JPH0371129B2 - - Google Patents
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- JPH0371129B2 JPH0371129B2 JP1213917A JP21391789A JPH0371129B2 JP H0371129 B2 JPH0371129 B2 JP H0371129B2 JP 1213917 A JP1213917 A JP 1213917A JP 21391789 A JP21391789 A JP 21391789A JP H0371129 B2 JPH0371129 B2 JP H0371129B2
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Description
【発明の詳細な説明】
≪産業上の利用分野≫
本発明は、視野カメラから出力される視野画像
信号と対象視界内に置かれた特徴点の信号からア
イカメラを装着した被検者の頭部の姿勢を計測す
る装置に関し、更に、これらの信号と注視点の視
野画像上での座標から、頭部の上下左右の回動を
伴う場合における対象視界内での注視点の絶対位
置の計測を可能にした装置に関するものである。
信号と対象視界内に置かれた特徴点の信号からア
イカメラを装着した被検者の頭部の姿勢を計測す
る装置に関し、更に、これらの信号と注視点の視
野画像上での座標から、頭部の上下左右の回動を
伴う場合における対象視界内での注視点の絶対位
置の計測を可能にした装置に関するものである。
≪従来の技術≫
人の注視点を解析する装置として、アイカメラ
がある。アイカメラは、視野カメラとアイマーク
カメラとを備えており、被検者の頭部に固定され
て使用される。このとき、視野カメラが被検者の
正面の視野を撮影し、アイマークカメラが眼球の
正面からの偏倚を検出して、注視点の位置を視野
画像上の座標として出力する。
がある。アイカメラは、視野カメラとアイマーク
カメラとを備えており、被検者の頭部に固定され
て使用される。このとき、視野カメラが被検者の
正面の視野を撮影し、アイマークカメラが眼球の
正面からの偏倚を検出して、注視点の位置を視野
画像上の座標として出力する。
従つて、被検者の頭部を固定して測定を行え
ば、被検者が対象物を観察するときの対象視界内
での注視点の動きは、アイマークカメラから出力
されるアイマークの座標を追跡することによつ
て、自動的に解析できる。しかし、対象視界内の
一点を注視しながら頭部を動かしたときや、頭部
の移動や回動によつて注視点を移動させたときに
は、アイマークカメラから出力される座標（相対
座標）の変化は、実際の対象視界内での注視点の
座標（絶対座標）の変化を示さなくなる。そのた
め、自然な頭部の動きを伴う場合の注視点の解析
を行う必要があるときには、注視点の位置を示す
アイマークを表示した視野画像を逐次追跡して、
人間が対象視界の映像を基に注視点の絶対座標を
読み取つており、注視点の絶対座標の計測及びそ
の移動量や移動方向の解析を自動的に行うことは
できなかつた。
ば、被検者が対象物を観察するときの対象視界内
での注視点の動きは、アイマークカメラから出力
されるアイマークの座標を追跡することによつ
て、自動的に解析できる。しかし、対象視界内の
一点を注視しながら頭部を動かしたときや、頭部
の移動や回動によつて注視点を移動させたときに
は、アイマークカメラから出力される座標（相対
座標）の変化は、実際の対象視界内での注視点の
座標（絶対座標）の変化を示さなくなる。そのた
め、自然な頭部の動きを伴う場合の注視点の解析
を行う必要があるときには、注視点の位置を示す
アイマークを表示した視野画像を逐次追跡して、
人間が対象視界の映像を基に注視点の絶対座標を
読み取つており、注視点の絶対座標の計測及びそ
の移動量や移動方向の解析を自動的に行うことは
できなかつた。
この問題を解決する方法として、対象視界内の
定位置に特徴点を複数個設置し、視野画像上での
特徴点の座標を検出することによつて、視野画像
の基準位置からの偏倚を検出してアイマークカメ
ラで検出された注視点の座標を補正することによ
り、頭部が動いたときにも注視点の絶対座標の変
化を自動的に解析できるようにする方法が提唱さ
れている。
定位置に特徴点を複数個設置し、視野画像上での
特徴点の座標を検出することによつて、視野画像
