WO2020194841A1 - 評価装置、評価方法、及び評価プログラム - Google Patents

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WO2020194841A1
WO2020194841A1 PCT/JP2019/044072 JP2019044072W WO2020194841A1 WO 2020194841 A1 WO2020194841 A1 WO 2020194841A1 JP 2019044072 W JP2019044072 W JP 2019044072W WO 2020194841 A1 WO2020194841 A1 WO 2020194841A1
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WO
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frequency
sight
line
speed
moving speed
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/044072
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English (en)
French (fr)
Inventor
修二 箱嶋
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社Ｊｖｃケンウッド filed Critical 株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement

Definitions

  • This disclosure relates to an evaluation device, an evaluation method, and an evaluation program.
  • Patent Document 1 describes a method for evaluating the possibility of attention deficit / hyperactivity disorder (ADHD) among developmental disorders.
  • ADHD attention deficit / hyperactivity disorder
  • the first image is displayed in the center of the display unit
  • the second image is displayed around the first image
  • the subject is instructed to see the first image
  • the subject's note on the display unit The viewpoint is detected, and the possibility of ADHD is evaluated based on the residence time remaining in the region corresponding to each image.
  • Subjects with ADHD tend to move their gaze points more due to, for example, hyperactivity or impulsivity.
  • Patent Document 1 it was possible to indirectly evaluate the movement of the gazing point by comparing the residence time of the gazing point between the image instructed to be viewed and another image. Therefore, it is required to perform an evaluation that directly matches the characteristics of ADHD.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide an evaluation device, an evaluation method, and an evaluation program capable of performing an evaluation more directly adapted to the subject-specific characteristics of ADHD. And.
  • the evaluation device includes a line-of-sight detection unit that detects the line of sight of the subject, a moving speed calculation unit that calculates the moving speed of the line of sight of the subject, and a moving speed of the line of sight based on the calculated moving speed of the line of sight.
  • the frequency distribution calculation unit that calculates the frequency of the above and obtains the frequency distribution of the moving speed of the line of sight, the first frequency obtained from the frequency included in the first velocity range that is less than a predetermined velocity among the frequency distributions, and the above. It is provided with a calculation unit that compares a second frequency obtained from a frequency included in a second speed range that is equal to or higher than a predetermined speed, and an evaluation unit that obtains evaluation data of the subject based on the comparison result by the calculation unit.
  • the evaluation method detects the line of sight of the subject, calculates the moving speed of the line of sight of the subject, and calculates the frequency of the moving speed of the line of sight based on the calculated moving speed of the line of sight.
  • the frequency distribution of the moving speed of the line of sight is obtained, the first frequency obtained from the frequency included in the first speed range which is less than the predetermined speed, and the second speed which is equal to or higher than the predetermined speed. It includes comparing with the second frequency obtained from the speed included in the range and obtaining the evaluation data of the subject based on the comparison result.
  • the evaluation program calculates the frequency of the moving speed of the line of sight based on the process of detecting the line of sight of the subject, the process of calculating the moving speed of the line of sight of the subject, and the calculated moving speed of the line of sight.
  • the computer is made to execute a process of comparing the second frequency obtained from the speed included in the range and a process of obtaining the evaluation data of the subject based on the comparison result.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an evaluation device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the evaluation device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an evaluation image displayed on the display unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the trajectory of the gazing point for a subject who is not ADHD.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a locus of a gazing point for a subject having ADHD.
  • FIG. 6 is a diagram showing a sampled trajectory of the gazing point.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of processing for obtaining the moving speed of the gazing point.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the calculated frequency distribution.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the calculated frequency distribution.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the evaluation method according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of an evaluation device according to another example
  • the direction parallel to the first axis of the predetermined surface is the X-axis direction
  • the direction parallel to the second axis of the predetermined surface orthogonal to the first axis is the Y-axis direction
  • orthogonal to each of the first axis and the second axis is the Z-axis direction.
  • the predetermined plane includes an XY plane.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the evaluation device 100 according to the present embodiment.
  • the evaluation device 100 according to the present embodiment detects the line of sight of the subject and uses the detection result to evaluate attention deficit / hyperactivity disorder (hereinafter referred to as ADHD (Attention deficit hyperactivity disorder)).
  • the evaluation device 100 has various methods such as a method of detecting the line of sight based on the position of the pupil of the subject and the position of the corneal reflex image, a method of detecting the line of sight based on the position of the inner corner of the eye of the subject and the position of the iris, and the like.
  • the line of sight of the subject can be detected by the method.
  • the evaluation device 100 includes a display device 10, an image acquisition device 20, a computer system 30, an output device 40, an input device 50, and an input / output interface device 60.
  • the display device 10, the image acquisition device 20, the computer system 30, the output device 40, and the input device 50 perform data communication via the input / output interface device 60.
  • the display device 10 and the image acquisition device 20 each have a drive circuit (not shown).
  • the display device 10 includes a flat panel display such as a liquid crystal display (LCD) or an organic electroluminescence display (OLED).
  • the display device 10 has a display unit 11.
  • the display unit 11 displays information such as an image.
  • the display unit 11 is substantially parallel to the XY plane.
  • the X-axis direction is the left-right direction of the display unit 11
  • the Y-axis direction is the vertical direction of the display unit 11
  • the Z-axis direction is the depth direction orthogonal to the display unit 11.
  • the display device 10 may be a head-mounted display device.
  • a configuration such as the image acquisition device 20 is arranged in the head-mounted module.
  • the image acquisition device 20 acquires image data of the left and right eyeballs EB of the subject, and transmits the acquired image data to the computer system 30.
  • the image acquisition device 20 has a photographing device 21.
  • the imaging device 21 acquires image data by photographing the left and right eyeballs EB of the subject.
  • the photographing device 21 has various cameras according to the method of detecting the line of sight of the subject. For example, in the case of a method of detecting the line of sight based on the position of the pupil of the subject and the position of the reflected image of the corneal membrane, the photographing device 21 has an infrared camera and can transmit near-infrared light having a wavelength of 850 [nm], for example.
  • the photographing device 21 has an optical system and an image pickup element capable of receiving its near-infrared light. Further, for example, in the case of a method of detecting the line of sight based on the position of the inner corner of the eye of the subject and the position of the iris, the photographing device 21 has a visible light camera. The photographing device 21 outputs a frame synchronization signal. The period of the frame synchronization signal can be, for example, 20 [msec], but is not limited to this.
  • the photographing device 21 can be configured as a stereo camera having, for example, a first camera 21A and a second camera 21B, but is not limited thereto.
  • the image acquisition device 20 includes a lighting device 22 that illuminates the eyeball EB of the subject.
  • the lighting device 22 includes an LED (light emission diode) light source, and can emit near-infrared light having a wavelength of, for example, 850 [nm].
  • the lighting device 22 may not be provided.
  • the lighting device 22 emits detection light so as to synchronize with the frame synchronization signal of the photographing device 21.
  • the lighting device 22 may have, for example, a first light source 22A and a second light source 22B, but is not limited thereto.
  • the computer system 30 comprehensively controls the operation of the evaluation device 100.
  • the computer system 30 includes an arithmetic processing unit 30A and a storage device 30B.
  • the arithmetic processing device 30A includes a microprocessor such as a CPU (central processing unit).
  • the storage device 30B includes a memory or storage such as a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory).
  • the arithmetic processing unit 30A performs arithmetic processing according to the computer program 30C stored in the storage device 30B.
  • the output device 40 includes a display device such as a flat panel display.
  • the output device 40 may include a printing device.
  • the input device 50 generates input data by being operated.
  • the input device 50 includes a keyboard or mouse for a computer system.
  • the input device 50 may include a touch sensor provided on the display unit of the output device 40, which is a display device.
  • the display device 10 and the computer system 30 are separate devices.
  • the display device 10 and the computer system 30 may be integrated.
  • the evaluation device 100 may include a tablet-type personal computer.
