JP3312562B2 - Dozing state detection device - Google Patents
Dozing state detection deviceInfo
- Publication number
- JP3312562B2 JP3312562B2 JP20778296A JP20778296A JP3312562B2 JP 3312562 B2 JP3312562 B2 JP 3312562B2 JP 20778296 A JP20778296 A JP 20778296A JP 20778296 A JP20778296 A JP 20778296A JP 3312562 B2 JP3312562 B2 JP 3312562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extraction
- eye
- point
- value
- density
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、顔の画像データを
演算処理して、車両の運転者、船舶の操船者、プラント
等のオペレータ等の居眠り状態を検出する居眠り状態検
出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dozing state detecting apparatus for detecting a dozing state of a driver of a vehicle, an operator of a ship, an operator of a plant, or the like, by arithmetically processing face image data.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の画像処理による居眠り状態検出装
置としては、例えば、特開平6−17921号公報に記
載されたようなものがある。これは、図24の(a)に
示すように、被撮影者の顔画面右上部に矩形の局所領域
Aを設定し、該局所領域Aの平均濃度情報に基づいて設
定した二値化しきい値により濃淡画像データの二値化処
理を行い、得られた二値化画像において濃度投影、ラベ
リング処理等を行うことで眼の位置を検出して、開閉眼
の状態変化から居眠り状態を検出するようにしている。
これにより、光環境の変化があっても安定した状態で居
眠り状態の検出を行なおうとするものである。2. Description of the Related Art As a conventional dozing state detecting apparatus based on image processing, there is, for example, an apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-17921. This is achieved by setting a rectangular local area A in the upper right part of the face screen of the subject as shown in FIG. 24A, and setting the binarization threshold based on the average density information of the local area A. Performs binarization processing of the grayscale image data, performs density projection, labeling processing, and the like on the obtained binarized image, detects the position of the eye, and detects the dozing state from the state change of the open / closed eye. I have to.
Thus, the dozing state is detected in a stable state even when the light environment changes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の居眠り状態検出装置にあっては、局所領域Aが画面
右上部に固定されているため、体格の違い等により図2
4の(b)に示すように顔の位置が局所領域Aからずれ
ている場合には、適切な二値化しきい値が設定できず、
眼の位置検出と開閉眼検出が困難になるという問題があ
った。 とくに車両では、光環境の変化がとくに激し
く、また不特定多数の人が運転するので個人差において
も顔位置の変化の幅が大きい。However, in the above-mentioned conventional dozing state detection device, since the local area A is fixed at the upper right portion of the screen, FIG.
If the position of the face is shifted from the local area A as shown in FIG. 4B, an appropriate binarization threshold cannot be set,
There is a problem that the detection of the eye position and the detection of the open / closed eyes become difficult. In particular, in a vehicle, the light environment changes particularly drastically, and since an unspecified number of people drive, the range of changes in the face position is large even in individual differences.
【0004】そこで本発明は、上記居眠り状態検出装置
をさらに改良し、光環境の変化に対応できるとともに、
個人差による顔の位置の違いにも対応して、居眠り状態
の検出を常に安定して行うことができる居眠り状態検出
装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention further improves the above-mentioned dozing state detection device, and can cope with a change in light environment.
It is an object of the present invention to provide a dozing state detection device that can always stably detect a dozing state in response to a difference in face position due to individual differences.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、顔の画像データを処理して居眠り状態
を検出する居眠り状態検出装置において、顔画像を入力
する画像入力手段1と、顔の縦方向の画素列に沿って画
素の濃度を検出する濃度検出手段2と、上記画素列に沿
う走査における濃度の局所的な高まり毎に1個ずつの画
素を定めて第1の抽出点を抽出する第1のポイント抽出
手段3と、隣接する画素列の画素列方向に近接した前記
第1の抽出点を連結して顔の横方向に伸びる曲線群を抽
出する曲線群の抽出手段4と、この曲線群から眼の曲線
を特定して眼の位置を検出する眼の位置検出手段5と、
眼を含む所定領域内で縦方向の画素列に沿って濃度の局
所的な高まりごとに1個ずつの画素を定めて第2の抽出
点を抽出するとともに、該第2の抽出点を含む濃度の局
所的な高まりの境界点を示す第3の抽出点を抽出する第
2のポイント抽出手段6と、隣接する画素列の画素列方
向に近接した第2の抽出点の有無により顔の横方向への
連続性を判定する連続性判定手段7と、連続した第3の
抽出点のデータを基に眼の開度を検出する眼の開度検出
手段8と、眼の開度に基づき眼の開閉状態の変化から覚
醒度を判定する覚醒度判定手段9とを有するものとし
た。Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1, in a dozing state detecting apparatus which processes face image data to detect a dozing state, an image input means for inputting a face image is provided. 1, density detecting means 2 for detecting the density of pixels along a pixel row in the vertical direction of the face, and one pixel for each local increase in density in scanning along the pixel row. A first point extracting means 3 for extracting the extraction points of the above, and a curve group for extracting a curve group extending in the lateral direction of the face by connecting the first extraction points adjacent to each other in the pixel column direction. Extraction means 4, eye position detection means 5 for identifying an eye curve from the curve group and detecting an eye position,
A single pixel is determined for each local increase in density along a vertical pixel row in a predetermined area including the eye, and a second extraction point is extracted, and a density including the second extraction point is determined. A second point extracting means 6 for extracting a third extraction point indicating a boundary point of the local height of the face, and a horizontal direction of the face based on the presence or absence of a second extraction point in the pixel column direction of an adjacent pixel column. Continuity determining means 7 for determining continuity to the eye, eye opening detecting means 8 for detecting the degree of eye opening based on the data of the continuous third extraction points, and eye opening based on the degree of eye opening. And a wakefulness determination means 9 for determining the wakefulness from the change in the open / closed state.