の基準位置からの偏倚を検出してアイマークカメ
ラで検出された注視点の座標を補正することによ
り、頭部が動いたときにも注視点の絶対座標の変
化を自動的に解析できるようにする方法が提唱さ
れている。
その一つとして特開昭62−53630号公報には、
最初の１フレームの基準画像に対する計測時の視
野画像の変換行列を求め、アイマーク信号を基準
画像上の座標に変換して絶対位置を算出すること
により、頭部の動きを伴う場合の注視点の絶対座
標を検出する方法が提唱されている。
最初の１フレームの基準画像に対する計測時の視
野画像の変換行列を求め、アイマーク信号を基準
画像上の座標に変換して絶対位置を算出すること
により、頭部の動きを伴う場合の注視点の絶対座
標を検出する方法が提唱されている。
≪発明が解決しようとする課題≫
しかし、上記公報に記載された方法は、被検者
の頭部の対象視界の面と平行な方向の移動、該面
の法線方向の移動及び該法線回りの回動には対応
できるが、頭部の左右又は上下方向の回動、即
ち、頭部の垂直軸回りの回動又は左右方向水平軸
回りの回動を伴う動きには対応できない。そして
実際の対象視界の観測においては、被検者が頭部
を上下左右に回動させて注視点を移動させること
が非常に多いので、上記方法では、被検者の動き
の大幅に制限しなければ注視点の自動解析ができ
ない問題があつた。
の頭部の対象視界の面と平行な方向の移動、該面
の法線方向の移動及び該法線回りの回動には対応
できるが、頭部の左右又は上下方向の回動、即
ち、頭部の垂直軸回りの回動又は左右方向水平軸
回りの回動を伴う動きには対応できない。そして
実際の対象視界の観測においては、被検者が頭部
を上下左右に回動させて注視点を移動させること
が非常に多いので、上記方法では、被検者の動き
の大幅に制限しなければ注視点の自動解析ができ
ない問題があつた。
そこでこの発明は、被検者が頭部を上下又は左
右に回動させて注視点を移動させた場合でも、ア
イカメラから出力されるデータに基いて被検者の
頭部の姿勢を検出し、注視点の絶対位置の変化を
自動的に解析できる装置を得ることを課題として
いる。
右に回動させて注視点を移動させた場合でも、ア
イカメラから出力されるデータに基いて被検者の
頭部の姿勢を検出し、注視点の絶対位置の変化を
自動的に解析できる装置を得ることを課題として
いる。
≪課題を解決するための手段≫
本発明では、観察する対象視界１内に４個以上
の特徴点P1〜P9を設置し、この特徴点の少なく
とも任意の４個が視野カメラ３ａが撮影した視野
画像４内に入るように特徴点P1〜P9相互の位置
関係を決めてある。この特徴点は、周囲より十分
に輝度を高くすることによつて、画像処理により
視野画像４上における位置座標を検出可能にす
る。各特徴点は、視野画像の一画面走査（例えば
１／３０秒）ごとに垂直同期信号に同期させて順次発
光させるか、発光色を変えてカラー画像処理する
等、検出した特徴点の各々を識別できるようにす
る。
の特徴点P1〜P9を設置し、この特徴点の少なく
とも任意の４個が視野カメラ３ａが撮影した視野
画像４内に入るように特徴点P1〜P9相互の位置
関係を決めてある。この特徴点は、周囲より十分
に輝度を高くすることによつて、画像処理により
視野画像４上における位置座標を検出可能にす
る。各特徴点は、視野画像の一画面走査（例えば
１／３０秒）ごとに垂直同期信号に同期させて順次発
光させるか、発光色を変えてカラー画像処理する
等、検出した特徴点の各々を識別できるようにす
る。
本発明の装置は、視野カメラ３ａの画像信号か
ら上記特徴点P1〜P9の信号を分離する特徴点信
号検出手段３２と、検出された特徴点の像p1〜p9
の視野画像４上での座標を求める特徴点座標検出
手段３３と、隣接する特徴点間の視野画像４上で
の距離dx1，dx2，dy1，dy2を求める特徴点間距離
算出手段３４とを備えている。
ら上記特徴点P1〜P9の信号を分離する特徴点信
号検出手段３２と、検出された特徴点の像p1〜p9
の視野画像４上での座標を求める特徴点座標検出
手段３３と、隣接する特徴点間の視野画像４上で
の距離dx1，dx2，dy1，dy2を求める特徴点間距離
算出手段３４とを備えている。
そして更にこの発明の装置は、対象視界１に対
する頭部２ａの左右及び上下方向の回動を含む姿
勢変化の検出及び注視点Ｑの絶対座標の計測を可
能にする手段として、４個の特徴点の像p1〜p4を