  • the tablet-type personal computer may be equipped with a display device, an image acquisition device, a computer system, an input device, an output device, and the like.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the evaluation device 100.
  • the computer system 30 includes a display control unit 31, a gazing point detection unit 32, a moving speed calculation unit 33, a frequency distribution calculation unit 34, a calculation unit 35, and an evaluation unit 36. It has an output control unit 37 and a storage unit 38.
  • the functions of the computer system 30 are exhibited by the arithmetic processing unit 30A and the storage device 30B (see FIG. 1).
  • the computer system 30 may have some functions provided outside the evaluation device 100.
  • the display control unit 31 displays the evaluation image on the display unit 11.
  • the object included in the evaluation image may be an organism such as a person or an animal, or may be an object other than an organism.
  • the gazing point detection unit 32 detects the position data of the gazing point of the subject.
  • the gazing point detection unit 32 detects the subject's line of sight defined by the three-dimensional global coordinate system as a line-of-sight vector based on the image data of the left and right eyeballs EB of the subject acquired by the image acquisition device 20.
  • the gazing point detection unit 32 includes a configuration of a line-of-sight detection unit that detects the line of sight of the subject.
  • the gaze point detection unit 32 detects the position data of the intersection of the detected subject's line-of-sight vector and the display unit 11 of the display device 10 as the position data of the gaze point of the subject.
  • the gazing point position data is the position data of the intersection of the line-of-sight vector of the subject defined by the three-dimensional global coordinate system and the display unit 11 of the display device 10.
  • the gazing point detection unit 32 detects the position data of the gazing point of the subject at each predetermined sampling cycle.
  • This sampling cycle can be, for example, the cycle of the frame synchronization signal output from the photographing apparatus 21 (for example, every 20 [msec]).
  • the gazing point detection unit 32 stores the detected gazing point position data in the storage unit 38.
  • the moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed of the line of sight. In the present embodiment, the moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed of the gazing point detected by the gazing point detecting unit 32 as the moving speed of the line of sight. The moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed for each gaze point sampled by the gaze point detection unit 32. The moving speed calculation unit 33 first calculates the distance between the gazing point to be calculated and the gazing point sampled immediately before the gazing point. In this case, the moving speed calculation unit 33 calculates the distance based on the position data of the gazing point to be calculated and the position data of the gazing point sampled immediately before. The moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed of the gazing point by calculating the distance and then dividing the calculated distance by the above sampling cycle. The movement speed calculation unit 33 stores the calculation result as movement speed data in the storage unit 38 in association with the gazing point.
  • the frequency distribution calculation unit 34 calculates the frequency of the movement speed of the line of sight (the frequency of the movement speed of the gazing point) based on the movement speed result of the gazing point calculated by the moving speed calculation unit 33 in the above sampling cycle at a predetermined time. Then, the frequency distribution of the moving speed of the line of sight is obtained. In the present embodiment, the power of the moving speed of the gazing point is used as the power of the moving speed of the line of sight.
  • the frequency distribution calculation unit 34 stores the calculated frequency distribution in the storage unit 38 as frequency distribution data.
  • the calculation unit 35 includes the first frequency obtained from the frequency of the moving speed of the line of sight included in the first speed range which is less than the predetermined speed and the second speed range which is equal to or higher than the predetermined speed in the obtained frequency distribution. Compare with the second frequency obtained from the frequency of the moving speed of the line of sight. In the present embodiment, the calculation unit 35 compares the second frequency as, for example, the second frequency of the second speed range having a width equal to or higher than the predetermined speed and equal to the first speed range.
  • the width of the speed range equal to the first speed range includes, for example, the case where the linear axis is equal, that is, the difference is equal, and the case where, for example, the logarithmic axis is equal, that is, the ratio is equal.
  • the second frequency of the second speed range is set to the width of the speed range equal to or higher than the predetermined speed and equal to the first speed range, but the present invention is not limited to this, and the first frequency and the second frequency are the same conditions. It would be good if it could be compared with.
  • the calculation unit 35 obtains, for example, the ratio of the first frequency and the second frequency. As a case of obtaining the ratio of the first frequency and the second frequency, for example, there is a case of obtaining the ratio under the same conditions of the first frequency and the second frequency. Specifically, when calculating the ratio from the total value of the frequencies included in the first frequency and the total value of the frequencies included in the second frequency, the ratio is calculated from the maximum values of both the first frequency and the second frequency.
  • the ratio is calculated from the average value of the frequencies included in the first frequency and the average value of the frequencies included in the second frequency.
  • the first speed range is a range including the moving speed of the line of sight having the slowest moving speed.
  • the first speed range is a range including the moving speed of the gazing point having the slowest moving speed.
  • the calculation unit 35 stores, for example, the comparison result between the first frequency and the second frequency in the storage unit 38 as comparison data. Further, the calculation unit 35 has a timer for detecting the elapsed time since the evaluation image is displayed on the display unit 11 and a management timer for managing the reproduction time of the evaluation image.
  • the evaluation unit 36 obtains the evaluation data of the subject based on the comparison result in the calculation unit 35.
  • the evaluation unit 36 obtains the evaluation data of the subject based on the ratio.
  • the input / output control unit 37 acquires data (image data of the eyeball EB, input data, etc.) from at least one of the image acquisition device 20 and the input device 50. Further, the input / output control unit 37 outputs data to at least one of the display device 10 and the output device 40. The input / output control unit 37 may output a task for the subject from an output device 40 such as a speaker.
  • the storage unit 38 stores the above-mentioned position data, movement speed data, frequency distribution data, comparison data, and evaluation data.
  • the storage unit 38 calculates the frequency of the line-of-sight movement speed based on the process of detecting the subject's line of sight, the process of calculating the subject's line-of-sight movement speed, and the calculated line-of-sight movement speed of the line-of-sight. From the process of obtaining the frequency distribution of the moving speed, the first frequency obtained from the frequency included in the first speed range that is less than the predetermined speed, and the frequency included in the second speed range that is equal to or higher than the predetermined speed.
  • An evaluation program for causing a computer to execute a process of comparing the required second velocity and a process of obtaining the evaluation data of the subject based on the comparison result is stored.
  • evaluation method Next, the evaluation method according to the present embodiment will be described.
  • the possibility of ADHD of the subject is evaluated by using the evaluation device 100 described above.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the evaluation image E displayed on the display unit 11.
  • the display control unit 31 displays the evaluation image E on the display unit 11.
  • the object included in the evaluation image E may be an organism such as a person or an animal, or may be an object other than an organism.
  • a classroom with a teacher and a student is shown as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the evaluation image E will be described by taking the case where one image is used as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the evaluation image E may be, for example, a plurality of divided images.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the locus Q of the gazing point P for a subject who is not ADHD.
  • a subject who is not ADHD does not frequently move the gazing point P, and even if the gazing point P is moved, for example, as shown in FIG. 4, he gazes at a person's face or hand. Therefore, the line-of-sight staying time tends to be long.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the locus R of the gazing point P for a subject having ADHD. As shown in FIG. 5, subjects with ADHD tend to move the gazing point P impulsively, and the gazing point P tends to move frequently. Subjects with ADHD tend to move the gazing point more often during the period when the evaluation image E is displayed, and to stop the gazing point less often.
  • the moving speed of the gazing point of the subject is detected, the frequency distribution of the moving speed is obtained, and the moving speed of the gazing point is smaller than the others, for example, when the gazing point is stopped.
  • the ratio of frequency is calculated, and the subject is evaluated based on the calculation result.
  • the gazing point detection unit 32 detects the position of the gazing point P of the subject every predetermined sampling cycle (for example, 20 [msec]) during the period when the evaluation image E is displayed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a locus Q of the sampled gazing point P.
  • FIG. 6 corresponds to the example shown in FIG. 4 above.
  • the moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed of the gazing point detected by the gazing point detecting unit 32 as the moving speed of the line of sight.
