請求項4に記載の運転者の状態監視装置。 The driver's condition monitoring device according to claim 4, wherein the condition monitoring unit recognizes the driver's face based on the crop image resized by thinning out the pixel data.
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