JPH0368687B2 - - Google Patents

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JPH0368687B2
JPH0368687B2 JP58232761A JP23276183A JPH0368687B2 JP H0368687 B2 JPH0368687 B2 JP H0368687B2 JP 58232761 A JP58232761 A JP 58232761A JP 23276183 A JP23276183 A JP 23276183A JP H0368687 B2 JPH0368687 B2 JP H0368687B2
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JP
Japan
Prior art keywords
eyeball
moving
visual information
information analysis
analysis device
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58232761A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60126140A (ja
Inventor
Mitsuho Yamada
Tadahiko Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
Priority to JP58232761A priority Critical patent/JPS60126140A/ja
Publication of JPS60126140A publication Critical patent/JPS60126140A/ja
Publication of JPH0368687B2 publication Critical patent/JPH0368687B2/ja
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  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、眼球の移動速度、移動方向、移動距
離、注視時間などの情報をリアルタイムで処理
し、注視デイスプレイ上に色わけして表示する視
覚情報分析装置に関するものである。
[従来技術] 眼球運動に関して、眼球の位置を検出し、陰極
線管上やフイルム上に注視点を表示する装置はす
でに存在し、いわゆるアイカメラとして知られて
いる。しかし、その情報を解析し、利用すること
については、ほとんど行われていないのが現状で
ある。また、テレビジヨン画像の評価を行う場
合、従来は、1コマずつ対応させながら、停留時
間および移動距離を相当の時間をかけて算出して
いた。しかも、その結果を原画像に1コマずつ対
応させて比較することは不可能に近い問題であつ
た。
[目 的] そこで、本発明の目的は、眼球の移動速度、移
動方向、移動距離、注視時間などの情報を同時に
かつ迅速に処理し、注視点分布、速度分布、移動
距離分布、ベクトル分布などをリアルタイムで分
析できるようにした視覚情報分析装置を提供する
ことにある。
本発明の他の目的は、上述したようにして求め
た各種の情報および分布をリアルタイムで、それ
ぞれ段階別に色分けて表示できるようにした視覚
情報分析装置を提供することにある。
[発明の構成] かかる目的を達成するために、本発明では、眼
球の位置を検出する手段と、その検出された眼球
の位置のデータをサンプリングする手段と、サン
プリングされたサンプル値のデータをデイジタル
量に変換する手段と、デイジタル量に変換された
サンプル値相互間の差分を求める手段と、差分よ
り求めた眼球の移動量を、眼球の摂動を考慮して
定めた停留限界を比較し、眼球が停留しているか
移動しているかを判定する手段と、眼球移動の場
合には、デイジタル量から、当該眼球の移動速
度、移動距離および移動方向を算出する手段と、
眼球停留の場合には、デイジタル量から、当該眼
球の停留時間を積算する手段と、移動速度、移動
距離、移動方向および停留時間のうちの少なくと
もひとつを表示する手段とを具える。
ここで、サンプリング手段におけるサンプル周
期をほぼ50msec以下にするのが好適である。ま
た、停留限界を眼球の移動角度0〜20度/secの
範囲に定めるのが好適である。
さらに、上述した表示手段として被験者の見る
画像を表示するテレビモニターを用いて、その表
示面上に移動速度および停留時間を段階的に色分
けして被験者の見る画像と重畳して表示すること
もできる。