【0006】上記濃度検出手段1は、画素列において1
つの画素を含んで連続した複数の画素の濃度値を平均化
して当該1つの画素の濃度値とするのが好ましい。ま
た、第1のポイント抽出手段3あるいは第2のポイント
抽出手段6においては、それぞれ画素列上の濃度の片方
向のピークの前後の微分値が所定値を越える画素を特定
して第1の抽出点あるいは第2の抽出点とすることがで
きる。そして、曲線群の抽出手段4は、第1の抽出点の
連続した個数が所定値を越えるグループのみを選択する
のが好ましい。[0006] The density detecting means 1 is used for detecting 1
It is preferable to average the density values of a plurality of continuous pixels including one pixel to obtain the density value of the one pixel. Further, the first point extracting means 3 or the second point extracting means 6 specifies pixels whose differential values before and after the one-way peak of the density on the pixel row exceed a predetermined value, and performs the first extraction. It can be a point or a second extraction point. Then, it is preferable that the curve group extraction means 4 selects only a group in which the number of consecutive first extraction points exceeds a predetermined value.
【0007】第2のポイント抽出手段6はまた、第2の
抽出点の前後の最大微分値を第3の抽出点とするのが好
ましい。また、眼の開度検出手段8は、第3の抽出点間
の間隔の最大間隔を眼の開度値とすることができる。[0007] The second point extracting means 6 preferably sets the maximum differential value before and after the second extraction point as the third extraction point. Further, the eye opening detecting means 8 can set the maximum interval of the intervals between the third extraction points as the eye opening value.
【0008】さらに、第2のポイント抽出手段6におい
て縦方向の画素列に沿って2つの第2の抽出点が検出さ
れ、前記連続性判定手段7において当該2つの第2の抽
出点が連続条件を満たすとき、前記眼の開度検出手段8
は、上記走査方向に基づく所定の検出順序の第2の抽出
点データに基づいて眼の開度値を検出することができ
る。この場合、眼の開度検出手段8は、眼の開度値の所
定値以上の変化が所定時間以上ない場合には、検出順序
を入れ換えて第2の抽出点データの検出対象を切り換え
るようにすることができる。Further, the second point extraction means 6 detects two second extraction points along the vertical pixel row, and the continuity judgment means 7 determines whether the two second extraction points are continuous conditions. The eye opening detection means 8
Can detect an eye opening value based on the second extraction point data in a predetermined detection order based on the scanning direction. In this case, the eye opening detecting means 8 switches the detection order and switches the detection target of the second extraction point data when the eye opening value does not change by a predetermined value or more for a predetermined time or more. can do.
【0009】[0009]
【作用】まず、画像入力手段1で入力された顔画像につ
いて、濃度検出手段2により縦方向の画素列に沿って画
素の濃度が検出される。そして第1のポイント抽出手段
3が濃度の局所的な高まりとなる第1の抽出点を抽出す
る。曲線群の抽出手段4がこれを隣接する画素列間で近
接したものをつなげ、顔の横方向に伸びる曲線群を抽出
する。個々の曲線は、画像の明るい部分を横方向に横断
する暗い部分を代表しており、眼、眉、口などを表わ
す。眼の位置検出手段5は、たとえば眼は顔の両側にあ
り、眼と眉とは上下に近い位置にあるという特徴を利用
して、上記の曲線群から眼を表わす曲線を識別して眼の
位置を検出する。First, the density of the face image input by the image input means 1 is detected by the density detection means 2 along the vertical pixel row. Then, the first point extracting means 3 extracts a first extraction point at which the density locally increases. The curve group extracting means 4 connects the adjacent pixel rows to adjacent ones, and extracts a curve group extending in the lateral direction of the face. Each curve is representative of a dark portion transversely traversing a bright portion of the image and represents eyes, eyebrows, mouth, and the like. The eye position detecting means 5 identifies the curve representing the eye from the above-mentioned curve group by utilizing the feature that the eye is on both sides of the face and the eye and the eyebrow are near the upper and lower positions, for example. Detect the position.
【0010】次いで、第2のポイント抽出手段6におい
て、眼の位置を含む所定領域を設定し、そのなかで第1
の抽出点と同様に第2の抽出点を抽出するとともに、そ
の前後に濃度の局所的な高まりの境界点を示す第3の抽
出点を抽出する。第3の抽出点が隣接する画素列間で近
接して顔の横方向へ連続することをを連続性判定手段7
で確認したあと、この第3の抽出点のデータを基に開度
検出手段8が眼の開度を検出する。そして、覚醒度判定
手段9において、眼の開度に基づいて眼の開閉状態の変
化から覚醒度を判定する。顔の横方向に伸びる曲線群を
抽出したうえ、顔における眼と眉など他の部分との一般
的な位置関係の特徴を利用して、眼を表わす曲線を識別
して眼の位置を検出するので、被撮影者の体格や姿勢の
違いなどがあっても容易確実に眼の位置を検出すること
ができる。Next, a predetermined area including the position of the eye is set by the second point extracting means 6, and the first area is set in the predetermined area.