頂点とする四辺形の２組の対向辺についてそれぞ
れの対向辺に対応する２個の特徴点間距離dx1と
dx2と及びdy1とdy2とを比較する頭部位置・姿勢算
出手段３５を備えている。
する頭部２ａの左右及び上下方向の回動を含む姿
勢変化の検出及び注視点Ｑの絶対座標の計測を可
能にする手段として、４個の特徴点の像p1〜p4を
頂点とする四辺形の２組の対向辺についてそれぞ
れの対向辺に対応する２個の特徴点間距離dx1と
dx2と及びdy1とdy2とを比較する頭部位置・姿勢算
出手段３５を備えている。
≪作用≫
被験者が対象視界１のある点Ｑを注視したと
き、頭部２ａに固定した視野カメラ３ａの画像信
号から検出される４個の特徴点の像p1〜p4の座標
は、特徴点P1〜P4を設置した対象視界１と被験
者の頭部２ａの位置関係を表している。注視点Ｑ
の計測に当たつては、特徴点P1〜P9を設置した
対象視界１から被検者の頭部２ａまでの距離と視
野画像４上での各特徴点の像間距離dx，dyとの関
係をあらかじめ測定しておく。特徴点P1〜P9を
設置した面に平行な頭部２ａの移動や該面の法線
回りの頭部の回転や該法線方向の頭部の移動は、
それぞれ、特徴点の像p1〜p4の平行移動、旋回及
び特徴点の像相互の間隔の変化を測定することに
より検出することができる。また、被検者の上下
又は左右への頭部の回動は、視野画像４上の４個
の特徴点の像p1〜p4で形成される四辺形の対向す
る辺の距離dx1，dx2，dy1，dy2相互を比較するこ
とにより、検出可能である。従つて、上記検出さ
れたデータに従つてアイマークの相対座標を絶対
座標に換算することが可能である。
き、頭部２ａに固定した視野カメラ３ａの画像信
号から検出される４個の特徴点の像p1〜p4の座標
は、特徴点P1〜P4を設置した対象視界１と被験
者の頭部２ａの位置関係を表している。注視点Ｑ
の計測に当たつては、特徴点P1〜P9を設置した
対象視界１から被検者の頭部２ａまでの距離と視
野画像４上での各特徴点の像間距離dx，dyとの関
係をあらかじめ測定しておく。特徴点P1〜P9を
設置した面に平行な頭部２ａの移動や該面の法線
回りの頭部の回転や該法線方向の頭部の移動は、
それぞれ、特徴点の像p1〜p4の平行移動、旋回及
び特徴点の像相互の間隔の変化を測定することに
より検出することができる。また、被検者の上下
又は左右への頭部の回動は、視野画像４上の４個
の特徴点の像p1〜p4で形成される四辺形の対向す
る辺の距離dx1，dx2，dy1，dy2相互を比較するこ
とにより、検出可能である。従つて、上記検出さ
れたデータに従つてアイマークの相対座標を絶対
座標に換算することが可能である。
例えば、長方形の４隅の位置に特徴点を設置し
た場合、対象視界面の法線が視野カメラ３ａの視
線方向と一致する場合には、視野画像４上の各特
徴点の像p1〜p4の位置関係も長方形をなし（第４
図）、視野カメラ３ａから対象視界１までの距離
が一定である限り、頭部２ａが左右・上下に平行
移動しても視野画像４上の長方形の形状・大きさ
は同じである。このときの平行移動量は、１個の
特徴点に注目してその像の視野画像４上での移動
量から求められる。頭部２ａが前後に移動したと
きは、長方形の形状は変わらないが、大きさが変
化する。すなわち、視野画像上における各特徴点
の像間距離dx，dyが同率で変化するため、この像
間距離を計測することにより、頭部と対象視界面
との法線方向の距離が決定され、アイマークの像
ｑと特徴点の像p1〜p4との位置関係から注視点の
絶対位置が決定される。また、頭部２ａが左右の
回転移動を伴つた場合は、第５図に示すように、
特徴点の像間距離がdx1＝dx2、dy1≠dy2の関係と
なり、上下の回転の場合はdx1≠dx2、dy1＝dy2の
関係となり、この像間距離の関係から各々の特徴
点P1〜P4の視野カメラ３ａからの距離、対象視
界の法線とカメラ視線方向のなす角度が求められ
るため、このときの注視点Ｑの絶対座標が求めら
れる。
た場合、対象視界面の法線が視野カメラ３ａの視
線方向と一致する場合には、視野画像４上の各特
徴点の像p1〜p4の位置関係も長方形をなし（第４
図）、視野カメラ３ａから対象視界１までの距離
が一定である限り、頭部２ａが左右・上下に平行
移動しても視野画像４上の長方形の形状・大きさ
は同じである。このときの平行移動量は、１個の
特徴点に注目してその像の視野画像４上での移動