[実施例] 以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の基本構成を示し、ここで、モ
ニタ画面を凝視する被験者の眼Eに対してアイカ
メラなどの眼球位置検出手段1を設置しておき、
この眼球位置検出手段1からの眼球位置データを
サンプリング手段2に供給して適当なサンプル周
期、例えばほぼ50msec以下でサンプリングして
ホールドする。そのサンプルホールド出力をデイ
ジタル化手段3によりデイジタル量に変換する。
かかるデイジタル化されたサンプル値のうち時間
的に前後するもの相互間の差分を算出手段4によ
り求める。
このようにして求められた差分のデータを移
動・停止判定手段5に供給する。この判定手段5
には、停留限界を示す基準データ、例えば眼球の
移動角度0〜20度/secの範囲のデータを予め記
憶しておき、上述の差分をこの停留限界と比較す
る。差分が停留限界より大きいときには眼球は移
動と判断し、他方、差分が停留限界より小さいと
きには眼球は停留と判定する。
眼球移動と判定されたときには、算出手段6に
おいて、上述したデイジタル化サンプル値に基づ
いて眼球の移動速度、距離および方向を算出す
る。眼球停留と判定されたときには、積算手段7
において、停留時間を積算する。これら手段6お
よび7からの演算出力を表示手段8において表示
する。
次に、本発明の一実施例を第2図に示し、その
電気回路部分を第3図に示す。第4図はかかる電
気回路の制御手順の一例を示すフローチヤートで
ある。
第2図において、11は眼球位置検出部、すな
わちいわゆるアイカメラの部分を示し、例えば赤
外線を眼球にあて、その反射光を検出して眼球の
位置データを測定する。アイカメラ11は視覚情
報分析装置本体12に対して着脱自在となし、大
型映像やフイールド実験の場合には眼鏡もしくは
ゴーグル方式で眼に装着するのが好適である。1
3は被験者が凝視する画面を映出するテレビモニ
タの表示面、14は眼球の移動速度、距離および
方向、さらに停留時間を表示するデイスプレイで
ある。この装置本体12にはアイカメラ11から
の位置データに基づいて各種の演算および処理を
行う電気回路部分15が内蔵されている。
次に、かかる電気回路部分の一例を第3図に示
す。図中、第2図と同様の個所は同一符号を付
す。ここで、アイカメラ11からの眼球の横方向
および縦方向の位置データxおよびyをサンブル
ホールド回路21によりサンプリングする。
そのサンプリング周期は、上述したように
50msec以下にするのが好適である。その理由に
ついて述べる。人間が文字などを読んだり、所定
の対象物を見つめる場合に、その注視点に対して
200〜300msec程度の間注視してから直ちにその
注視点のまわりに眼球位置を移してまわりも見る
ので、かかる注視点での眼球停留時間200〜
300msecの間に少なくとも1サンプル、好ましく
は数サンプルほどサンプリングすることが必要で
あり、かかる観点からサンプリングの周期の上限
を50msec以下にとるのがよいことが実験的に確
かめられた。
次いで、サンプルホールド回路21からのサン
プル値をアナログ―デイジタル変換器22により
デイジタル量に変換し、そのデイジタルデータを
マイクロコンピユータなどで構成することができ
る中央処理装置23に供給する。中央処理装置2
3は第4図に示すような制御手段のステツプS
1,S2,S3,S8で各部分11,21,22
および14を制御する。それと共に、この中央処
理装置23は第1図示の手段4〜7に相当する処
理を実行する。すなわち、ステツプS3におい
て、現データxおよびyと前データxpおよびypの
各差分△x=x−xpおよび△y=y−ypを算出す
る。次いで、ステツプS5に進み、差分△xおよ
び△yから、眼球が移動か停留かを判定する。
ここで、眼球の停留限界、すなわち、眼球が一
点を注視しているときの移動範囲は次のようにし
て実験的に求める。まず、人間の眼の移動速度は
最高で600度/sec程度であるが、テレビジヨン番
組を見たときの移動速度の結果は第5図のように
なつた。ここで、実線は「おしん」の番組を15分
間にわたつて見た場合、破線は「ワールドサツカ
ー」の番組を同じく15分間にわたつて見た場合
の、それぞれ移動速度( 度/sec)の頻度を縦
軸にとつて示す特性曲線図である。この図から移
動速度10度/sec以下および30〜40度/secのとこ
ろにピークがあらわれている。30〜40度/secの
動きは画面の動き成分に眼球が追従していつた結
果であり、テレビ視聴の場合には30〜40度/sec
に移動のピークが生じる。
従つて、眼球が停留状態にあるとはいつても、
その状態は単に0度/secとせずに、しかも30〜