  • the moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed for each gaze point sampled by the gaze point detection unit 32.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of processing for obtaining the moving speed of the gazing point.
  • four gazing points n-1st, nth, n + 1th, n + 2nd
  • the moving speed calculation unit 33 calculates the distance between the gazing point to be calculated and the gazing point sampled immediately before the gazing point. For example, when the n + 1th gaze point is the calculation target, the distance from the nth gaze point, which is the gaze point sampled immediately before, is calculated. In this case, the moving speed calculation unit 33 calculates the distance based on the position data of the n + 1th gaze point and the position data of the nth gaze point. In the example of FIG.
  • the moving speed calculation unit 33 does not calculate the moving speed for the first sampled gazing point because there is no comparison target.
  • the movement speed calculation unit 33 stores the calculation result as movement speed data in the storage unit 38 in association with the gazing point.
  • the frequency distribution calculation unit 34 calculates the frequency of the movement speed of the gazing point based on the calculation result of the movement speed calculation unit 33, and obtains the frequency distribution of the movement speed.
  • 8 and 9 are diagrams showing an example of the calculated frequency distribution. Note that FIG. 8 shows an example of the frequency of the subject who is not ADHD shown in FIG. Further, FIG. 9 shows an example of the frequency of the subject having ADHD shown in FIG. In FIGS. 8 and 9, the horizontal axis represents the moving speed and the vertical axis represents the frequency.
  • the moving speed of the gazing point P having a slow moving speed is higher than the moving speed of the gazing point P having a slow moving speed.
  • the calculation unit 35 is obtained from the frequency of the moving speed of the line of sight included in the first speed range R1 which is less than the predetermined speed (for example, the speed Va in FIGS. 8 and 9) in the obtained frequency distribution.
  • the 1st power is compared with the 2nd power obtained from the power of the moving speed of the line of sight included in the second speed range R2 which is equal to or higher than the predetermined speed Va.
  • the calculation unit 35 compares the second frequency as the second frequency of the second speed range R2 having a width equal to or higher than the predetermined speed Va and equal to the first speed range R1.
  • the first velocity range R1 is a range including the velocity (Vmin) of the gazing point at which the moving velocity is minimized.
  • the first speed range R1 is 0 or more and less than a predetermined speed Va.
  • the second speed range R2 is equal to or higher than the predetermined speed Va and less than the predetermined speed Vb.
  • Vb 2 ⁇ Va. That is, the first speed range R1 and the second speed range R2 have a width Va of equal speed ranges.
  • the width of the speed range equal to the first speed range R1 may be the same on the linear axis, that is, the difference may be the same as described above, or the same on the logarithmic axis, that is, the ratios are the same. It may be.
  • the first power is the sum of the powers of the moving speed of the gazing point P included in the first speed range R1.
  • the second power is the sum of the powers of the moving speed of the gazing point P included in the second speed range R2.
  • the calculation unit 35 obtains, for example, the ratio between the first frequency and the second frequency.
  • the ratio between the first frequency and the second frequency for example, when calculating the ratio between the total values of both the first frequency and the second frequency, the maximum of both the first frequency and the second frequency.
  • the ratio between the values when calculating the ratio between the minimum values of both the first frequency and the second frequency, when calculating the ratio between the average values of both the first frequency and the second frequency And so on.
  • the ratio since the first frequency has a higher value than the second frequency, the ratio is larger than 1.
  • the ratio is close to 1.
  • the evaluation unit 36 obtains the evaluation data of the subject based on the comparison result in the calculation unit 35.
  • the evaluation unit 36 obtains the evaluation data of the subject based on the ratio obtained by the calculation unit 35.
  • the evaluation unit 36 can obtain evaluation data by determining whether or not the value of the evaluation value ANS is equal to or higher than a predetermined threshold value K. For example, when the evaluation value ANS is equal to or higher than the threshold value K, the moving speed of the gazing point P having a slow moving speed is higher than the moving speed of the gazing point P having a fast moving speed, and the frequency of moving the gazing point P is high. It can be evaluated that the subject is unlikely to have ADHD. Further, when the evaluation value ANS is less than the threshold value K, the subject has ADHD because the frequency of the movement speed of the gazing point P having a slow moving speed is lower than that of the subject who is not ADHD and the frequency of moving the gazing point P is high. It can be evaluated that there is a high possibility that.
  • the evaluation unit 36 can store the value of the evaluation value ANS in the storage unit 38.
  • the evaluation value ANS for the same subject may be cumulatively stored and evaluated when compared with the past evaluation value. For example, when the evaluation value ANS is higher than the past evaluation value, it is possible to evaluate that the symptom of ADHD is improved as compared with the previous evaluation. In addition, when the cumulative value of the evaluation value ANS is gradually increasing, it is possible to evaluate that the symptoms of ADHD are gradually improved.
  • the input / output control unit 37 determines, for example, the character data of "the subject is unlikely to have ADHD" or the character data according to the evaluation data. It is possible to output the character data or the like of "the subject is likely to have ADHD" to the output device 40. Further, the input / output control unit 37 outputs character data such as "ADHD symptoms have been improved" when the evaluation value ANS for the same subject is higher than the past evaluation value ANS. It can be output to 40.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the evaluation method according to the present embodiment.
  • the display control unit 31 first displays the evaluation image E on the display unit 11 (step S101).
  • the gazing point detection unit 32 starts gazing point detection (step S102).
  • the gazing point detection unit 32 samples the gazing point at a predetermined sampling cycle (for example, every 20 [msec]) (step S103).
  • the calculation unit 35 determines whether or not the predetermined time has elapsed (step S104).
  • the predetermined time in step S104 is the time required for evaluation.
  • the predetermined time can be arbitrarily set as long as the time required for evaluation can be secured. If it is determined that the predetermined time has not elapsed (No in step S104), the processes after step S103 are repeated. When it is determined that the predetermined time has elapsed (Yes in step S104), the gazing point detection unit 32 stops gazing point detection (step S105).
  • the moving speed calculation unit 33 calculates the moving speed of the gazing point based on the sampled gazing point.
  • the moving speed calculation unit 33 does not calculate the moving speed for the first sampled gazing point because there is no comparison target (step S106).
  • the movement speed calculation unit 33 obtains the distance Ln between the second and subsequent n + 1th gaze points and the nth gaze point sampled immediately before that (step S107), and the movement speed is based on the distance Ln. Vn is obtained (step S108).
  • the moving speed calculation unit 33 determines whether or not the number of gazing points has reached a predetermined number N (step S109). In step S109, the predetermined number N of gazing points is the number of gazing points sampled at the above-mentioned predetermined time.
  • step S109 When it is determined that the number of gazing points has not reached the predetermined number N (No in step S109), the processes after step S107 are repeated.
  • the frequency distribution calculation unit 34 calculates the frequency distribution of the moving speed Vn based on the moving speed Vn (step S110). ..
  • the calculation unit 35 obtains and compares the first frequency, which is less than the predetermined speed, and the second frequency, which is equal to or higher than the predetermined speed, in the frequency distribution (step S111). In step S111, the calculation unit 35 obtains, for example, the ratio of the first frequency and the second frequency.
  • the evaluation unit 36 obtains the evaluation value ANS based on the comparison result between the first frequency and the second frequency (step S112).
  • the evaluation unit 36 determines whether or not the evaluation value ANS is equal to or higher than the threshold value (K) (step S113). When the evaluation value ANS is not equal to or higher than the threshold value (less than the threshold value) (No in step S113), the evaluation unit 36 evaluates that the subject is likely to have ADHD because the gazing point P tends to be moved frequently. After that (step S114), the process ends. When the evaluation value ANS is equal to or higher than the threshold value (Yes in step S113), the evaluation unit 36 evaluates that the subject is unlikely to have ADHD because the frequency of moving the gazing point P is low (step S115). End the process.