量から求められる。頭部２ａが前後に移動したと
きは、長方形の形状は変わらないが、大きさが変
化する。すなわち、視野画像上における各特徴点
の像間距離dx，dyが同率で変化するため、この像
間距離を計測することにより、頭部と対象視界面
との法線方向の距離が決定され、アイマークの像
ｑと特徴点の像p1〜p4との位置関係から注視点の
絶対位置が決定される。また、頭部２ａが左右の
回転移動を伴つた場合は、第５図に示すように、
特徴点の像間距離がdx1＝dx2、dy1≠dy2の関係と
なり、上下の回転の場合はdx1≠dx2、dy1＝dy2の
関係となり、この像間距離の関係から各々の特徴
点P1〜P4の視野カメラ３ａからの距離、対象視
界の法線とカメラ視線方向のなす角度が求められ
るため、このときの注視点Ｑの絶対座標が求めら
れる。
≪実施例≫
以下この発明の一実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図は本発明の一実施システムの全景で、対
象視界となる図板１に相対して作業する被検者２
の図板１上での注視点Ｑの動きを解析するもので
ある。図板１上には、特徴点となるLED（発光ダ
イオード）P1〜P9をｘ方向、ｙ方向にそれぞれ
一定間隔Dx，Dyで９個設置する。LEDP1〜P9の
設置位置は、被検者２が主に注視する箇所を中心
に被検者の頭部２ａに固定した視野カメラ３ａの
撮影領域に最低４個のLEDが入る位置である。
象視界となる図板１に相対して作業する被検者２
の図板１上での注視点Ｑの動きを解析するもので
ある。図板１上には、特徴点となるLED（発光ダ
イオード）P1〜P9をｘ方向、ｙ方向にそれぞれ
一定間隔Dx，Dyで９個設置する。LEDP1〜P9の
設置位置は、被検者２が主に注視する箇所を中心
に被検者の頭部２ａに固定した視野カメラ３ａの
撮影領域に最低４個のLEDが入る位置である。
被検者の頭部２ａには、１個の視野カメラ３ａ
と２個のアイマークカメラ３ｂとを備えたアイカ
メラ３が固定される。視野カメラ３ａは、被検者
２の顔が向いている方向の図板１の画像信号を出
力する。アイマークカメラ３ｂは、被検者２の眼
球の方向を左右別々に検出してその座標信号を出
力する。アイカメラ３の出力は、記録装置２０と
LEDコントローラ１０に与えられ、LEDコント
ローラ１０はLEDP1〜P9の点灯タイミングを制
御している。記録装置２０に記録された計測情報
は、解析装置３０で解析され、被検者の頭部２ａ
の位置・姿勢及び注視点Ｑの絶対座標が算出され
る。
と２個のアイマークカメラ３ｂとを備えたアイカ
メラ３が固定される。視野カメラ３ａは、被検者
２の顔が向いている方向の図板１の画像信号を出
力する。アイマークカメラ３ｂは、被検者２の眼
球の方向を左右別々に検出してその座標信号を出
力する。アイカメラ３の出力は、記録装置２０と
LEDコントローラ１０に与えられ、LEDコント
ローラ１０はLEDP1〜P9の点灯タイミングを制
御している。記録装置２０に記録された計測情報
は、解析装置３０で解析され、被検者の頭部２ａ
の位置・姿勢及び注視点Ｑの絶対座標が算出され
る。
LEDP1〜P9の点灯タイミングを制御する手段
及び視野カメラ３ａの画像信号から被検者の位
置・姿勢を検出する手段をシステムブロツク図
（第１図）に従つて説明する。視野画像信号は、
アイカメラ（例えばナツク社のアイマークレコー
ダ等）の視野カメラ３ａから出力され、アイマー
ク座標信号は、アイマークカメラ３ｂから出力さ
れる。実際のアイカメラでは、アイマーク座標信
号を画像信号として視野画像信号と合成し、同時
にデイジタル座標信号として出力している。記録
装置２０は、この両信号を記録媒体上に記録す
る。
及び視野カメラ３ａの画像信号から被検者の位
置・姿勢を検出する手段をシステムブロツク図
（第１図）に従つて説明する。視野画像信号は、
アイカメラ（例えばナツク社のアイマークレコー
ダ等）の視野カメラ３ａから出力され、アイマー
ク座標信号は、アイマークカメラ３ｂから出力さ
れる。実際のアイカメラでは、アイマーク座標信
号を画像信号として視野画像信号と合成し、同時
にデイジタル座標信号として出力している。記録
装置２０は、この両信号を記録媒体上に記録す
る。
LEDコントローラ１０は、視野画像信号から、
同期信号分離器１１で1/30秒間隔の垂直同期信号
を分離して出力し、LED点灯信号発生器１２で
垂直同期信号を分配して、第３図に示すタイミン