40度/secの移動データの比較にも適するほぼ20
度/secを停留限界の最高とするのが妥当である
と考えられる。このような観点より、本例では、
眼球の停留限界すなわち許容範囲を横方向xcおよ
び縦方向ycともに20度/sec以下と設定し、中央
処理装置23に書き込んでおく。
しかして、ステツプS5においては、上述する
ように求めた差分△xおよび△yと停留限界xcお
よびycとを比較する。△x>xcまたは△y>ycの
ときには、眼球は移動と判定する。△x>xcまた
は△y>ycではない場合、換言すると△x≦xcお
よび△y≦ycのときのみ眼球は停留状態にあると
判定する。
眼球移動のときにはステツプS6に進み、ここ
でサンプル値x,yから眼球の移動速度および移
動距離と方向(ベクトル)を演算する。眼球停留
のときにはステツプS7に進み、ここで停留時間
をカウントする。これらステツプS6およびS7
の演算結果は、次のステツプS8において、デイ
スプレイ14上に表示される。次いで、ステツプ
S9では測定が終了したか否かを判断し、終了し
ていないときにはステツプS2に戻り、終了して
いるときには、ステツプS10に進んでそれまで
に表示したデータの保存および所望に応じて頻度
グラフを作成するなどの統計処理を実行する。
本発明では、ステツプS3〜S8の処理をサン
プリング時間内に終了させる高速処理を行うこと
ができ、モニタ用デイスプレイ14上に被験者が
実際に見ている画像に対応して時間遅れなくリア
クタイムで測定結果を表示できる。
なお、第3図において、24は制御バスを示
し、中央処理装置23からの各種制御信号をこの
制御バス24を介して各部分11,14,21お
よび22に供給する。
第6図は本発明の他の例を示し、ここでは、被
験者の見つめる画像を映出するためのデイスプレ
イ13の表示画面上に上述した各種測定結果をリ
アルタイムで重ね合わせて表示する。そのため
に、被験者が注視するための画像のビデオ信号2
5および中央処理装置23からの表示用データ2
6を合成器27に供給し、ビデオ信号25に表示
用データ26を重畳し、その出力をデイスプレイ
13に供給する。デイスプレイ13の表示画面上
には、移動速度、距離、方向および停留時間のデ
ータに基づいて、所望の形態、例えば段階的に色
分けした軌跡および停留点の表示を行うことがで
きる。
本例によれば、被験者の見ている画像そのもの
にリアルタイムですべての測定情報が表示される
ので、真の意味での画像解析を行うことができ
る。
[効 果] 以上から明らかなように、本発明によれば、リ
アルタイムで眼球の注視状態、移動情報を把握す
ることができる。また、本発明によれば、まばた
きの影響の表示の分析から除去することができ
る。すなわち、本発明においては、まばたきの対
応する画面上の軌跡は、ある注視点から上下方向
に移動速度200度/sec以上で輝点が動き、その輝
点が再び90度以内の鋭角でもとの注視点に戻り、
しかもその軌跡中には、当該もとの注視点以外に
他の注視点を含まないように描かれる。従つて、
表示画面上ではまばたきの軌跡は注視点の軌跡と
は一目瞭然に区別がつき、表示分析から容易に除
外できる。従つて、本発明によれば、従来のアイ
カメラのように測定中はまばたきをしないように
被験者に要求する必要がなく、被験者はまばたき
をしてもさしつかえないので、より自由な状態で
モニタ画像を観視できる。
このように、本発明は、工学的には、画像処理
や機器の適正配置などの人間工学、システム工学
への適用、医用あるいは心理方面では、眼科分野
における視機能検査機として、あるいは視覚心理
実験装置として広い応用範囲にわたつて有効に使
用でき、さらにはデイスプレイによる学習教育、
溶鉱炉の監視指導、ポスター効果の判定などにも
利用することができる。
あるいはまた、ドライブ中の道路標識等の適正
配置の問題も、本発明装置を用いて、停留時間、
移動速度、移動ベクトルを解析することにより容
易に解決できる。
なお、一定の画面を見たときの眼球運動の移動
距離によつて、疲労度がわかるという知見が得ら
れていることを考慮すると、本発明装置の新規な
疲労測定装置として、患者を待たせることなく結
果を出すことのできる視覚検査機としても応用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成を示すブロツク線
図、第2図は本発明装置の外観の一例を示す斜視
図、第3図はその電気回路部分の構成の一例を示
すブロツク線図、第4図はその制御手順の一例を
示すフローチヤート、第5図は眼球の移動速度の
測定結果を示す特性曲線図、第6図は本発明の他
の実施例を示すブロツク線図である。 1…眼球位置検出手段、2…サンプリング手