  • the evaluation device 100 is calculated by the gazing point detection unit 32 that detects the gazing point P of the subject and the moving speed calculation unit 33 that calculates the moving speed of the gazing point P of the subject.
  • the frequency distribution calculation unit 34 that calculates the frequency of the moving speed of the gazing point P based on the moving speed of the line of sight and obtains the frequency distribution of the moving speed of the line of sight, and the first speed range of the frequency distribution that is less than a predetermined speed. Based on the comparison results by the calculation unit 35 and the calculation unit 35 that compare the first frequency obtained from the frequency included in R1 and the second frequency obtained from the frequency included in the second speed range R2 which is equal to or higher than the predetermined speed. It is provided with an evaluation unit 36 for obtaining evaluation data of the subject.
  • the evaluation method is to detect the gazing point P of the subject, calculate the moving speed of the gazing point P of the subject, and calculate the frequency of the gazing point P based on the calculated moving speed of the line of sight. Calculate and obtain the frequency distribution of the moving speed of the line of sight, the first frequency obtained from the frequency included in the first speed range R1 which is less than the predetermined speed, and the second frequency distribution which is equal to or higher than the predetermined speed. It includes comparing with the second frequency obtained from the frequency included in the speed range R2, and obtaining the evaluation data of the subject based on the comparison result.
  • the evaluation program has a process of detecting the gazing point P of the subject, a process of calculating the moving speed of the gazing point P of the subject, and a frequency of the gazing point P based on the calculated moving speed of the line of sight.
  • the computer is made to execute a process of comparing with the second frequency obtained from the frequency included in the speed range R2 and a process of obtaining evaluation data of the subject based on the comparison result.
  • Subjects with ADHD tend to move their gaze points more during the evaluation period due to, for example, hyperactivity or impulsivity, and tend to stay or stop their gaze points less often than subjects without ADHD.
  • the moving speed of the gazing point of the subject is detected, the frequency distribution of the moving speed is obtained, and the ratio of the moving speed of the gazing point with a slow moving speed is calculated. It is calculated and the subject is evaluated based on the calculation result. As a result, it is possible to perform an evaluation that directly matches the characteristics of ADHD, so that the subject can be evaluated with high accuracy.
  • the calculation unit 35 obtains the ratio between the first frequency and the second frequency, and the evaluation unit 36 calculates the evaluation data of the subject based on the ratio.
  • the ratio of the power of the moving speed of the gazing point where the moving speed is slow can be calculated easily and with high accuracy.
  • the first speed range R1 is a range including the moving speed of the line of sight having the slowest moving speed
  • the second speed range R2 is the width of the speed range equal to the first speed range R1. Is.
  • the evaluation device 100 after instructing the subject to gaze at an arbitrary object, the evaluation of the moving speed may be started. As a result, the difference in moving speed between the subject with ADHD and the subject without ADHD appears remarkably, so that the subject can be evaluated with high accuracy.
  • the display unit 11 the gazing point detection unit 32 that detects the position of the gazing point P that is the intersection of the subject's line of sight and the display unit 11, and the evaluation image E on the display unit 11.
  • the movement speed calculation unit 33 obtains the movement speed of the gazing point P as the movement speed of the line of sight
  • the frequency distribution calculation unit 34 determines the frequency of the movement speed of the gazing point P as the line of sight. It is calculated as the frequency of the moving speed of.
  • the moving speed of the gazing point P can be obtained while the evaluation image E is displayed on the display unit 11.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation device 100A according to another example.
  • the evaluation device 100A has a configuration in which the display unit 11 is not provided as compared with the evaluation device 100 described in the above embodiment.