グでLED点灯信号が出力され、LEDP1〜P9を順
次点灯させる。従つて、１つのLEDの点灯間隔
は、9/30秒である。視野画像信号は、第４図に示
すように、少なくとも４個のLEDの像p1〜p4及び
アイマークの像ｑを含んでおり、記録装置２０で
磁気テープ等の記録媒体上に記録される。
同期信号分離器１１で1/30秒間隔の垂直同期信号
を分離して出力し、LED点灯信号発生器１２で
垂直同期信号を分配して、第３図に示すタイミン
グでLED点灯信号が出力され、LEDP1〜P9を順
次点灯させる。従つて、１つのLEDの点灯間隔
は、9/30秒である。視野画像信号は、第４図に示
すように、少なくとも４個のLEDの像p1〜p4及び
アイマークの像ｑを含んでおり、記録装置２０で
磁気テープ等の記録媒体上に記録される。
記録された視野画像信号は、解析装置３０の再
生器３１で再生されてLED信号検出器３２に与
えられ、画像信号中にLEDの像p1〜p4を検出した
ときのタイミング信号が、LED座標検出器３３
に与えられる。LEDP1〜P9は、輝度を背景に比
べて充分高くしておき、LED信号検出器３２は、
適当なしきい値で画像信号を２値化してLEDP1
〜P9の像の信号を検出し、その検出タイミング
から、視野画像４上での座標値をLED座標検出
器３３が検出する。視野画像上でのLEDの像p1
〜p9の座標は、Ｙ座標は走査線の数で、Ｘ座標は
１走査線を320分割するクロツクパルスを発生さ
せその数で検出する。
生器３１で再生されてLED信号検出器３２に与
えられ、画像信号中にLEDの像p1〜p4を検出した
ときのタイミング信号が、LED座標検出器３３
に与えられる。LEDP1〜P9は、輝度を背景に比
べて充分高くしておき、LED信号検出器３２は、
適当なしきい値で画像信号を２値化してLEDP1
〜P9の像の信号を検出し、その検出タイミング
から、視野画像４上での座標値をLED座標検出
器３３が検出する。視野画像上でのLEDの像p1
〜p9の座標は、Ｙ座標は走査線の数で、Ｘ座標は
１走査線を320分割するクロツクパルスを発生さ
せその数で検出する。
なお図に示す実施例は、録画した画像信号を再
生して注視点を解析する例であるが、アイカメラ
の視野カメラ３ａの視野画像信号を直接LED信
号検出器３２へ転送してリアルタイムに解析する
ことも可能である。
生して注視点を解析する例であるが、アイカメラ
の視野カメラ３ａの視野画像信号を直接LED信
号検出器３２へ転送してリアルタイムに解析する
ことも可能である。
LED間距離算出手段３４では、LED座標検出
器３３で求めらた各LEDの像の座標から各LED
間の像間距離dx1，dx2，dy1，dy2を算出し、この
像間距離から頭部位置・姿勢算出手段３５で各
LEDP1〜P4と頭部２ａとの距離を算出し、図板
１に対する頭部２ａの位置・姿勢を求める。注視
点絶対座標算出手段３６では、頭部位置・姿勢信
号及び再生器３１から与えられるアイマーク座標
信号から注視点Ｑの絶対位置を算出する。実施例
では、LEDの像p1〜p4の座標検出までハードウエ
アで処理し、検出した各座標値をコンピユータへ
１／３０秒毎に転送し、9/30秒間は頭部は固定状態で
あるとして、LEDの像間距離の算出以後の処理
をフトウエアで行つている。ソフトウエアでの処
理内容の詳細は以下の通りである。
器３３で求めらた各LEDの像の座標から各LED
間の像間距離dx1，dx2，dy1，dy2を算出し、この
像間距離から頭部位置・姿勢算出手段３５で各
LEDP1〜P4と頭部２ａとの距離を算出し、図板
１に対する頭部２ａの位置・姿勢を求める。注視
点絶対座標算出手段３６では、頭部位置・姿勢信
号及び再生器３１から与えられるアイマーク座標
信号から注視点Ｑの絶対位置を算出する。実施例
では、LEDの像p1〜p4の座標検出までハードウエ
アで処理し、検出した各座標値をコンピユータへ
１／３０秒毎に転送し、9/30秒間は頭部は固定状態で
あるとして、LEDの像間距離の算出以後の処理
をフトウエアで行つている。ソフトウエアでの処
理内容の詳細は以下の通りである。
被検者２の顔が図板１と正対したときに視野カ
メラ３ａの方向が図板１の法線と一致するように
視野カメラ３ａを頭部２ａに固定し、この基準姿
勢のときの視野カメラ３ａから図板１までの距離
をt0とし、視野カメラ３ａから出力される視野画
像４を第４図とすると、視野画像４における