The second extraction point is extracted in the same manner as the extraction point, and a third extraction point indicating a boundary point of a local increase in density is extracted before and after the second extraction point. The continuity determining means 7 determines that the third extraction point is close to adjacent pixel columns and is continuous in the lateral direction of the face.
After confirming the above, the opening detecting means 8 detects the opening of the eye based on the data of the third extraction point. Then, the wakefulness determination means 9 determines the wakefulness from the change in the open / closed state of the eyes based on the degree of opening of the eyes. Extracting a group of curves extending in the horizontal direction of the face, and using the characteristics of the general positional relationship between the eyes and other parts of the face such as eyebrows, identifying the curves representing the eyes and detecting the position of the eyes Therefore, even if there is a difference in the physique or posture of the subject, the position of the eye can be easily and reliably detected.
【0011】画素列における画素の濃度検出に当たっ
て、1つの画素を含んで連続した複数の画素の濃度値を
平均化すれば、画像データ撮影時の濃度値の変化の小さ
いバラツキをなくして濃度値の大局的な変化を捉えるこ
とができる。また、画素列上の濃度の片方向のピークの
前後の微分値が所定値を越える画素を選択することによ
り容易に第1の抽出点や第2の抽出点を抽出することが
できる。これらは眼、眉、口など暗い部分のほぼ中心位
置に対応する。By averaging the density values of a plurality of consecutive pixels including one pixel in detecting the density of the pixels in the pixel row, it is possible to eliminate the small variation in the density value at the time of photographing the image data and to reduce the density value. We can catch global change. In addition, the first extraction point and the second extraction point can be easily extracted by selecting a pixel whose differential value before and after the one-way density peak on the pixel row exceeds a predetermined value. These correspond to the approximate center positions of dark parts such as eyes, eyebrows, and mouth.
【0012】さらに、曲線群の抽出手段4で第1の抽出
点の連続した個数が所定値を越えるグループのみを選択
するものとすれば、ほくろや鼻の孔などが抽出されるこ
とが回避され、次段の眼の位置検出手段5における処理
対象が絞られ、検出が容易となる。また第3の抽出点と
して第2の抽出点の前後の最大微分値の点を求めること
により、顔面のしわや凹凸等の抽出されることが回避さ
れる。Further, if the curve group extracting means 4 selects only a group in which the number of consecutive first extraction points exceeds a predetermined value, extraction of moles and nostrils is avoided. The processing target in the next eye position detecting means 5 is narrowed down, and the detection becomes easy. In addition, by obtaining the point of the maximum differential value before and after the second extraction point as the third extraction point, extraction of wrinkles and irregularities on the face can be avoided.
【0013】さらに、第2のポイント抽出手段6におい
て2つの第2の抽出点の検出を許容し、走査方向に基づ
く所定の検出順序の第2の抽出点データを選択して眼の
開度値を検出することにより、所定領域を大きくするこ
とができ、眼の位置追跡が容易となる。そして、眼の開
度値の所定値以上の変化が所定時間以上ない場合に第2
の抽出点データの検出対象を切り換えるようにすること
により、上記選択した第2の抽出点が誤っていても正し
いデータに切り換えられる。Further, the second point extraction means 6 allows the detection of two second extraction points, selects the second extraction point data in a predetermined detection order based on the scanning direction, and selects the eye opening degree value. Is detected, the predetermined area can be enlarged, and tracking of the position of the eye becomes easy. Then, when the change of the eye opening value does not exceed a predetermined value for a predetermined time or more, the second
By switching the detection target of the extraction point data, the data can be switched to the correct data even if the selected second extraction point is incorrect.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を自動車の運転者
の居眠り状態警報に適用した実施例について図面を参照
して説明する。図2は、実施例の構成を示す図である。
自動車のインストルメントパネルに、運転者の顔部分を
正面から撮影するTVカメラ21が設置されている。T
Vカメラ21で撮影された入力画像は、横(X)方向5
12画素、縦(Y)方向480画素で構成されており、
A/D変換器22で画素毎のアナログ電圧を256段階
のデジタル値に変換されて、画像メモリ23に格納され
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a drowsiness alarm for a driver of an automobile will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the embodiment.
A TV camera 21 for photographing a driver's face from the front is installed on an instrument panel of a car. T
The input image captured by the V camera 21 is in the horizontal (X) direction 5.
It is composed of 12 pixels and 480 pixels in the vertical (Y) direction.
The A / D converter 22 converts the analog voltage for each pixel into a digital value of 256 levels and stores the digital value in the image memory 23.
【0015】画像メモリ23には、画像データ演算回路
24が接続されている。画像データ演算回路24は、画
像メモリ23に格納された入力画像データに基づいて顔
の縦方向の画素列の濃度を検出し、画素列における濃度
の高まりとその変化状態により後述する第1の抽出点を
抽出する。そして、隣接する画素列の画素列方向に近接
した第1の抽出点をつなげて顔の横方向への曲線群を抽
出する。An image data operation circuit 24 is connected to the image memory 23. The image data calculation circuit 24 detects the density of the pixel row in the vertical direction of the face based on the input image data stored in the image memory 23, and performs a first extraction described later on the basis of the increase in the density of the pixel row and its change state. Extract points. Then, the first extraction points adjacent to each other in the pixel column direction of the adjacent pixel column are connected to extract a curve group in the horizontal direction of the face.
