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実時間瞳孔位置検出システム

国内特許コード P07A009884
整理番号 ShIP-P04009
掲載日 2007年5月25日
出願番号 特願2004-170506
公開番号 特開2005-348832
登録番号 特許第4568836号
出願日 平成16年6月8日(2004.6.8)
公開日 平成17年12月22日(2005.12.22)
登録日 平成22年8月20日(2010.8.20)
発明者
  • 海老澤 嘉伸
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 実時間瞳孔位置検出システム
発明の概要 【課題】マーカー等を用いることなく非接触で、実時間の瞳孔の検出が可能になる実時間瞳孔検出装置を提供する。
【解決手段】明瞳孔を含む顔画像と暗瞳孔を含む顔画像を撮像することができる撮影手段と、前記撮影手段の出力を処理演算する画像処理演算装置を用いて、顔領域の差分画像を得る前処理ステップと、前記顔領域で瞳孔を探索する瞳孔探索ステップと、および探索された瞳孔にウインドウを与えてウインドウ内で瞳孔中心を算出するステップとからなるフレームを繰り返し実行する実時間瞳孔位置検出システである。
【選択図】図7
従来技術、競合技術の概要


顔画像から眼を検出する方法はたくさん提案されている。眼を検出する方法の代表的な方法に、テンプレートマッチングがある。しかし、この方法は、予め、眼の特徴点である目尻や目頭などの画像をテンプレートとして保存しなければならないため、その作業が面倒である。また、一般的に周囲の光環境変化に弱いという欠点をもつ。そのため、更新型テンプレートを用いることもあるが、追尾対象が徐々にずれていくという問題がある。さらに、この方法では、目頭と目尻を検出し、それらの中間位置などを眼の位置とするわけだが、視線の出口である瞳孔は、黒目の中央にある穴の部分であり、その位置は、視線の方向によって目尻と目頭の間で移動する。したがって、眼の位置をそのまま瞳孔位置に代替することはできない。



非特許文献1に示されているように、黒目を検出する方法として、分離度フィルタを使用する方法がある。これは黒目が円形で白目に比べて黒いことを利用する方法である。しかし、黒目は目蓋に隠れやすく、それの正確な中心を求めるのは難しい。さらに、別の欠点として真っ暗なところでは使用できないという点がある。多くの場合は、照明光を使用しないのが前提であるためである。そこで、もし、顔に光を照射すると、可視光では眩しいので、近赤外光を使用することになる。しかし、その場合、可視光の場合と比べて、黒目と白目のコントラストが悪くなり、黒目は検出しにくい。さらに、被験者が眼鏡やサングラスを使用している場合は、それらは、黒目の検出に大きな障害となる。その大きな理由は、近赤外光を顔に照射するための光源が眼鏡レンズの表面等で反射光が非常に明るい反射像を作るためであり(眼鏡反射)、これへの対処については、ほとんど検討されていない。
【非特許文献1】
川口剛,モハメッドリゾン,日高大輔「ハフ変換と分離度フィルタによる人物顔からの両目の検出」電子情報通信学会論文誌D-II, Vol.J84-DII, No.10, pp.2190-2200 (2001)

産業上の利用分野


本発明は、顔全体が写っている顔画像に関連するデータを前処理の段階で獲得し、前記データに基づいて瞳孔の2次元座標を高精度に検出する実時間瞳孔位置検出システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
明瞳孔を含む顔画像と暗瞳孔を含む顔画像を撮像することができる撮影手段と、前記撮影手段の出力を処理演算する画像処理演算装置を用いて、
顔領域の差分画像を得る前処理ステップと、
前記前処理ステップにおいて得られた顔領域の差分画像における瞬目時に生じる画像変化により目領域差分画像を作成することで瞳孔を検出する瞳孔検出ステップと、
前記瞳孔検出ステップにおいて検出された瞳孔に基づき瞳孔の中心を算出する低精度中心算出ステップと、
検出された瞳孔にウインドウを与えてウインドウ内で瞳孔の中心を算出する高精度中心算出ステップと、
からなるフレームを繰り返し実行する実時間瞳孔位置検出システムにおいて、
各フレームにて、
前記前処理ステップを行い、
前のフレームで瞳孔が1個も検出されなかった場合は、前記瞳孔検出ステップに続けて前記低精度中心算出ステップを行い第1瞳孔および第2瞳孔の中心を算出し、
前のフレームで何れか一方の瞳孔が検出されなかった場合は、検出された瞳孔に対して前記高精度中心算出ステップを行い中心を算出し、検出されなかった瞳孔に対して前記瞳孔検出ステップに続けて前記低精度中心算出ステップを行い中心を算出し、
前のフレームで2個の瞳孔が検出された場合は、各瞳孔について、前記高精度中心算出ステップを行い中心を算出する、
ことを特徴とする実時間瞳孔位置検出システム。

【請求項2】
前記前処理ステップは、前記明瞳孔を含む顔画像と暗瞳孔を含む顔画像の差分画像と、顔領域を区別する2値画像を作り、それらの論理積により顔領域差分画像を得るステップであることを特徴とする請求項1に記載の実時間瞳孔位置検出システム。

【請求項3】
前記低精度中心算出ステップは、前記瞳孔検出ステップにおいて作成した目領域差分画像における輝度に基づき瞳孔の中心を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の実時間瞳孔位置検出システム。

【請求項4】
前記高精度中心算出ステップは、ウインドウ内での輝度および分離度に基づき瞳孔の中心を算出することを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の実時間瞳孔位置検出システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004170506thum.jpg
出願権利状態 登録
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