LEDの像間距離dx1，dx2，dy1，dy2と図板１上の
絶対距離Dx，Dyとの変換係数はｘ方向、ｙ方向
それぞれ αx0＝Dx／dx0 αy0＝Dy／dy0 (1) dx0＝dx1＝dx2 dy0＝dy1＝dy2 (2) で表される。
メラ３ａの方向が図板１の法線と一致するように
視野カメラ３ａを頭部２ａに固定し、この基準姿
勢のときの視野カメラ３ａから図板１までの距離
をt0とし、視野カメラ３ａから出力される視野画
像４を第４図とすると、視野画像４における
LEDの像間距離dx1，dx2，dy1，dy2と図板１上の
絶対距離Dx，Dyとの変換係数はｘ方向、ｙ方向
それぞれ αx0＝Dx／dx0 αy0＝Dy／dy0 (1) dx0＝dx1＝dx2 dy0＝dy1＝dy2 (2) で表される。
注視点絶対位置の算出は、変換係数をαx，αy、
アイマークの像ｑの視野画像４上の座標を（xi、
yi）、特徴点の像p1の座標を（xL1、yL1）、図板上
の座標を（XL1、YL1）とすると、絶対座標（Ｘ、
Ｙ）は、 Ｘ＝XL1＋（x1−xL1）・αx (3) Ｙ＝YL1＋（y1−yL1）・αy (4) である。ここで、αx＝αx0、αy＝αy0である。
アイマークの像ｑの視野画像４上の座標を（xi、
yi）、特徴点の像p1の座標を（xL1、yL1）、図板上
の座標を（XL1、YL1）とすると、絶対座標（Ｘ、
Ｙ）は、 Ｘ＝XL1＋（x1−xL1）・αx (3) Ｙ＝YL1＋（y1−yL1）・αy (4) である。ここで、αx＝αx0、αy＝αy0である。
頭部２ａが図版との距離t0を維持したまま図版
１と平行に左右・上下移動した時は、画像上の特
徴点相互の位置関係は変化しないから、絶対座標
は式(1)〜(4)で算出される。
１と平行に左右・上下移動した時は、画像上の特
徴点相互の位置関係は変化しないから、絶対座標
は式(1)〜(4)で算出される。
頭部２ａが前後に移動し、図板１との距離ｔが
t0から変化したときは、画像上のLEDの像間距離
がｘ方向ｙ方向同率で変化する。このときの変換
係数は、LEDの像間距離をそれぞれdx，dyとする
と αx＝Dx／dx αy＝Dy／dy (5) であり、同様に絶対座標は式(3)、(4)で算出され
る。
t0から変化したときは、画像上のLEDの像間距離
がｘ方向ｙ方向同率で変化する。このときの変換
係数は、LEDの像間距離をそれぞれdx，dyとする
と αx＝Dx／dx αy＝Dy／dy (5) であり、同様に絶対座標は式(3)、(4)で算出され
る。
距離ｔと変換係数との関係は一般に
αx＝αx0・ｔ／t0
αy＝αy0・ｔ／t0 (6)
であるが、個々の視野カメラに応じた補正が必要
であり、その係数をη（dx），η（dy）とすると、
距離ｔはLEDの像間距離dx，dyから次式で表わさ
れる。
であり、その係数をη（dx），η（dy）とすると、
距離ｔはLEDの像間距離dx，dyから次式で表わさ
れる。
ｔ＝η（dx）・t0・dx0／dx
ｔ＝η（dy）・t0・dy0／dy (7)
頭部2aの回転が生じたときの画像は、第５図
（垂直軸回りの回動のとき）のように変化する。
つまり、特徴点の像p1p2間とp3p4間のｘ方向距離
は等しいが、p1p3間とp2p4間のｙ方向距離は、頭
部の回動角により変化する。特徴点p1及びp3の視
野カメラ３ａからのカメラ視線方向の距離をａ、
p2及びp4の距離をｂとすると、頭部の回動角は第
６図に示すように θ＝SIN-1ｂ−ａ／Dx (8) である。また、注視点Ｑの視野カメラ３ａからの
距離は sy＝dy1＋（dy2−dy1）・λ (9) ここで λ＝sx／dx、dx＝dx1＝dx2 (10) より式(7)から求められ、これをｃとすると 注視点の像ｑのＸ方向の絶対座標は Ｘ＝XL1＋D1 D1＝ｃ−ａ／SINθ (11) 注視点の像ｑのＹ方向の絶対座標は Ｙ＝YL1＋（y1−y12）・αy αy＝Dy／sy (12) である。
（垂直軸回りの回動のとき）のように変化する。
つまり、特徴点の像p1p2間とp3p4間のｘ方向距離
は等しいが、p1p3間とp2p4間のｙ方向距離は、頭
部の回動角により変化する。特徴点p1及びp3の視
野カメラ３ａからのカメラ視線方向の距離をａ、
p2及びp4の距離をｂとすると、頭部の回動角は第
６図に示すように θ＝SIN-1ｂ−ａ／Dx (8) である。また、注視点Ｑの視野カメラ３ａからの