【0016】画像データ演算回路24には、眼の位置検
出回路25が接続され、続いて開閉眼検出回路26が接
続されている。眼の位置検出回路25は、曲線群から眼
の選択を行うことで眼の位置を検出する。開閉眼検出回
路26は、位置検出された眼を含む所定領域内で縦方向
への濃度の高まりとその変化状態から、後述する第2、
第3の抽出点を抽出し、顔の横方向への第2の抽出点の
連続性を判定して、連続データの第3の抽出点を基に眼
の開度値を検出する。An eye position detection circuit 25 is connected to the image data calculation circuit 24, and subsequently, an open / closed eye detection circuit 26 is connected. The eye position detection circuit 25 detects an eye position by selecting an eye from a group of curves. The open / closed eye detection circuit 26 detects a vertical density increase and a change state thereof in a predetermined region including the position-detected eye, based on the second and later described,
A third extraction point is extracted, the continuity of the second extraction point in the horizontal direction of the face is determined, and an eye opening value is detected based on the third extraction point of the continuous data.
【0017】開閉眼検出回路26には覚醒度判定回路2
7が接続され、覚醒度判定回路27は開閉眼検出回路2
6より送出される開閉眼の検出結果から覚醒度を判定す
る。この覚醒度判定回路27には警報装置28が接続さ
れ、覚醒度が低下した居眠り状態の判定信号を受けて警
報を発生する。The open / closed eye detection circuit 26 includes an alertness determination circuit 2
7 is connected, and the awakening degree determination circuit 27
The arousal level is determined based on the detection result of the open / closed eye sent from 6. An alarm device 28 is connected to the arousal level determination circuit 27, and generates an alarm in response to a determination signal of a dozing state in which the arousal level has decreased.
【0018】次に、上記構成における制御動作の流れを
図3のフローチャートにより説明する。ステップ31で
は、TVカメラ21によって運転者の顔部分が撮影され
る。ステップ32では、A/D変換器22によって画素
の濃度がデジタル値に変換された上で、画像メモリ23
に1フレームの画像に対応する画像データが格納され
る。Next, the flow of the control operation in the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 31, the face of the driver is photographed by the TV camera 21. In step 32, after the pixel density is converted into a digital value by the A / D converter 22, the image memory 23
Stores image data corresponding to one frame image.
【0019】ステップ33では、画像データ演算回路2
4において、眼の存在領域が設定されているかどうかを
チェックし、設定されていればステップ36へ進み、設
定されていなければステップ34へ進む。ここで、眼の
存在領域とは、後に図19により説明するが、眼を含む
所定領域100を示し、眼の開度検出の処理を行う領域
である。また、この眼を含む所定領域100は、眼の追
跡領域としても用いられる。ステップ34では、眼の位
置検出回路25で、眼の位置検出を行う。眼の位置検出
の詳細について、図4のフローチャート及び図5〜図1
0の説明図により後述する。In step 33, the image data calculation circuit 2
In step 4, it is checked whether or not the eye existence area has been set. If the area has been set, the process proceeds to step 36; otherwise, the process proceeds to step 34. Here, the eye existence area, which will be described later with reference to FIG. 19, indicates a predetermined area 100 including the eye, and is an area where the processing for detecting the opening degree of the eye is performed. The predetermined area 100 including the eye is also used as an eye tracking area. In step 34, the eye position is detected by the eye position detection circuit 25. For details of eye position detection, see the flowchart of FIG. 4 and FIGS.
0 will be described later.
【0020】ステップ35では、眼を含む所定領域10
0の横方向(X方向)の幅と縦方向(Y方向)の幅を定
め、眼の存在領域(眼を含む所定領域)100の設定を
行いステップ36に進む。ステップ36では、開閉眼検
出回路26において、眼の開度検出を行う。眼の開度検
出の詳細については、図11のフローチャート及び図1
2〜図18により後述する。In step 35, the predetermined area 10 including the eye
The width in the horizontal direction (X direction) and the width in the vertical direction (Y direction) of 0 are determined, the eye existence region (predetermined region including the eye) 100 is set, and the process proceeds to step 36. In step 36, the open / closed eye detection circuit 26 detects the degree of eye opening. For details of the eye opening detection, see the flowchart of FIG.
This will be described later with reference to FIGS.
【0021】ステップ37では、ステップ36で検出さ
れた眼の開度値より眼が正しく追跡されているか否かを
チェックし、正しく追跡されていればステップ38へ進
み、正しく追跡されていないと判断されたときはステッ
プ311へ進む。ステップ38では、眼の開度値により
開眼状態か閉眼状態かの判定を行う。続いてステップ3
9では、眼の追跡、つまり眼の存在領域の変更を行う。
眼の追跡の詳細については図19により後述する。At step 37, it is checked whether or not the eye is correctly tracked based on the eye opening value detected at step 36. If the eye is correctly tracked, the process proceeds to step 38, and it is determined that the eye is not correctly tracked. If so, the process proceeds to step 311. In step 38, it is determined whether the eye is open or closed based on the eye opening value. Then step 3
In step 9, the eye is tracked, that is, the region where the eye is present is changed.
The details of the eye tracking will be described later with reference to FIG.