  • the gazing point detection unit 32 exerts the function of the line-of-sight detection unit that calculates the line-of-sight vector of the subject.
  • a line-of-sight detection unit that calculates the line-of-sight vector of the subject may be provided.
  • the gazing point detection unit 32 calculates the line-of-sight vector will be described as an example.
  • the gazing point detection unit 32 detects the subject's line-of-sight vector at a predetermined sampling cycle.
  • the movement speed calculation unit 33 calculates the movement speed based on the displacement of the line-of-sight vector detected at each predetermined cycle. For example, as shown in FIG. 11, the displacement Ve between the line-of-sight vector E2 to be calculated and the line-of-sight vector E1 sampled immediately before the line-of-sight vector E2 is obtained.
  • the movement speed calculation unit 33 can obtain the movement speed by calculating the distance of the displacement Ve and dividing the calculation result by the sampling cycle.
  • the other processes are the same as those in the above embodiment. As a result, the subject can be evaluated with high accuracy even in a configuration in which the display unit 11 is not provided.
  • the technical scope of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure.
  • the evaluation device 100 may be used as an evaluation device other than the evaluation of the possibility of ADHD, such as the evaluation of the possibility of cognitive dysfunction and brain dysfunction and the evaluation of visual cognitive function.
  • the evaluation device, evaluation method, and evaluation program of the present disclosure can be used, for example, in a line-of-sight detection device.

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Abstract

評価装置は、被験者の視線を検出する視線検出部と、被験者の視線の移動速度を算出する移動速度算出部と、算出された視線の移動速度に基づいて視線の移動速度の度数を算出し、視線の移動速度の度数分布を求める度数分布算出部と、度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する演算部と、演算部による比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める評価部とを備える。

Description

評価装置、評価方法、及び評価プログラム
　本開示は、評価装置、評価方法、及び評価プログラムに関する。
　最近、発達障がい者が増加傾向にあると言われている。発達障がいは、早期に発見し療育を開始することで症状を軽減し、社会に適応できる効果が高くなることがわかっており、客観的かつ効率的に発達障がいの可能性を評価可能な評価装置が求められている。
　特許文献１には、発達障がいのうち、注意欠如・多動症（ＡＤＨＤ（Attention　deficit　hyperactivity　disorder））の可能性を評価する手法が記載されている。この手法では、表示部の中央に第１画像を表示し、第１画像の周囲に第２画像を表示し、被験者には第１画像を見るように指示した上で、表示部における被験者の注視点を検出し、各画像に対応する領域に滞留する滞留時間に基づいてＡＤＨＤの可能性を評価する。
特開２０１６－１７１８４９号公報
　ＡＤＨＤの被験者は、例えば多動性又は衝動性により注視点の移動が多くなる傾向にある。特許文献１記載の手法では、見るように指示した画像と他の画像との注視点の滞留時間を比較することにより、注視点の移動を間接的に評価することが可能であった。そこで、ＡＤＨＤの特性に直接的に適合した評価を行うことが求められている。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、ＡＤＨＤの被験者特有の特性に対してより直接的に適合した評価を行うことができる評価装置、評価方法、及び評価プログラムを提供することを目的とする。
　本開示に係る評価装置は、被験者の視線を検出する視線検出部と、被験者の視線の移動速度を算出する移動速度算出部と、算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求める度数分布算出部と、前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する演算部と、前記演算部による比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求める評価部とを備える。
　本開示に係る評価方法は、被験者の視線を検出することと、被験者の視線の移動速度を算出することと、算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求めることと、前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較することと、比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求めることとを含む。
　本開示に係る評価プログラムは、被験者の視線を検出する処理と、被験者の視線の移動速度を算出する処理と、算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求める処理と、前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する処理と、比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求める処理とをコンピュータに実行させる。
　本開示によれば、ＡＤＨＤの被験者特有の特性に対してより直接的に適合した評価を行うことができる。
図１は、本実施形態に係る評価装置の一例を模式的に示す図である。 図２は、評価装置の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、表示部に表示する評価用画像の一例を示す図である。 図４は、ＡＤＨＤではない被験者について注視点の軌跡の一例を示す図である。 図５は、ＡＤＨＤである被験者について注視点の軌跡の一例を示す図である。 図６は、サンプリングされた注視点の軌跡を示す図である。 図７は、注視点の移動速度を求める処理の一例を模式的に示す図である。 図８は、算出された度数分布の一例を示す図である。 図９は、算出された度数分布の一例を示す図である。 図１０は、本実施形態に係る評価方法の一例を示すフローチャートである。 図１１は、他の例に係る評価装置の構成を模式的に示す図である。
　以下、本開示に係る評価装置、評価方法、及び評価プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　以下の説明においては、三次元グローバル座標系を設定して各部の位置関係について説明する。所定面の第１軸と平行な方向をＸ軸方向とし、第１軸と直交する所定面の第２軸と平行な方向をＹ軸方向とし、第１軸及び第２軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向とする。所定面はＸＹ平面を含む。
　［評価装置］
　図１は、本実施形態に係る評価装置１００の一例を模式的に示す図である。本実施形態に係る評価装置１００は、被験者の視線を検出し、検出結果を用いることで注意欠如・多動症（以下、ＡＤＨＤ（Attention　deficit　hyperactivity　disorder）と表記する）についての評価を行う。評価装置１００は、例えば被験者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出する方法、又は被験者の目頭の位置と虹彩の位置とに基づいて視線を検出する方法等、各種の方法により被験者の視線を検出することができる。
　図１に示すように、評価装置１００は、表示装置１０と、画像取得装置２０と、コンピュータシステム３０と、出力装置４０と、入力装置５０と、入出力インターフェース装置６０とを備える。表示装置１０、画像取得装置２０、コンピュータシステム３０、出力装置４０及び入力装置５０は、入出力インターフェース装置６０を介してデータ通信を行う。表示装置１０及び画像取得装置２０は、それぞれ不図示の駆動回路を有する。
　表示装置１０は、液晶ディスプレイ（liquid　crystal　display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（organic　electroluminescence　display：ＯＬＥＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。本実施形態において、表示装置１０は、表示部１１を有する。表示部１１は、画像等の情報を表示する。表示部１１は、ＸＹ平面と実質的に平行である。Ｘ軸方向は表示部１１の左右方向であり、Ｙ軸方向は表示部１１の上下方向であり、Ｚ軸方向は表示部１１と直交する奥行方向である。表示装置１０は、ヘッドマウント型ディスプレイ装置であってもよい。表示装置１０がヘッドマウント型ディスプレイ装置である場合、ヘッドマウントモジュール内に画像取得装置２０のような構成が配置されることになる。