距離は sy＝dy1＋（dy2−dy1）・λ (9) ここで λ＝sx／dx、dx＝dx1＝dx2 (10) より式(7)から求められ、これをｃとすると 注視点の像ｑのＸ方向の絶対座標は Ｘ＝XL1＋D1 D1＝ｃ−ａ／SINθ (11) 注視点の像ｑのＹ方向の絶対座標は Ｙ＝YL1＋（y1−y12）・αy αy＝Dy／sy (12) である。
頭部２ａの上下方向の回動が生じたときは、上
記において、ｘ，ｙの位置関係が逆になり算出方
法は同様である。
記において、ｘ，ｙの位置関係が逆になり算出方
法は同様である。
≪発明の効果≫
以上説明したように本発明によれば、被検者が
注視する対象物に絶対位置を示す特徴点を４個以
上設置することで、アイカメラによる注視点解析
を被験者頭部の上下、左右及び前後方法の移動並
びに前後軸、左右軸及び垂直軸回りの回動を伴う
場合でも自動的に行うことができる。また、注視
点の絶対位置計測およびその追跡から注視点の解
析を自動で行うだけでなく、頭部の位置や方向も
常に求めることができるため、各種作業や運動の
解析に有用な装置を得ることができる。
注視する対象物に絶対位置を示す特徴点を４個以
上設置することで、アイカメラによる注視点解析
を被験者頭部の上下、左右及び前後方法の移動並
びに前後軸、左右軸及び垂直軸回りの回動を伴う
場合でも自動的に行うことができる。また、注視
点の絶対位置計測およびその追跡から注視点の解
析を自動で行うだけでなく、頭部の位置や方向も
常に求めることができるため、各種作業や運動の
解析に有用な装置を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図はシステムの全景図、第３図は９個
のLEDの点灯タイミングを示す図、第４図は視
野画像上のLEDの位置関係を示す図、第５図は
頭部の回転が生じたときの視野画像上のLEDの
位置関係を示す図、第６図は頭部の回転が生じた
ときの対象視界面と視野カメラとの位置関係を示
す図、第７図は基準位置における対象視界と視野
画像との関係を模式的に示す図である。 図中、１：図板、２ａ：頭部、３ａ：視野カメ
ラ、３ｂ：アイマークカメラ、４：視野画像、３
２：LED信号検出器、３３：LED座標検出器、
３４：LED間距離算出手段、３５：頭部位置・
姿勢算出手段。
ク図、第２図はシステムの全景図、第３図は９個
のLEDの点灯タイミングを示す図、第４図は視
野画像上のLEDの位置関係を示す図、第５図は
頭部の回転が生じたときの視野画像上のLEDの
位置関係を示す図、第６図は頭部の回転が生じた
ときの対象視界面と視野カメラとの位置関係を示
す図、第７図は基準位置における対象視界と視野
画像との関係を模式的に示す図である。 図中、１：図板、２ａ：頭部、３ａ：視野カメ
ラ、３ｂ：アイマークカメラ、４：視野画像、３
２：LED信号検出器、３３：LED座標検出器、
３４：LED間距離算出手段、３５：頭部位置・
姿勢算出手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 視野カメラ３ａで撮影された視野画像４の画
像情報から対象視界１に対する頭部２ａの姿勢を
計測する注視姿勢の計測装置において、 対象視界１内の定位置に設置した４個以上の特
徴点（P1〜P9）と、視野カメラ３ａの画像情報
から上記特徴点の信号を検出する特徴点信号検出
手段３２と、検出された特徴点の信号の視野画像
４上での座標を求める特徴点座標検出手段３３
と、隣接する特徴点間の視野画像４上での距離を
求める特徴点間距離算出手段３４と、視野画像４
上での４個の特徴点を頂点とする四辺形の２組の
対向辺についてそれぞれの対向辺に対応する２個
の特徴点間距離を比較する手段を含む頭部位置・
姿勢算出手段３５とを備え、対象視界１に対する
頭部２ａの三次元方向の移動と三次元方向の軸回
りの回動との全ての姿勢変化を検出可能にした、
注視点姿勢の計測装置。 ２ アイカメラ３から出力される視野画像４の画
像情報と該視野画像上での注視点Ｑの位置を示す
アイマーク座標信号とから視野画像４上での注視
点の像ｑの絶対座標を計測する注視点絶対位置の
計測装置において、 対象視界１内の定位置に設置した４個以上の特
徴点（P1〜P9）と、視野カメラ３ａの画像情報
から上記特徴点の信号を検出する特徴点信号検出
手段３２と、検出された特徴点の像の視野画像４
上での座標を求める特徴点座標検出手段３３と、