【0022】ステップ310では、覚醒度の判定を覚醒
度判定回路27により行い、覚醒状態であればステップ
31に戻り、次のフレームの処理に移る。覚醒状態でな
ければ、ステップ312に進み、運転者を覚醒させるた
め警報装置28を動作させて居眠り警報を発生させ、そ
の後ステップ31に戻る。ステップ311では、眼の開
度値と眼の存在領域をクリアして、ステップ31に戻
り、次のフレームの処理に移る。なお、上記のうちステ
ップ31〜32が発明における画像入力手段を構成し、
またステップ38〜310が覚醒度判定手段を構成して
いる。In step 310, the arousal level is determined by the arousal level determination circuit 27. If the awake state is reached, the process returns to step 31 and proceeds to the processing of the next frame. If the driver is not in the awake state, the process proceeds to step 312, in which the alarm device 28 is operated to wake the driver to generate a dozing warning, and thereafter, the process returns to step 31. In step 311, the eye opening value and the eye existence area are cleared, and the process returns to step 31 to proceed to the processing of the next frame. Steps 31 to 32 of the above constitute image input means in the present invention,
Steps 38 to 310 constitute arousal level determination means.
【0023】図4は、ステップ34における眼の位置検
出の処理動作の詳細を示す。ここでは、図5に示すよう
にY軸方向に480画素のライン(画素列)上のデータ
に対して、それぞれの画素列の濃度値を演算処理して第
1の抽出点となる画素(Y座標)を特定する。すなわ
ち、画素列上の濃度値の大きな変化を求め、その局所的
なピークを第1の抽出点とする。このような第1の抽出
点抽出の処理を行い、1ライン終了すると、一つ隣のラ
インの処理に移行する。そこでまず、ステップ41で
は、所定方向(Y軸方向)の全ラインについて第1の抽
出点の抽出が終了したかどうかをチェックする。FIG. 4 shows details of the processing operation for detecting the position of the eye in step 34. Here, as shown in FIG. 5, the data on the 480-pixel line (pixel row) in the Y-axis direction is subjected to arithmetic processing of the density value of each pixel row, and the pixel (Y Coordinates). That is, a large change in the density value on the pixel row is obtained, and the local peak is set as a first extraction point. When the first extraction point extraction process is performed as described above and one line is completed, the process proceeds to the next line. Therefore, first, in step 41, it is checked whether the extraction of the first extraction point has been completed for all the lines in the predetermined direction (Y-axis direction).
【0024】ステップ41で全ラインの第1の抽出点抽
出が終了していないと判断されたときには、ステップ4
2に進む。ステップ42では、所定方向の1ラインにお
いて濃度値の相加平均演算を行い、画素列上の濃度値の
変化曲線から高い周波数を除去した相加平均濃度値を求
める。この処理は、画像データ撮影時の濃度値の変化の
小さいバラツキをなくして濃度値の大局的な変化を捉え
ることを目的としている。例えば、図5に示す画素列X
aからは図6の(a)に示すような相加平均濃度値が算
出され、画素列Xbからは図7の(a)に示すような相
加平均濃度値が算出される。If it is determined in step 41 that the first extraction point extraction for all lines has not been completed, step 4
Proceed to 2. In step 42, an arithmetic average of the density values is performed on one line in a predetermined direction, and an arithmetic average density value in which a high frequency is removed from a density value change curve on the pixel row is obtained. This processing is intended to capture a global change in the density value while eliminating a small variation in the change in the density value at the time of capturing the image data. For example, the pixel column X shown in FIG.
An arithmetic average density value as shown in FIG. 6A is calculated from a, and an arithmetic average density value as shown in FIG. 7A is calculated from the pixel row Xb.
【0025】ステップ43では、ステップ42で算出し
た所定方向の1ライン相加平均濃度値を微分する。図6
の(a)に示す相加平均濃度値からは同図の(b)に示
す微分値が得られ、図7の(a)に示す相加平均濃度値
からは同図の(b)に示す微分値が得られる。つぎのス
テップ44では、ステップ43の演算結果である図6の
(b)および図7の(b)の微分値により、図6の
(a)および図7の(a)における相加平均濃度が下向
きに凸となる暗さのピークに対応するポイント(Y座標
値)の抽出を行う。微分値が負から正に反転するY座標
値は、暗さのピークに対応しており、眼、眉、口等をそ
れぞれ代表する1個ずつのY座標値となる。In step 43, the one-line arithmetic mean density value in the predetermined direction calculated in step 42 is differentiated. FIG.
The differential value shown in FIG. 7B is obtained from the arithmetic average density value shown in FIG. 7A, and the differential value shown in FIG. 7A is obtained from the arithmetic average density value shown in FIG. The derivative value is obtained. In the next step 44, the arithmetic mean density in FIG. 6A and FIG. 7A is calculated based on the differential value of FIG. 6B and FIG. A point (Y coordinate value) corresponding to the peak of darkness that is convex downward is extracted. The Y coordinate value at which the differential value is inverted from negative to positive corresponds to the peak of darkness, and is one Y coordinate value representing each of the eyes, eyebrows, mouth, and the like.