　画像取得装置２０は、被験者の左右の眼球ＥＢの画像データを取得し、取得した画像データをコンピュータシステム３０に送信する。画像取得装置２０は、撮影装置２１を有する。撮影装置２１は、被験者の左右の眼球ＥＢを撮影することで画像データを取得する。撮影装置２１は、被験者の視線を検出する方法に応じた各種カメラを有する。例えば被験者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出する方式の場合、撮影装置２１は、赤外線カメラを有し、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を透過可能な光学系と、その近赤外光を受光可能な撮像素子とを有する。また、例えば被験者の目頭の位置と虹彩の位置とに基づいて視線を検出する方式の場合、撮影装置２１は、可視光カメラを有する。撮影装置２１は、フレーム同期信号を出力する。フレーム同期信号の周期は、例えば２０［ｍｓｅｃ］とすることができるが、これに限定されない。撮影装置２１は、例えば第１カメラ２１Ａ及び第２カメラ２１Ｂを有するステレオカメラの構成とすることができるが、これに限定されない。
　また、例えば被験者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出する方式の場合、画像取得装置２０は、被験者の眼球ＥＢを照明する照明装置２２を有する。照明装置２２は、ＬＥＤ（light　emitting　diode）光源を含み、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を射出可能である。なお、例えば被験者の目頭の位置と虹彩の位置とに基づいて視線を検出する方式の場合、照明装置２２は設けられなくてもよい。照明装置２２は、撮影装置２１のフレーム同期信号に同期するように検出光を射出する。照明装置２２は、例えば第１光源２２Ａ及び第２光源２２Ｂを有する構成とすることができるが、これに限定されない。
　コンピュータシステム３０は、評価装置１００の動作を統括的に制御する。コンピュータシステム３０は、演算処理装置３０Ａ及び記憶装置３０Ｂを含む。演算処理装置３０Ａは、ＣＰＵ（central　processing　unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置３０Ｂは、ＲＯＭ（read　only　memory）及びＲＡＭ（random　access　memory）のようなメモリ又はストレージを含む。演算処理装置３０Ａは、記憶装置３０Ｂに記憶されているコンピュータプログラム３０Ｃに従って演算処理を実施する。
　出力装置４０は、フラットパネルディスプレイのような表示装置を含む。なお、出力装置４０は、印刷装置を含んでもよい。入力装置５０は、操作されることにより入力データを生成する。入力装置５０は、コンピュータシステム用のキーボード又はマウスを含む。なお、入力装置５０が表示装置である出力装置４０の表示部に設けられたタッチセンサを含んでもよい。
　本実施形態に係る評価装置１００は、表示装置１０とコンピュータシステム３０とが別々の装置である。なお、表示装置１０とコンピュータシステム３０とが一体でもよい。例えば評価装置１００がタブレット型パーソナルコンピュータを含んでもよい。この場合、当該タブレット型パーソナルコンピュータに、表示装置、画像取得装置、コンピュータシステム、入力装置、出力装置等が搭載されてもよい。
　図２は、評価装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、コンピュータシステム３０は、表示制御部３１と、注視点検出部３２と、移動速度算出部３３と、度数分布算出部３４と、演算部３５と、評価部３６と、入出力制御部３７と、記憶部３８とを有する。コンピュータシステム３０の機能は、演算処理装置３０Ａ及び記憶装置３０Ｂ（図１参照）によって発揮される。なお、コンピュータシステム３０は、一部の機能が評価装置１００の外部に設けられてもよい。
　表示制御部３１は、評価用画像を表示部１１に表示する。本実施形態において、評価用画像に含まれる対象物は、人物、動物等の生物であってもよいし、生物以外の対象物であってもよい。
　注視点検出部３２は、被験者の注視点の位置データを検出する。本実施形態において、注視点検出部３２は、画像取得装置２０によって取得される被験者の左右の眼球ＥＢの画像データに基づいて、三次元グローバル座標系で規定される被験者の視線を視線ベクトルとして検出する。したがって、本実施形態において、注視点検出部３２は、被験者の視線を検出する視線検出部の構成を含んでいる。注視点検出部３２は、検出した被験者の視線ベクトルと表示装置１０の表示部１１との交点の位置データを、被験者の注視点の位置データとして検出する。つまり、本実施形態において、注視点の位置データは、三次元グローバル座標系で規定される被験者の視線ベクトルと、表示装置１０の表示部１１との交点の位置データである。注視点検出部３２は、規定のサンプリング周期毎に被験者の注視点の位置データを検出する。このサンプリング周期は、例えば撮影装置２１から出力されるフレーム同期信号の周期（例えば２０［ｍｓｅｃ］毎）とすることができる。注視点検出部３２は、検出した注視点の位置データを記憶部３８に記憶させる。
　移動速度算出部３３は、視線の移動速度を算出する。本実施形態において、移動速度算出部３３は、注視点検出部３２において検出された注視点の移動速度を視線の移動速度として算出する。移動速度算出部３３は、注視点検出部３２によってサンプリングされる注視点毎に移動速度を算出する。移動速度算出部３３は、まず、算出対象となる注視点と、当該注視点の直前にサンプリングされた注視点との間の距離を算出する。この場合、移動速度算出部３３は、算出対象となる注視点の位置データと直前にサンプリングされた注視点の位置データとに基づいて、距離を算出する。移動速度算出部３３は、距離を算出した後、算出した距離を上記のサンプリング周期で除算することにより、注視点の移動速度を算出する。移動速度算出部３３は、算出結果を、移動速度データとして注視点と対応付けて記憶部３８に記憶させる。
　度数分布算出部３４は、所定時間に上記のサンプリング周期で移動速度算出部３３において算出された注視点の移動速度結果に基づいて視線の移動速度の度数（注視点の移動速度の度数）を算出し、視線の移動速度の度数分布を求める。本実施形態では、視線の移動速度の度数として、注視点の移動速度の度数を用いる。度数分布算出部３４は、算出した度数分布を、度数分布データとして記憶部３８に記憶させる。
　演算部３５は、求められた度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる視線の移動速度の度数から求められる第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲に含まれる視線の移動速度の度数から求められる第２度数とを比較する。本実施形態において、演算部３５は、第２度数を、例えば、所定速度以上であり第１速度範囲と等しい速度範囲の幅の第２速度範囲の第２度数として比較する。また、第１速度範囲と等しい速度範囲の幅としては、例えばリニア軸において等しい場合、つまり差分が等しい場合、また、例えば対数軸において等しい場合、つまり割合が等しい場合、等が挙げられる。本実施形態では、第２速度範囲の第２度数を所定速度以上であり第１速度範囲と等しい速度範囲の幅としたが、これに限定されず、第１度数と第２度数とを同じ条件で比較できればよい。演算部３５は、例えば第１度数と第２度数との比を求める。第１度数と第２度数との比を求める場合として、例えば第１度数と第２度数とを同じ条件として比を求める場合が挙げられる。具体的には、第１度数に含まれる度数の合計値と第２度数に含まれる度数の合計値とから比を求める場合、第１度数及び第２度数の双方の度数の最大値同士から比を求める場合、第１度数及び第２度数の双方の度数の最小値同士から比を求める場合、第１度数に含まれる度数の平均値と第２度数に含まれる度数の平均値とから比を求める場合、等が挙げられる。ここで、第１速度範囲は、移動速度が最も遅い視線の移動速度を含む範囲である。本実施形態において、第１速度範囲は、移動速度が最も遅い注視点の移動速度を含む範囲である。演算部３５は、例えば第１度数と第２度数との比較結果を比較データとして記憶部３８に記憶する。また、演算部３５は、表示部１１に評価用画像が表示されてからの経過時間を検出するタイマと、評価用画像の再生時間を管理する管理タイマとを有する。
　評価部３６は、演算部３５における比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める。評価部３６は、演算部３５において第１度数と第２度数との比が求められる場合、当該比に基づいて被験者の評価データを求める。
　入出力制御部３７は、画像取得装置２０及び入力装置５０の少なくとも一方からのデータ（眼球ＥＢの画像データ、入力データ等）を取得する。また、入出力制御部３７は、表示装置１０及び出力装置４０の少なくとも一方にデータを出力する。入出力制御部３７は、被験者に対する課題をスピーカ等の出力装置４０から出力してもよい。
　記憶部３８は、上記の位置データ、移動速度データ、度数分布データ、比較データ及び評価データを記憶する。また、記憶部３８は、被験者の視線を検出する処理と、被験者の視線の移動速度を算出する処理と、算出された視線の移動速度に基づいて視線の移動速度の度数を算出し、視線の移動速度の度数分布を求める処理と、度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する処理と、比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める処理とをコンピュータに実行させる評価プログラムを記憶する。
　［評価方法］
　次に、本実施形態に係る評価方法について説明する。本実施形態に係る評価方法では、上記の評価装置１００を用いることにより、被験者のＡＤＨＤの可能性について評価する。
　図３は、表示部１１に表示する評価用画像Ｅの一例を示す図である。図３に示すように、表示制御部３１は、評価用画像Ｅを表示部１１に表示する。評価用画像Ｅに含まれる対象物は、人物、動物等の生物であってもよいし、生物以外の対象物であってもよい。本実施形態では、教師と生徒とがいる教室が例として示されているが、これに限定されない。また、本実施形態において、評価用画像Ｅは、１つの画像を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限定されない。評価用画像Ｅは、例えば分割された複数の画像であってもよい。
