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DEVICE, METHOD AND PROGRAM FOR MEASURING VISUAL AXIS meetings achieved

Patent code P110001858
File No. KP09-090
Posted date Mar 18, 2011
Application number P2010-041039
Publication number P2011-172853A
Patent number P5371051
Date of filing Feb 25, 2010
Date of publication of application Sep 8, 2011
Date of registration Sep 27, 2013
Inventor
  • (In Japanese)長松 隆
  • (In Japanese)鎌原 淳三
  • (In Japanese)山本 倫也
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人神戸大学
  • (In Japanese)学校法人関西学院
Title DEVICE, METHOD AND PROGRAM FOR MEASURING VISUAL AXIS meetings achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device, a method and a program which can accurately measure a user's visual axis.
SOLUTION: The device 1 for measuring the visual axis includes an imaging means for imaging a reflected light of light applied to eyeballs of the user from light sources 7 and 7 by cameras 2 and 2, and a means for measuring the visual axis of the user to an object to be gazed by applying the imaged data to an eyeball model. The eyeball model is a non-spherical rotating body model composed of a rotating surface formed by rotating a free curve about an optical axis of the eyeball.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


人間の視線は、操作対象や関心、意図などを反映する。両手が使えないような環境等、視線で操作できるインタフェースがあれば、このような環境でも機器を利用することができる。近年、かかるインタフェースの実現を目指したさまざまな研究・開発がなされている。特に、ユーザによるキャリブレーションを簡素化するために、角膜の球面モデルを用いた手法がいくつか研究・開発されている。



たとえば特許文献1では、ユーザの眼球に赤外線を照射して眼球を撮影し、撮影した画像の角膜表面における赤外線の反射光と瞳孔との位置から算出される方向データからユーザの推定視線データを検出するが、その際に角膜の球面モデルのみを用いており、2つのカメラと3つの光源とで実装した視線計測装置を記載している。



非特許文献1では、角膜の球面モデルのみを用いて、光源2つ(カメラと光源とは別の位置)での視線計測手法を初めて示している。当該手法を適用した装置には、2つのカメラと3つの光源とで実装している。非特許文献2では、角膜の球面モデルのみを用いており、かつ光源を取り付けたカメラを2つ使っているが、各カメラの中心点に光源の中心を一致させている。非特許文献3では、角膜の球面モデルのみを用いており、2つのカメラと2つ以上の光源(実装例は4つの光源である。)を用いているが、基本的には上記非特許文献1と同じ手法である。非特許文献4,5では、角膜の球面モデルのみを用いており、かつ光軸を求める手法は上記非特許文献1と同じ手法であるが、視軸を用いる時にリスティングの法則を利用している。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ユーザの視線を精度よく計測できる視線計測装置、方法及びプログラムに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
光源からユーザの眼球に向けて照射された光の反射光をカメラで撮像する撮像手段と、この撮像データを眼球モデルに適用することにより、前記ユーザの注視対象に対する視線を計測する視線計測手段とを備えた装置であって、
前記眼球モデルは、眼球の光軸を中心として自由曲線を回転することによって構成される回転面からなる非球面回転体モデルであることを特徴とする視線計測装置。

【請求項2】
 
前記眼球の非球面回転体モデルに基づいて、前記眼球の光軸を決定する光軸決定手段と、
空間座標がわかっている1点をユーザが注視したときの、前記撮像データに基づいて、当該ユーザに依存するパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
前記決定した光軸と、前記推定したパラメータとに基づいて、眼球の視軸を推定するとともに、前記推定した眼球の視軸と、注視対象の3次元モデルとに基づいて、注視点の空間座標を推定する視軸推定手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の視線計測装置。

【請求項3】
 
前記光源は2個、前記カメラは2台で構成できることを特徴とする請求項1又は2記載の視線計測装置。

【請求項4】
 
光源の中心をカメラの中心点に一致させるように、あるいは前記光源が前記カメラの中心近傍になるように、前記光源と前記カメラとを配置することを特徴とする請求項3記載の視線計測装置。

【請求項5】
 
光源からユーザの眼球に向けて照射された光の反射光をカメラで撮像し、これらの撮像データを眼球モデルに適用することにより、前記ユーザの注視対象に対する視線を計測する方法であって、
前記眼球モデルは、眼球の光軸を中心として自由曲線を回転することによって構成される回転面からなる非球面回転体モデルであることを特徴とする視線計測方法。

【請求項6】
 
光軸決定手段は、前記眼球の非球面回転体モデルに基づいて、前記眼球の光軸を決定し、
パラメータ推定手段は、空間座標がわかっている1点をユーザが注視したときの、前記撮像データに基づいて、当該ユーザに依存するパラメータを推定し、
視軸推定手段は、前記決定した光軸と、前記推定したパラメータとに基づいて、眼球の視軸を推定するとともに、前記推定した眼球の視軸と、注視対象の3次元モデルとに基づいて、注視点の空間座標を推定することを特徴とする請求項5記載の視線計測方法。

【請求項7】
 
前記光源は2個、前記カメラは2台で構成できる条件下であることを特徴とする請求項5又は6記載の視線計測方法。

【請求項8】
 
光源の中心をカメラの中心点に一致させるように、あるいは前記光源が前記カメラの中心近傍になるように、前記光源と前記カメラとを配置する条件下であることを特徴とする請求項7記載の視線計測方法。

【請求項9】
 
光源からユーザの眼球に向けて照射された光の反射光をカメラで撮像する機能と、この撮像データを眼球モデルに適用することにより、前記ユーザの注視対象に対する視線を計測する機能とをコンピュータに実現させる視線計測プログラムであって、
前記眼球モデルは、眼球の光軸を中心として自由曲線を回転することによって構成される回転面からなる非球面回転体モデルであることを特徴とする視線計測プログラム。

【請求項10】
 
前記眼球の非球面回転体モデルに基づいて、前記眼球の光軸を決定する機能と、
空間座標がわかっている1点をユーザが注視したときの、前記撮像データに基づいて、当該ユーザに依存するパラメータを推定する機能と、
前記決定した光軸と、前記推定したパラメータとに基づいて、眼球の視軸を推定するとともに、前記推定した眼球の視軸と、注視対象の3次元モデルとに基づいて、注視点の空間座標を推定する機能とをコンピュータにさらに実現させることを特徴とする請求項9記載の視線計測プログラム。

【請求項11】
 
前記光源は2個、前記カメラは2台で構成できる条件下であることを特徴とする請求項9又は10記載の視線計測プログラム。

【請求項12】
 
光源の中心をカメラの中心点に一致させるように、あるいは前記光源が前記カメラの中心近傍になるように、前記光源と前記カメラとを配置する条件下であることを特徴とする請求項11記載の視線計測プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010041039thum.jpg
State of application right Registered
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