JPH03111028A - Gazing direction predicting device - Google Patents
Gazing direction predicting deviceInfo
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- JPH03111028A JPH03111028A JP1248877A JP24887789A JPH03111028A JP H03111028 A JPH03111028 A JP H03111028A JP 1248877 A JP1248877 A JP 1248877A JP 24887789 A JP24887789 A JP 24887789A JP H03111028 A JPH03111028 A JP H03111028A
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- movement
- prediction
- head
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- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、動画像における動きのうちの比較的顕著な場
面を追従する眼球が本来もつ視覚機構を逆利用すること
による注視方向の移動方向の予測と2頭部の自然な動作
過程における動作方向の予測との両者またはいずれか一
方を用いることにより、最終的な注視方向を予測する注
視方向予測装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a method of moving the direction of gaze by inversely utilizing the visual mechanism inherent in the eyeballs that follows relatively remarkable scenes of movement in moving images. The present invention relates to a gaze direction prediction device that predicts the final gaze direction by using both or one of the prediction of the direction of motion and the prediction of the motion direction in the natural motion process of two heads.
(従来の技術〕
第7図は飛行士の注視方向によって標的位置確定を行う
よう命令している状態を説明する図である、飛行士の注
視方向は視線方向検出器3により検出され8コツクビツ
ト内のレーダーlに注視方向を検出した結果2が映しだ
される0通常層行士の手は操縦かんを握っているので1
手による操作を多く利用することができず1図示の如く
目による操作が不可欠である。検出された注視方向が有
効に用いられている例である。(Prior art) Fig. 7 is a diagram illustrating a state in which a command is given to determine the target position based on the aviator's gaze direction.The aviator's gaze direction is detected by the line-of-sight direction detector 3, and As a result of detecting the direction of gaze on the radar L of
Many manual operations cannot be used, and visual operations are indispensable, as shown in Figure 1. This is an example in which the detected gaze direction is effectively used.
第8図は注視方向に応じて得られる景観をデイスプレィ
上に映しだすシステムを説明する図である。景観4は、
カメラ5より入力され1表示面8に映し出される。この
際、注視方向検出器6により被験者7の注視方向が検出
される。これによって、焦点距離が可変する機構を備え
たカメラ5からの出力と注視方向検出器6による検出結
果とが連動されて、自然景観を眺めた場合と同様の効果
が表示面8内に再生される。FIG. 8 is a diagram illustrating a system for projecting on a display a landscape obtained according to the direction of gaze. Landscape 4 is
The information is input from the camera 5 and displayed on the display screen 8. At this time, the gaze direction of the subject 7 is detected by the gaze direction detector 6. As a result, the output from the camera 5 equipped with a variable focal length mechanism and the detection result from the gaze direction detector 6 are linked, and the same effect as when viewing a natural landscape is reproduced on the display screen 8. Ru.
上記第7図図示の構成の場合でも従来の場合には予測機
構を備えていなかったので、敏速な標的表示結果の実現
にはいまだ問題を残す、また第8図の場合には、カメラ
5における可変機構に制御遅れがあるために、被験者に
はかなりゆっくりな動作が要求される欠点があり、敏速
な動作を期待することができない。Even in the case of the configuration shown in FIG. 7 above, since the conventional case did not have a prediction mechanism, there still remains a problem in realizing prompt target display results. Since the variable mechanism has a control delay, the test subject is required to move very slowly, and rapid movement cannot be expected.
このように従来の注視方向の検出装置においては、注視
方向を予測する予測機構を備えていなかったので、制御
系を有する機構との連動状態を有効に実現する上で問題
があった。As described above, the conventional gaze direction detection device did not have a prediction mechanism for predicting the gaze direction, and therefore there was a problem in effectively realizing a state of interlocking with a mechanism having a control system.
本発明は、上記従来方法の問題点を解決し1周辺機器等
に対する制御を注視方向によって行う場合における制御
系固有の時間遅れを補うべく、動画像内の顕著な動きの
ある場合への眼球運動の追従機構を逆利用した注視方向
の予測と1頭部の自然な動作過程における動作方向を利
用した予測とにより注視方向を予測することを目的とす
る。The present invention solves the problems of the conventional method described above, and in order to compensate for the time delay inherent in the control system when controlling peripheral devices etc. by the direction of gaze, the present invention aims to solve the problems of the conventional method. The purpose of this paper is to predict the direction of gaze by making inverse use of the following mechanism and by predicting the direction of motion in the natural motion process of one head.