段、3…デイジタル化手段、4…サンプル値の差
分算出手段、5…移動・停留判定手段、6…移動
速度、距離、方向算出手段、7…停留時間積算手
段、8…表示手段、11…アイカメラ、12…視
覚情報分析装置本体、13…テレビモニタ、14
…デイスプレイ、15…電気回路部分、21…サ
ンプルホールド回路、22…A/D変換器、23
…中央処理装置、24…制御バス、25…ビデオ
信号、26…表示用データ、27…合成器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 眼球の位置を検出する手段と、 その検出された眼球の位置のデータをサンプリ
    ングする手段と、 サンプリングされたサンプル値のデータをデイ
    ジタル量に変換する手段と、 前記デイジタル量に変換されたサンプル値相互
    間の差分を求める手段と、 前記差分より求めた眼球の移動角速度を、眼球
    の摂動を考慮して定めた停留限界である所定の移
    動角速度と比較し、眼球が停留しているか移動し
    ているかを判定する手段と、 眼球移動の場合には、前記デイジタル量から、
    当該眼球の移動速度、移動距離および移動方向の
    少なくとも一つを算出する手段と、 眼球停留の場合には、前記デイジタル量から、
    当該眼球の停留時間を積算する手段と、 前記移動速度、移動距離、移動方向および前記
    停留時間のうちの少なくともひとつを表示する手
    段とを具えたことを特徴とする視覚情報分析装
    置。 2 特許請求の範囲第1項記載の視覚情報分析装
    置において、前記サンプリング手段におけるサン
    プル周期をほぼ50msec以下にしたことを特徴と
    する視覚情報分析装置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の視
    覚情報分析装置において、前記停留限界を眼球の
    移動角速度0〜20度/secの範囲に定めたことを
    特徴とする視覚情報分析装置。 4 特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    かの項に記載の視覚情報分析装置において、前記
    表示手段は被験者の見る画像をも表示し、前記移
    動速度および前記停留時間を段階的に色分けして
    前記画像と重ね合わせて表示するようにしたこと
    を特徴とする視覚情報分析装置。
JP58232761A 1983-12-12 1983-12-12 視覚情報分析装置 Granted JPS60126140A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58232761A JPS60126140A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 視覚情報分析装置

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JP58232761A JPS60126140A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 視覚情報分析装置

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Publication Number Publication Date
JPS60126140A JPS60126140A (ja) 1985-07-05
JPH0368687B2 true JPH0368687B2 (ja) 1991-10-29

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ID=16944333

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JP58232761A Granted JPS60126140A (ja) 1983-12-12 1983-12-12 視覚情報分析装置

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JPH0298333A (ja) * 1988-10-04 1990-04-10 Nagashima Ika Kikai Kk 眼振検査における眼球運動撮像装置
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JPS60126140A (ja) 1985-07-05

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