【0026】図6の(a)に示す相加平均濃度値は、同
図の(b)に示す微分値となり、微分値が負から正に反
転するポイントp1、p2、p3、p4、p5が抽出さ
れる。次に、上記それぞれのポイントに達するまでの微
分値のピーク値q1、q2、q3、q4、q5が所定値
以下であるか否か、すなわち、図6の(b)のハッチン
グ部分に入るか否かを判定し、所定値以下の濃度値の変
化を持つポイントp1、p2、p5、を対象としてY座
標値A1、A2、A3を抽出して、これらを第1の抽出
点とする。微分値が負から正に反転するポイントの手前
の微分値のピークを判別することにより、濃度の変化の
小さい顔面のしわや凹凸が抽出されることを回避してい
る。The arithmetic mean density value shown in FIG. 6A is a differential value shown in FIG. 6B, and points p1, p2, p3, p4, and p5 at which the differential value reverses from negative to positive. Is extracted. Next, whether or not the peak values q1, q2, q3, q4, q5 of the differential values up to the respective points are equal to or less than a predetermined value, that is, whether or not the hatched portion in FIG. Then, the Y coordinate values A1, A2, and A3 are extracted for points p1, p2, and p5 having a change in density value equal to or less than a predetermined value, and these are set as first extraction points. By determining the peak of the differential value before the point where the differential value reverses from negative to positive, it is possible to avoid extraction of wrinkles and irregularities on the face with a small change in density.
【0027】図7の(a)に示す相加平均濃度値では、
同図の(b)に示す微分値が負から正に反転するポイン
トp1、p2、p3が抽出されるが、いずれのポイント
も手前の微分値のピークq1、q2、q3が所定値以下
であるハッチング部分に入っていないので、第1の抽出
点がない。ステップ45では、第1の抽出点を抽出する
ポイント抽出の処理が1ライン終了すると、次のライン
の処理に切り換え、ステップ41へ戻り、処理を繰り返
す。In the arithmetic mean density value shown in FIG.
The points p1, p2, and p3 at which the differential value shown in (b) of FIG. 13 is inverted from negative to positive are extracted, and the peaks q1, q2, and q3 of the preceding differential value are below a predetermined value at any point. There is no first extraction point because it is not in the hatched area. In step 45, when the point extraction processing for extracting the first extraction point is completed for one line, the processing is switched to the processing for the next line, the processing returns to step 41, and the processing is repeated.
【0028】ステップ41で全ラインのポイント抽出が
終了したと判断されたときには、図8に示すような第1
の抽出点が抽出されていることになる。つまり、図8の
ラインXc上では、A1、A2の2つの第1抽出点が抽
出されており、ラインXd上では、A1、A2、A3、
A4の4つの第1抽出点が抽出されている。ステップ4
2が発明の濃度検出手段を構成するとともに、このステ
ップ42およびステップ43、44が第1のポイント抽
出手段を構成している。If it is determined in step 41 that point extraction for all lines has been completed, the first point as shown in FIG.
Are extracted. That is, on the line Xc in FIG. 8, two first extraction points A1 and A2 are extracted, and on the line Xd, A1, A2, A3,
Four first extraction points of A4 have been extracted. Step 4
Step 2 and steps 43 and 44 constitute the first point extracting means, while 2 constitutes the concentration detecting means of the invention.
【0029】ステップ41で全ラインに関して第1の抽
出点の抽出が終了したと判断されると、ステップ46に
おいて、隣り合う各ラインの第1の抽出点(抽出ポイン
ト)のY座標値A1、A2、A3、・・・・を比較する。そ
して、Y座標値の差が所定値(例えば10画素)以内の
場合には、X軸方向につなげてグループ化し、連続デ
ータのグループ番号、連続開始ライン番号、連続デ
ータ数を記憶する。If it is determined in step 41 that the extraction of the first extraction points has been completed for all the lines, in step 46, the Y coordinate values A1, A2 of the first extraction points (extraction points) of the adjacent lines are determined. , A3,... If the difference between the Y coordinate values is within a predetermined value (for example, 10 pixels), the data is connected in the X-axis direction to form a group, and the group number of continuous data, the continuous start line number, and the number of continuous data are stored.
【0030】ステップ46の具体的な処理内容を図9を
用いて説明する。ここでは、簡単のためライン(画素
列)を11本として説明する。ライン1〜11でそれぞ
れ特定された第1の抽出点は、抽出点ごとに、グルー
プ番号(G)、Y座標値(Y値)、連続個数(N)を
付与されて連結データを形成している。図9に示される
34個の抽出点は、10個のグループにまとめられてい
る。ライン1には、Y座標値192と229の2つの第
1の抽出点である抽出ポイントがある。第1のY座標値
が192のポイントの左隣にはラインが存在しないの
で、この段階では、他の連続データはないので、連続デ
ータのグループ番号は1となる。また、Y座標値22
9のポイントも同様の理由でこの段階での連続データは
上記1以外には存在しないので、連続データのグループ
番号は、次の2とする。The specific processing content of step 46 will be described with reference to FIG. Here, for the sake of simplicity, the description is made on the assumption that there are 11 lines (pixel columns). The first extraction points respectively specified by the lines 1 to 11 are provided with a group number (G), a Y coordinate value (Y value), and a continuous number (N) for each extraction point to form connected data. I have. The 34 extraction points shown in FIG. 9 are grouped into 10 groups. Line 1 has two first extraction points, Y coordinate values 192 and 229, which are extraction points. Since there is no line to the left of the point where the first Y coordinate value is 192, there is no other continuous data at this stage, so the group number of the continuous data is 1. Also, the Y coordinate value 22
For the same reason, there is no continuous data at this stage other than 1 at the point 9 as well, so the group number of the continuous data is set to the following 2.