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するため、動画像から動き成
分抽出処理部からの処理の結果から眼球運動方向の予測
を行う処理部と、カメラ入力部をもつ頭部動作検出部か
らの処理結果から頭部の移動方向の予測を行う処理部と
の2つの予測処理部を有し1人の注視方向を予測するこ
とを最も主要な特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention has a processing section that predicts the eye movement direction from the processing result from the motion component extraction processing section from the moving image, and a camera input section. The main feature is that it has two prediction processing units, a processing unit that predicts the direction of movement of the head from the processing results from the head motion detection unit, and predicts the gaze direction of one person.
従来技術とは注視方向装置に予測装置が付は加わってい
る点が異なる。This differs from the prior art in that a prediction device is added to the gaze direction device.
第1図は本発明の一実施例構成を示す0図中の符号11
は入力部、12は動き成分抽出処理部。Figure 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention with reference numeral 11 in Figure 0.
12 is an input section, and 12 is a motion component extraction processing section.
13は第−予測処理部、14は頭部動作検出部。13 is a first prediction processing unit, and 14 is a head motion detection unit.
15は第二予測処理部、16は注視方向予測処理部を表
している6本発明の場合には2つの手段により、注視方
向の予測を行う、一つは、動画像内における比較的動き
の著しい場面を抽出する動き成分抽出処理部12を用い
て予測を行う第−予測処理部13と、他の一つは1頭部
の滑らかな動作を検出する頭部動作検出部14から頭部
の動く方向や移動の速さを予測する第二予測処理部15
とを有する構成をとっている。Reference numeral 15 represents a second prediction processing unit, and reference numeral 16 represents a gaze direction prediction processing unit.6 In the case of the present invention, two means are used to predict the gaze direction. A first prediction processing section 13 performs prediction using a motion component extraction processing section 12 that extracts significant scenes, and the other one uses a head motion detection section 14 that detects smooth motion of one head. Second prediction processing unit 15 that predicts moving direction and moving speed
It has a configuration that has the following.
第2図は動き成分抽出処理部における一実施例構成を示
す0図中の符号12−1は第(n−1)フレーム画像入
力部、12−2は第nフレーム画像入力部、12−3は
差分画像生成部、12−4は動きベクトル成分抽出部、
12−5は画像表示部を表す、連続的に取り込まれる画
像の内、第(n−1)フレーム画像と第nフレーム画像
とを逐次バッファに蓄積していき、お互いのフレーム間
差分を差分画像生成部12−3において抽出する。動き
ベクトル成分抽出部12−4は、差分画像内から相関の
高い領域と相関の低い領域とに分けて、相関の低い領域
の側を抽出する。このようにして、幾つかの領域から移
動物体の動きベクトルを動きベクトル成分抽出部12−
4で見いだした後、その結果を画像表示部12−5で表
示する。FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the motion component extraction processing section. In FIG. 12-4 is a differential image generation unit, 12-4 is a motion vector component extraction unit,
12-5 represents an image display section, which sequentially stores the (n-1)th frame image and the nth frame image among the continuously captured images in a buffer, and calculates the difference between the frames as a difference image. It is extracted in the generation unit 12-3. The motion vector component extraction unit 12-4 divides the difference image into a region with high correlation and a region with low correlation, and extracts the region with low correlation. In this way, the motion vector of the moving object is extracted from several regions by the motion vector component extraction unit 12-
4, the result is displayed on the image display section 12-5.
第3図(A)(B)は画像内の最大動きベクトルを抽出
するための説明図である。所定の時間間隔で取り込まれ
た各フレーム22,23.24上での物体25の動きベ
クトル成分は、座標図面125に示すように、移動物体
の第(n−1)フレームにおける位置126と第nフレ
ームにおける位置128とから動き成分127の方向と
大きさとが容易に算出できる。一般には各フレームに複
数個の動きベクトルが含まれているものであるが、動き
ベクトル成分抽出部12−4では各フレーム上から最大
動きベクトルを抽出する。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams for extracting the maximum motion vector within an image. The motion vector component of the object 25 on each frame 22, 23, 24 captured at a predetermined time interval is determined by the position 126 of the moving object in the (n-1)th frame and the nth The direction and magnitude of the motion component 127 can be easily calculated from the position 128 in the frame. Generally, each frame includes a plurality of motion vectors, and the motion vector component extraction unit 12-4 extracts the maximum motion vector from each frame.