　図４は、ＡＤＨＤではない被験者について注視点Ｐの軌跡Ｑの一例を示す図である。図４に示すように、ＡＤＨＤではない被験者は、注視点Ｐを移動させる頻度が少なく、注視点Ｐの移動があったとしても、例えば図４に示すように、人物の顔や手などを注視するため視線の停留時間が長くなる傾向にある。
　図５は、ＡＤＨＤである被験者について注視点Ｐの軌跡Ｒの一例を示す図である。図５に示すように、ＡＤＨＤである被験者は、衝動的に注視点Ｐを移動させる傾向にあり、注視点Ｐの移動の頻度も高い傾向にある。ＡＤＨＤである被験者は、評価用画像Ｅが表示される期間において注視点の移動が多くなり、注視点を停止させることが少ない傾向にある。
　そこで、本実施形態では、被験者の注視点の移動速度を検出し、移動速度の度数分布を求め、例えば停止している注視点等、移動速度が他と比べて小さくなる注視点の移動速度の度数の割合を算出し、算出結果に基づいて被験者を評価するものである。
　注視点検出部３２は、評価用画像Ｅが表示される期間において、規定のサンプリング周期（例えば２０［ｍｓｅｃ］）毎に、被験者の注視点Ｐの位置を検出する。図６は、サンプリングされた注視点Ｐの軌跡Ｑを示す図である。図６は、上記の図４に示す例と対応している。移動速度算出部３３は、注視点検出部３２において検出された注視点の移動速度を視線の移動速度として算出する。移動速度算出部３３は、注視点検出部３２によってサンプリングされる注視点毎に移動速度を算出する。
　図７は、注視点の移動速度を求める処理の一例を模式的に示す図である。図７では、４つの注視点（ｎ－１個目、ｎ個目、ｎ＋１個目、ｎ＋２個目）を例として説明する。図７に示すように、移動速度算出部３３は、算出対象となる注視点と、当該注視点の直前にサンプリングされた注視点との間の距離を算出する。例えば、ｎ＋１個目の注視点が算出対象となる場合、直前にサンプリングされた注視点であるｎ個目の注視点との間の距離を算出する。この場合、移動速度算出部３３は、ｎ＋１個目の注視点の位置データと、ｎ個目の注視点の位置データとに基づいて、距離を算出する。図７の例では、表示部１１上の平面における距離であるため、距離Ｌｎは、
　Ｌｎ＝｛（Ｘ座標の差分）２＋（Ｙ座標の差分）２｝１／２
　として表される。ｎ－１個目の注視点とｎ個目の注視点との距離、及びｎ＋１個目の注視点とｎ＋２個目の注視点との距離についても同様である。なお、移動速度算出部３３は、１個目にサンプリングされた注視点については、比較対象が存在しないため、移動速度を算出しない。
　移動速度算出部３３は、距離を算出した後、算出した距離を上記のサンプリング周期で除算することにより、注視点の移動速度を算出する。つまり、移動速度Ｖｎは、
　Ｖｎ＝Ｌｎ／（サンプリング周期）
　として表される。移動速度算出部３３は、算出結果を、移動速度データとして注視点と対応付けて記憶部３８に記憶させる。
　度数分布算出部３４は、移動速度算出部３３の算出結果に基づいて注視点の移動速度の度数を算出し、移動速度の度数分布を求める。図８及び図９は、算出された度数分布の一例を示す図である。なお、図８は、図４に示すＡＤＨＤではない被験者についての度数の一例を示す。また、図９は、図５に示すＡＤＨＤである被験者の度数の一例を示す。図８及び図９において、横軸が移動速度を示し、縦軸が度数を示す。
　ＡＤＨＤではない被験者は、注視点Ｐを移動させる頻度が少なく、人物の顔や手などを注視するため注視点の停留時間が長くなる傾向にある。このため、図８に示すように、移動速度が速い注視点Ｐの移動速度の度数に比べて、移動速度が遅い注視点Ｐの移動速度の度数が高くなっている。
　一方、ＡＤＨＤである被験者は、多くの物を注視するため注視点Ｐを移動させる傾向にある。このため、ＡＤＨＤである被験者は、評価用画像Ｅが表示される期間において注視点を移動させる頻度が高くなり、注視点を停止させることが少ない傾向にある。このため、図９に示すように、移動速度が遅い注視点Ｐの移動速度の度数が、ＡＤＨＤではない被験者に比べて低くなっている。
　そこで、演算部３５は、求められた度数分布のうち、所定速度（例えば、図８及び図９の速度Ｖａ）未満である第１速度範囲Ｒ１に含まれる視線の移動速度の度数から求められる第１度数と、所定速度Ｖａ以上である第２速度範囲Ｒ２に含まれる視線の移動速度の度数から求められる第２度数とを比較する。本実施形態において、演算部３５は、第２度数を、所定速度Ｖａ以上であり第１速度範囲Ｒ１と等しい速度範囲の幅の第２速度範囲Ｒ２の第２度数として比較する。第１速度範囲Ｒ１は、移動速度が最小となる注視点の速度（Ｖｍｉｎ）を含む範囲である。本実施形態において、第１速度範囲Ｒ１は、０以上、所定速度Ｖａ未満である。第２速度範囲Ｒ２は、所定速度Ｖａ以上、所定速度Ｖｂ未満である。ただし、Ｖｂ＝２・Ｖａである。つまり、第１速度範囲Ｒ１と第２速度範囲Ｒ２とは、互いに等しい速度範囲の幅Ｖａの範囲となっている。なお、第１速度範囲Ｒ１と等しい速度範囲の幅としては、上記のようにリニア軸において等しい場合、つまり差分が等しい場合であってもよいし、例えば対数軸において等しい場合、つまり割合が等しい場合であってもよい。第１度数は、第１速度範囲Ｒ１に含まれる注視点Ｐの移動速度の度数の総和である。第２度数は、第２速度範囲Ｒ２に含まれる注視点Ｐの移動速度の度数の総和である。
　演算部３５は、第１度数と第２度数とを比較する際、例えば第１度数と第２度数との比を求める。第１度数と第２度数との比を求める場合として、例えば第１度数及び第２度数の双方の度数の合計値同士で比を求める場合、第１度数及び第２度数の双方の度数の最大値同士で比を求める場合、第１度数及び第２度数の双方の度数の最小値同士で比を求める場合、第１度数及び第２度数の双方の度数の平均値同士で比を求める場合、等が挙げられる。図８に示す例では、第１度数の方が第２度数に比べて高い値となるため、比は１よりも大きい値となる。図９に示す例では、第１度数と第２度数とはほぼ等しい値となるため、比は１に近い値となる。
　評価部３６は、演算部３５における比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める。評価部３６は、演算部３５において求められた比に基づいて、被験者の評価データを求める。この場合、評価値ＡＮＳは、
　ＡＮＳ＝（第１度数）／（第２度数）
　とすることができる。
　評価部３６は、評価値ＡＮＳの値が所定の閾値Ｋ以上か否かを判断することで評価データを求めることができる。例えば評価値ＡＮＳが閾値Ｋ以上である場合、移動速度が速い注視点Ｐの移動速度の度数に比べて、移動速度が遅い注視点Ｐの移動速度の度数が高く、注視点Ｐを移動させる頻度が少ないとして、被験者がＡＤＨＤである可能性が低いと評価することができる。また、評価値ＡＮＳが閾値Ｋ未満である場合、移動速度が遅い注視点Ｐの移動速度の度数が、ＡＤＨＤではない被験者に比べて低く、注視点Ｐを移動させる頻度が高いとして、被験者がＡＤＨＤである可能性が高いと評価することができる。
　また、評価部３６は、評価値ＡＮＳの値を記憶部３８に記憶させておくことができる。例えば、同一の被験者についての評価値ＡＮＳを累積的に記憶し、過去の評価値と比較した場合の評価を行ってもよい。例えば、評価値ＡＮＳが過去の評価値よりも高い値となった場合、ＡＤＨＤの症状が前回の評価に比べて改善されている旨の評価を行うことができる。また、評価値ＡＮＳの累積値が徐々に高くなっている場合等には、ＡＤＨＤの症状が徐々に改善されている旨の評価を行うことができる。
　本実施形態において、評価部３６が評価データを出力した場合、入出力制御部３７は、評価データに応じて、例えば「被験者はＡＤＨＤである可能性が低いと思われます」の文字データや、「被験者はＡＤＨＤである可能性が高いと思われます」の文字データ等を出力装置４０に出力させることができる。また、入出力制御部３７は、同一の被験者についての評価値ＡＮＳが過去の評価値ＡＮＳに比べて高くなっている場合、「ＡＤＨＤの症状が改善されています」等の文字データ等を出力装置４０に出力することができる。
　次に、本実施形態に係る評価方法の一例について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る評価方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る評価方法において、図１０に示すように、まず表示制御部３１は、表示部１１に評価用画像Ｅを表示する（ステップＳ１０１）。次に、注視点検出部３２は、注視点検出を開始する（ステップＳ１０２）。注視点検出部３２は、所定のサンプリング周期（例えば２０［ｍｓｅｃ］毎）で注視点をサンプリングする（ステップＳ１０３）。その後、演算部３５は、所定時間が経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の所定時間は、評価に必要な時間である。所定時間は、評価に必要な時間が確保できる範囲において、任意に設定可能である。所定時間が経過してないと判定された場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返し行う。所定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、注視点検出部３２は、注視点検出を停止する（ステップＳ１０５）。
　次に、移動速度算出部３３は、サンプリングされた注視点に基づいて、注視点の移動速度を算出する。移動速度算出部３３は、１個目にサンプリングされた注視点については、比較対象が存在しないため、移動速度を算出しない（ステップＳ１０６）。移動速度算出部３３は、２個目以降のｎ＋１個目の注視点と、その直前にサンプリングされたｎ個目の注視点との距離Ｌｎを求め（ステップＳ１０７）、距離Ｌｎに基づいて移動速度Ｖｎを求める（ステップＳ１０８）。移動速度算出部３３は、注視点の個数が所定の個数Ｎに到達したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、注視点の所定の個数Ｎについては、上記の所定時間においてサンプリングされた注視点の個数である。注視点の個数が所定の個数Ｎに到達していないと判定された場合（ステップＳ１０９のＮｏ）、ステップＳ１０７以降の処理を繰り返し行う。注視点の個数が所定の個数Ｎに到達したと判定された場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、度数分布算出部３４は、移動速度Ｖｎに基づいて移動速度Ｖｎの度数分布を算出する（ステップＳ１１０）。度数分布が算出された場合、演算部３５は、度数分布のうち所定速度未満である第１度数と所定速度以上である第２度数とを求めて比較する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１において、演算部３５は、例えば第１度数と第２度数との比を求める。その後、評価部３６は、第１度数と第２度数との比較結果に基づいて、評価値ＡＮＳを求める（ステップＳ１１２）。