【0031】次に、右隣のライン2には、Y座標値が1
91と224の2つの抽出ポイントがある。ライン2の
Y座標値191のポイントは、左隣のライン1のY座標
値192と10画素以内のポイントであるため、抽出ポ
イント192とつなげる抽出ポイントとして、連続デー
タのグループ番号を1とする。このとき、連続データ
数は2となる。ライン2のY座標値224のポイント
についても、同様に判定を行い、連続データのグループ
番号は2、連続データ数は2とする。Next, in line 2 on the right, the Y coordinate value is 1
There are two extraction points, 91 and 224. Since the point of the Y coordinate value 191 of the line 2 is a point within 10 pixels from the Y coordinate value 192 of the line 1 on the left, the group number of the continuous data is set to 1 as an extraction point connected to the extraction point 192. At this time, the number of continuous data is 2. The determination is similarly performed for the point of the Y coordinate value 224 of the line 2, and the group number of the continuous data is 2 and the number of the continuous data is 2.
【0032】次のライン3のY座標値360のポイント
では、左隣のライン2に360とY軸方向の画素数10
以内になるポイントが存在しないので、の連続データ
のグループ番号は3となり、の連続データ数は1とな
る。なお、ステップ46における、連続開始ライン番
号は、の連続データ数が1と判断されるポイントを有
するライン番号のことをいう。従って、例えば、Y座標
値360のポイントでは3となる。ステップ46では、
このようにして各ラインのポイントの連続性の判断を全
ラインについて終了するまで行い、曲線群を得る。終了
するとステップ47へ移行する。At the point of the Y coordinate value 360 of the next line 3, 360 and the number of pixels 10 in the Y-axis direction
Since there are no points within the range, the group number of the continuous data is 3, and the number of continuous data is 1. Note that the continuous start line number in step 46 refers to a line number having a point at which the number of continuous data items is determined to be one. Therefore, for example, the value is 3 at a point having a Y coordinate value of 360. In step 46,
In this way, determination of the continuity of points on each line is performed until the end of all lines, and a curve group is obtained. Upon completion, the flow shifts to step 47.
【0033】ステップ47では、先ず、連続データグル
ープの連続データ数を評価する。本実施例では、連続デ
ータ数が5個以上あるときに、有効な連続データグルー
プを形成しているとする。次いで、有効連続データグル
ープについて、眼の位置の候補点データを形成する。同
じ連続データグループ番号を持つポイントのY座標値の
平均を算出して連続ポイントの平均値として記憶す
る。この値は、そのグループの代表Y座標値として用い
られる。また、連続開始ラインとその連続データ数から
連続終了ラインを求め、連続開始ラインと連続終了ラ
インのX座標値の平均値を算出して記憶する。この値
は、そのグループの代表X座標値となる。In step 47, first, the number of continuous data in the continuous data group is evaluated. In this embodiment, it is assumed that an effective continuous data group is formed when the number of continuous data is 5 or more. Next, candidate point data of an eye position is formed for the effective continuous data group. The average of the Y coordinate values of the points having the same continuous data group number is calculated and stored as the average value of the continuous points. This value is used as a representative Y coordinate value of the group. Further, a continuous end line is obtained from the continuous start line and the number of continuous data, and an average value of the X coordinate values of the continuous start line and the continuous end line is calculated and stored. This value becomes the representative X coordinate value of the group.
【0034】ステップ48では、ステップ47で得られ
た各連続グループデータを基に、各連続グループの長
さ、および(X、Y)座標の位置関係から眼の位置を検
出する。すなわち、眼の特徴量を考えると、横に長く、
上に凸型の弓形形状であると定義づけることができる。
この定義づけに基づいて連結データの絞り込みを行う
と、眼は横に長いという条件から、ポイント連続数が5
ポイント以上続き、また、弓形形状であるという条件か
ら、連続開始ポイントと連続終了ポイントのY座標値の
差の小さい連続データを眼の候補として絞り込むことが
できる。これに基づき連続データの絞り込みを行うと、
図10の(a)に示すようなグループG1〜G6が有効
データグループとして抽出される。In step 48, based on each continuous group data obtained in step 47, the position of the eye is detected from the length of each continuous group and the positional relationship of the (X, Y) coordinates. In other words, considering the features of the eye,
It can be defined as an upwardly convex bow shape.
When narrowing down the concatenated data based on this definition, the number of consecutive points is 5 due to the condition that the eye is long horizontally.
Continuous data having a small difference between the Y coordinate values of the continuous start point and the continuous end point can be narrowed down as eye candidates, based on the condition that the data is continuous for more than points and has an arcuate shape. When narrowing down continuous data based on this,
Groups G1 to G6 as shown in FIG. 10A are extracted as valid data groups.
【0035】次に、前述のステップ47で算出した各グ
ループのX、Y代表座標値の位置を考えると、図10の
(b)に示すように、X座標方向での接近度合いによ
り、ZONE:L、ZONE:C、ZONE:Rに分類
できる。これは、左眼と右眼とはX座標方向に大きく離
れ、すなわち、顔の左右ほぼ対称に分かれ、左眼と左眉
とはX座標方向に大きく離れることはなく、右眼と右眉
も互いにX座標方向に大きく離れることはない。また、
鼻下の影により連結データとなったものや、口の連結デ
ータは中央部付近に位置する。Next, considering the positions of the X and Y representative coordinate values of each group calculated in step 47, as shown in FIG. 10B, the ZONE: L, ZONE: C, and ZONE: R can be classified. This is because the left eye and the right eye are largely separated in the X coordinate direction, that is, the face is almost symmetrically divided into left and right, the left eye and the left eyebrow are not largely separated in the X coordinate direction, and the right eye and the right eyebrow are also separated. They do not greatly separate from each other in the X coordinate direction. Also,
The data connected by the shadow under the nose and the data connected to the mouth are located near the center.