第4図は人の眼球運動が移動する物体を追従する動作の
様子を示す説明図である。移動物体25の動きが眼球が
視ている方向である場合(第4図(A))では、眼球2
6の追従に対応して眼球26は矢印で示す如くお互いに
反対方向に回転する。移動物体25が眼球26の前を横
切る場合(第4図(B))では1wi球26は同じ方向
に回転する。移動物体25が片方の眼球26の視線ベク
トル上を移動する場合(第4図(C))では。FIG. 4 is an explanatory diagram showing how a person's eyeballs follow a moving object. When the moving object 25 moves in the direction that the eyeball is viewing (FIG. 4(A)), the eyeball 2
6, the eyeballs 26 rotate in opposite directions as shown by arrows. When the moving object 25 crosses in front of the eyeball 26 (FIG. 4(B)), the 1wi sphere 26 rotates in the same direction. In the case where the moving object 25 moves on the line of sight vector of one eyeball 26 (FIG. 4(C)).
眼球26の片方は物体25の移動方向に対応して回転し
、他の片方では眼球26の回転はなく眼球のピント機構
が調節される。One of the eyeballs 26 rotates in accordance with the moving direction of the object 25, and the other eyeball 26 does not rotate and the focusing mechanism of the eyeball is adjusted.
このような眼球運動機構の理解から、運動する物体に対
する眼球運動の追従特性の逆利用として。Based on this understanding of the eye movement mechanism, we can utilize the tracking characteristics of eye movement for moving objects in reverse.
注視方向を予測することができる。この過程を処理する
ものが第−予測処理部I3である。Gaze direction can be predicted. The first prediction processing unit I3 processes this process.
第5図は頭部の代表的な滑らかな動作過程を説明する図
である。11部27が並進運動するだけの場合(第5図
(A))と回転運動をする場合(第5図(B))とを示
す、このような頭部27の滑らかな動作は表示面を観察
する時の自然の動きとして生じやすい。FIG. 5 is a diagram illustrating a typical smooth movement process of the head. This smooth movement of the head 27 shows the case where the 11 part 27 only makes a translational movement (Fig. 5 (A)) and the case where it makes a rotational movement (Fig. 5 (B)). This tends to occur as a natural movement when observing.
第6図(A)(B)は頭部の移動量の検出状況を示す図
である。入力カメラ28によって頭部27の像を取り込
み3頭部移動量検出処理部29によって画像処理にもと
づいて検出される0頭部27の移動方向の予測は移動方
向予測処理部30において行われる。該処理部30にお
いては頭部運動の過去の移動速度や各速度等の情報から
線形予測される。この過程を処理するものが第二予測処
理部15である。FIGS. 6(A) and 6(B) are diagrams showing how the amount of movement of the head is detected. A movement direction prediction processing section 30 predicts the moving direction of the head 27, which is captured by the input camera 28 and detected by the head movement amount detection processing section 29 based on image processing. In the processing unit 30, linear prediction is performed from information such as the past movement speed and each speed of the head movement. The second prediction processing unit 15 processes this process.
以上の第−予測処理部13からの予測と第二予測処理部
15からの予測とにもとづいて、注視方向予測処理部1
6が注視方向を実時間により検出する。Based on the prediction from the first prediction processing section 13 and the prediction from the second prediction processing section 15, the gaze direction prediction processing section 1
6 detects the gaze direction in real time.
以上説明したように2本発明によれば、動画像を注視の
際の眼球運動のもつ追従特性を逆利用することにより移
動体の動きを予測することにより。As explained above, according to the second aspect of the present invention, the movement of a moving object is predicted by inversely utilizing the tracking characteristics of eyeball movements when gazing at a moving image.
また観察者の頭部の自然な動きを抽出することにより移
動体の動きを予測することにより、注視方向の予測を行
うことができる。Furthermore, the direction of gaze can be predicted by predicting the movement of the moving object by extracting the natural movement of the observer's head.