　評価部３６は、評価値ＡＮＳが閾値（Ｋ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。評価値ＡＮＳが閾値以上ではない（閾値未満）場合（ステップＳ１１３のＮｏ）、評価部３６は、注視点Ｐを移動させる頻度が多い傾向にあるとして、被験者がＡＤＨＤである可能性が高いと評価した後（ステップＳ１１４）、処理を終了する。評価値ＡＮＳが閾値以上である場合（ステップＳ１１３のＹｅｓ）、評価部３６は、注視点Ｐを移動させる頻度が少ないとして、被験者がＡＤＨＤである可能性が低いと評価した後（ステップＳ１１５）、処理を終了する。
　以上のように、本実施形態に係る評価装置１００は、被験者の注視点Ｐを検出する注視点検出部３２と、被験者の注視点Ｐの移動速度を算出する移動速度算出部３３と、算出された視線の移動速度に基づいて注視点Ｐの移動速度の度数を算出し、視線の移動速度の度数分布を求める度数分布算出部３４と、度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲Ｒ１に含まれる度数から求められる第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲Ｒ２に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する演算部３５と、演算部３５による比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める評価部３６とを備える。
　本実施形態に係る評価方法は、被験者の注視点Ｐを検出することと、被験者の注視点Ｐの移動速度を算出することと、算出された視線の移動速度に基づいて注視点Ｐの度数を算出し、視線の移動速度の度数分布を求めることと、度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲Ｒ１に含まれる度数から求められた第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲Ｒ２に含まれる度数から求められた第２度数とを比較することと、比較結果に基づいて、被験者の評価データを求めることとを含む。
　本実施形態に係る評価プログラムは、被験者の注視点Ｐを検出する処理と、被験者の注視点Ｐの移動速度を算出する処理と、算出された視線の移動速度に基づいて注視点Ｐの度数を算出し、視線の移動速度の度数分布を求める処理と、度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲Ｒ１に含まれる度数から求められた第１度数と、所定速度以上である第２速度範囲Ｒ２に含まれる度数から求められた第２度数とを比較する処理と、比較結果に基づいて、被験者の評価データを求める処理とをコンピュータに実行させる。
　ＡＤＨＤの被験者は、例えば多動性又は衝動性により、評価期間においては注視点の移動が多くなり、ＡＤＨＤではない被験者に比べて、注視点を停留または停止させることが少ない傾向にある。本実施形態では、このようなＡＤＨＤの被験者の特性に鑑みて、被験者の注視点の移動速度を検出し、移動速度の度数分布を求め、移動速度が遅い注視点の移動速度の度数の割合を算出し、算出結果に基づいて被験者を評価するものである。これにより、ＡＤＨＤの特性に直接的に適合した評価を行うことができるため、被験者を高精度に評価することができる。
　本実施形態に係る評価装置１００において、演算部３５は、第１度数と第２度数との比を求め、評価部３６は、比に基づいて被験者の評価データを算出する。これにより、移動速度が遅い注視点の移動速度の度数の割合を容易かつ高精度に算出できる。
　本実施形態に係る評価装置１００において、第１速度範囲Ｒ１は、移動速度が最も遅い視線の移動速度を含む範囲であり、第２速度範囲Ｒ２は、第１速度範囲Ｒ１と等しい速度範囲の幅である。これにより、移動速度が遅い注視点の移動速度の度数の割合を容易かつ高精度に算出できる。
　本実施形態に係る評価装置１００において、任意の対象物を注視するように被験者に指示をした後、移動速度の評価を開始するようにしてもよい。これにより、ＡＤＨＤの被験者とＡＤＨＤではない被験者の移動速度の差が顕著に現れるため、被験者を高精度に評価することができる。
　本実施形態に係る評価装置１００において、表示部１１と、被験者の視線と表示部１１との交点である注視点Ｐの位置を検出する注視点検出部３２と、表示部１１に評価用画像Ｅを表示する表示制御部３１とを更に備え、移動速度算出部３３は、注視点Ｐの移動速度を視線の移動速度として求め、度数分布算出部３４は、注視点Ｐの移動速度の度数を視線の移動速度の度数として求める。これにより、表示部１１に評価用画像Ｅを表示した状態で注視点Ｐの移動速度を求めることができる。
　図１１は、他の例に係る評価装置１００Ａの構成を模式的に示す図である。図１１に示すように、評価装置１００Ａは、上記実施形態に記載の評価装置１００と比べた場合、表示部１１が設けられない構成である。この場合、コンピュータシステム３０においては、注視点検出部３２が、被験者の視線ベクトルを算出する視線検出部の機能を発揮する。または、注視点検出部３２に代えて、被験者の視線ベクトルを算出する視線検出部が設けられてもよい。以下、注視点検出部３２が視線ベクトルを算出する場合を例に挙げて説明する。
　この構成において、注視点検出部３２は、所定のサンプリング周期で被験者の視線ベクトルを検出する。移動速度算出部３３は、所定の周期毎に検出される視線ベクトルの変位に基づいて、移動速度を算出する。例えば、図１１に示すように、算出対象となる視線ベクトルＥ２と、当該視線ベクトルＥ２の直前にサンプリングされた視線ベクトルＥ１との変位Ｖｅを求める。移動速度算出部３３は、変位Ｖｅの距離を算出し、算出結果をサンプリング周期で除算することにより、移動速度を求めることが可能となる。なお、他の処理については、上記実施形態と同様である。これにより、表示部１１が設けられない構成においても、被験者の評価を高精度に行うことができる。
　本開示の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記各実施形態では、評価装置１００を、ＡＤＨＤである可能性を評価する評価装置として用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、評価装置１００は、認知機能障害および脳機能障害である可能性の評価や視覚認知機能の評価など、ＡＤＨＤである可能性の評価以外の評価装置として用いてもよい。
　本開示の評価装置、評価方法、及び評価プログラムは、例えば視線検出装置に利用することができる。
　Ｅ…評価用画像、Ｅ１，Ｅ２…視線ベクトル、ＥＢ…眼球、Ｐ…注視点、Ｑ，Ｒ…軌跡、Ｒ１…第１速度範囲、Ｒ２…第２速度範囲、ＡＮＳ…評価値、Ｌｎ…距離、Ｖｅ…変位、Ｖｎ…移動速度、１０…表示装置、１１…表示部、２０…画像取得装置、２１…撮影装置、２１Ａ…第１カメラ、２１Ｂ…第２カメラ、２２…照明装置、２２Ａ…第１光源、２２Ｂ…第２光源、３０…コンピュータシステム、３０Ａ…演算処理装置、３０Ｂ…記憶装置、３０Ｃ…コンピュータプログラム、３１…表示制御部、３２…注視点検出部（視線検出部）、３３…移動速度算出部、３４…度数分布算出部、３５…演算部、３６…評価部、３７…入出力制御部、３８…記憶部、４０…出力装置、５０…入力装置、６０…入出力インターフェース装置、１００，１００Ａ…評価装置

Claims (8)

  1. 　被験者の視線を検出する視線検出部と、
    　被験者の視線の移動速度を算出する移動速度算出部と、
    　算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求める度数分布算出部と、
    　前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する演算部と、
    　前記演算部による比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求める評価部と
    　を備える評価装置。
  2. 　前記演算部での比較は、前記第１度数と前記第２度数との比を求める
    　請求項１に記載の評価装置。
  3. 　前記第１速度範囲は、前記移動速度が最も遅い前記視線の前記移動速度を含む範囲である
    　請求項１又は請求項２に記載の評価装置。
  4. 　前記視線検出部での視線の検出は、所定の周期での視線ベクトルとして検出し、
    　前記移動速度は、前記所定の周期毎に検出される前記視線ベクトルの変位に基づいて算出される
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の評価装置。
  5. 　被験者の注視点の位置を所定の周期で検出する注視点検出部を備え、
    　前記移動速度は、前記所定の周期毎に検出される注視点の間の距離に基づいて算出される
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の評価装置。
  6. 　表示部と、
    　前記被験者の視線と前記表示部との交点である注視点の位置を検出する注視点検出部と、
    　前記表示部に評価用画像を表示する表示制御部と
    　を更に備え、
    　前記速度算出部は、前記注視点の移動速度を前記視線の移動速度として求める
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の評価装置。
  7. 　被験者の視線を検出することと、
    　被験者の視線の移動速度を算出することと、
    　算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求めることと、
    　前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較することと、
    　比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求めることと
    　を含む評価方法。
  8. 　被験者の視線を検出する処理と、
    　被験者の視線の移動速度を算出する処理と、
    　算出された前記視線の移動速度に基づいて前記視線の移動速度の度数を算出し、前記視線の移動速度の度数分布を求める処理と、
    　前記度数分布のうち、所定速度未満である第１速度範囲に含まれる度数から求められる第１度数と、前記所定速度以上である第２速度範囲に含まれる度数から求められる第２度数とを比較する処理と、
    　比較結果に基づいて、前記被験者の評価データを求める処理と
    　をコンピュータに実行させる評価プログラム。
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