隣接する特徴点間の視野画像４上での距離を求め
る特徴点間距離算出手段３４と、視野画像４上で
の４個の特徴点を頂点とする四辺形の２組の対向
辺についてそれぞれの対向辺に対応する２個の特
徴点間距離を比較する手段を含む頭部位置・姿勢
算出手段３５とを備え、対象視界１に対する頭部
２ａの三次元方向の移動と三次元方向の軸回りの
回動との全ての姿勢変化時における注視点Ｑの絶
対座標の計測を可能とした、注視点絶対位置の計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213917A JPH0377533A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 注視姿勢及び注視点絶対位置の計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213917A JPH0377533A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 注視姿勢及び注視点絶対位置の計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377533A JPH0377533A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0371129B2 true JPH0371129B2 (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=16647180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213917A Granted JPH0377533A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 注視姿勢及び注視点絶対位置の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0377533A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100491469B1 (ko) * | 2002-06-12 | 2005-05-25 | 주식회사 애트랩 | 표시기능을 갖는 광마우스 |
| JP5079542B2 (ja) * | 2008-02-25 | 2012-11-21 | 新日本製鐵株式会社 | 技術管理装置及び技術管理方法 |
| JP4811683B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2011-11-09 | 株式会社アイメトリクス・ジャパン | 視野検出装置 |
| JP6210447B2 (ja) * | 2013-02-18 | 2017-10-11 | 公立大学法人岩手県立大学 | 視線計測装置、注視点の表示方法、注視領域の表示方法および注視点のガウス分布の表示方法 |
| JP6311461B2 (ja) * | 2014-06-05 | 2018-04-18 | 大日本印刷株式会社 | 視線分析システムおよび視線分析装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253631A (ja) * | 1985-09-03 | 1987-03-09 | 日本電気株式会社 | 注視点位置計測方法とその装置 |
| JPS6468235A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-14 | Agency Ind Science Techn | Head mount type three-dimensional optometer equipped with eyeball/head cooperative movement analyser |
-
1989
- 1989-08-19 JP JP1213917A patent/JPH0377533A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377533A (ja) | 1991-04-03 |
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