第1図は本発明の一実施例構成、第2図は動き成分抽出
処理部における一実施例構成、第3図(A)(B)は画
像内の最大動きベクトルを抽出するための説明図、第4
図は人の眼球運動が移動する物体を追従する動作の様子
を示す説明図、第5図は頭部の代表的な滑らかな動作過
程を説明する図、第6図は頭部の移動量の検出状況を示
す図。
第7図は飛行士の注視方向によって標的位置確定を行う
よう命令しているt!態を説明する図、第8図は注視方
向に応じて得られる景観をデイスプレィ上に映しだすシ
ステムを説明する図である。
Iに入力部、■2:動き成分抽出処理部、13:第−予
測処理部、14:頭部動作検出部、15:第二予測処理
部、16:注視方向予測処理部12−に第(n−1)フ
レーム画像入力部。
12−2 F第nフレーム画像入力部、12−1差分画
像生成部、12−4:動きベクトル成分抽出部、12−
!lz画像表示部。Fig. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 shows the configuration of an embodiment of the motion component extraction processing section, and Figs. 3 (A) and (B) are explanatory diagrams for extracting the maximum motion vector in an image. , 4th
The figure is an explanatory diagram showing how a person's eyeballs follow a moving object, Figure 5 is a diagram explaining a typical smooth movement process of the head, and Figure 6 is an illustration of the amount of head movement. A diagram showing detection status. Figure 7 shows a command to determine the target position based on the direction of the pilot's gaze. FIG. 8 is a diagram illustrating a system for displaying a landscape obtained according to the direction of gaze on a display. 2: motion component extraction processing section; 13: -th prediction processing section; 14: head motion detection section; 15: second prediction processing section; 16: gaze direction prediction processing section 12-; n-1) Frame image input unit. 12-2 F nth frame image input unit, 12-1 difference image generation unit, 12-4: motion vector component extraction unit, 12-
! lz image display section.
Claims (3)
方向予測装置において、動画像内から最大動きを示すベ
クトル成分を抽出する動き成分抽出処理部をそなえると
共に、当該動き成分抽出処理部によって抽出された最大
動きベクトル成分をもつ移動物体の動きに追従する眼球
の運動にもとづいて注視方向を予測する第1の予測処理
部を有することを特徴とする注視方向予測装置。(1) A gaze direction prediction device that predicts the direction in which an observer gazes at a moving object is equipped with a motion component extraction processing section that extracts a vector component indicating the maximum motion from within a moving image, and the motion component extraction processing section A gaze direction prediction device comprising a first prediction processing unit that predicts a gaze direction based on the movement of an eyeball that follows the movement of a moving object having the extracted maximum motion vector component.
方向予測装置において、当該観察者の頭部の移動方向を
入力部によって入力した頭部像に対して画像処理する頭
部動作検出部をそなえると共に、上記頭部の移動量にも
とづいて注視方向を予測する第2の予測処理部を有する
ことを特徴とする注視方向予測装置。(2) In a gaze direction prediction device that predicts the direction in which an observer gazes at a moving object, a head motion detection unit that performs image processing on a head image input by the input unit to determine the direction of movement of the observer's head. A gaze direction prediction device comprising: a second prediction processing unit that predicts a gaze direction based on the amount of movement of the head.
方向予測装置において、上記第1の予測処理部と上記第
2の予測処理部との両者を有することを特徴とする注視
方向予測装置。(3) A gaze direction prediction device for predicting the direction in which an observer gazes at a moving object, comprising both the first prediction processing section and the second prediction processing section. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1248877A JP2688526B2 (en) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | Gaze direction prediction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1248877A JP2688526B2 (en) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | Gaze direction prediction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111028A true JPH03111028A (en) | 1991-05-10 |
| JP2688526B2 JP2688526B2 (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=17184760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1248877A Expired - Fee Related JP2688526B2 (en) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | Gaze direction prediction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2688526B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004334784A (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Nissan Motor Co Ltd | Confirmation operation detection device and alarm system |
| JP2010269370A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tetsuo Harada | Fusion-cutting method of plate |
| US9542003B2 (en) | 2012-08-31 | 2017-01-10 | Fujitsu Limited | Image processing device, image processing method, and a computer-readable non-transitory medium |
| JP2017024711A (en) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Method and device for predicting visual line direction of occupant |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP1248877A patent/JP2688526B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004334784A (en) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Nissan Motor Co Ltd | Confirmation operation detection device and alarm system |
| JP2010269370A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Tetsuo Harada | Fusion-cutting method of plate |
| US9542003B2 (en) | 2012-08-31 | 2017-01-10 | Fujitsu Limited | Image processing device, image processing method, and a computer-readable non-transitory medium |
| JP2017024711A (en) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh | Method and device for predicting visual line direction of occupant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2688526B2 (en) | 1997-12-10 |
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