【0036】このようにX座標方向の接近度合いで、更
にデータを分類し、データを絞り込んでいくことで眼の
位置を容易に検出することができる。ZONE:Lに含
まれる連結データは、左眼と左眉であり、ZONE:R
に含まれる連結データは右眼と右眉であると判定する
と、図10の(a)では、眼の位置はG3とG4であ
り、その座標値も特定できる。ステップ46が発明の曲
線群の抽出手段を構成し、ステップ47、48が眼の位
置検出手段を構成している。As described above, the data is further classified according to the degree of approach in the X coordinate direction, and the position of the eye can be easily detected by narrowing down the data. The linked data included in ZONE: L are the left eye and the left eyebrow, and ZONE: R
Is determined to be the right eye and the right eyebrow, the eye positions are G3 and G4 in FIG. 10A, and their coordinate values can be specified. Step 46 constitutes a curve group extracting means of the invention, and steps 47 and 48 constitute eye position detecting means.
【0037】次に図11は、図3に示したステップ36
における眼の開度検出の処理動作の詳細を示す。ここで
は、図12(a)に示すようにY軸方向にライン(画素
列)上のデータに対して第2、第3抽出点抽出の処理を
行い1ライン終了後に、一つ隣のラインの処理に移行す
る。そこでまず、ステップ51では、眼を含む所定領域
100内で、Y軸方向にライン上のデータに対して第
2、第3抽出点の抽出処理が終了したかどうかをチェッ
クする。FIG. 11 is a flowchart showing the operation of step 36 shown in FIG.
3 shows details of the processing operation for detecting the degree of opening of the eye in FIG. Here, as shown in FIG. 12A, the second and third extraction point extraction processes are performed on the data on the line (pixel column) in the Y-axis direction, and after the completion of one line, the next adjacent line Move on to processing. Therefore, first, in step 51, it is checked whether or not the extraction processing of the second and third extraction points has been completed for the data on the line in the Y-axis direction in the predetermined area 100 including the eyes.
【0038】ステップ51のチェックで、全ラインにつ
いての第2、第3抽出点の抽出が終了していないと判断
されたときは、ステップ52へ進む。ステップ52で
は、縦方向の1ラインの濃度値の相加平均演算を行う。
この処理は、画像データ撮影時の濃度値の変化の小さな
ばらつきをなくすことを目的としており、濃度値の大局
的な変化を捉えるために行う。図12の(b)は、図1
2の(a)の画素列Xaのラインデータの相加平均演算
の処理結果を示す。続いてステップ53では、ステップ
52で算出した相加平均値について微分演算を行う。処
理結果を図12の(c)に示す。If it is determined in step 51 that the extraction of the second and third extraction points has not been completed for all the lines, the process proceeds to step 52. In step 52, the arithmetic mean of the density values of one line in the vertical direction is calculated.
This processing is performed to eliminate a small variation in the change in the density value at the time of capturing the image data, and to perform a global change in the density value. FIG. 12B shows FIG.
The processing result of the arithmetic averaging operation of the line data of the pixel column Xa of FIG. Subsequently, in step 53, a differential operation is performed on the arithmetic mean value calculated in step 52. The processing result is shown in FIG.
【0039】つぎのステップ54では、先ず、ステップ
52で算出した相加平均濃度値と、ステップ53で算出
した微分値により第2の抽出点Pの抽出を行う。この第
2の抽出点の抽出方法は、前述した第1の抽出点の抽出
方法と同様である。図12の(c)の微分値が負から正
に変化するポイントPは、図12の(b)においてグラ
フが左向きに凸になるポイントとなり、濃度のピークポ
イントとなる。この濃度のピークポイントを第2の抽出
点として抽出し、そのポイントの前後の濃度値の変化
(微分値)が所定値以下あるいは以上であるか否か、す
なわち、図12の(c)のハッチング部分に入っている
か否かを判定する。In the next step 54, first, a second extraction point P is extracted from the arithmetic mean density value calculated in step 52 and the differential value calculated in step 53. The method of extracting the second extraction point is the same as the method of extracting the first extraction point described above. The point P in FIG. 12C where the differential value changes from negative to positive becomes the point where the graph becomes convex to the left in FIG. 12B and becomes the peak point of the density. The peak point of this density is extracted as a second extraction point, and whether or not the change (differential value) of the density value before and after that point is equal to or less than a predetermined value, that is, the hatching in FIG. It is determined whether or not the part is included.
【0040】そして、この条件を満足する濃度値の変化
をもつポイントを第3の抽出点Q、Rとして抽出する。
すなわち、R点は微分値の正の最大値、Q点は負の最大
値の点となる。この第3の抽出点R、Qは、第2の抽出
点を含む縦方向の画素列に沿う暗部の、図12の(a)
の画面上の明るい部分との境界点を表している。ステッ
プ52〜54が発明の第2のポイント抽出手段を構成し
ている。Then, points having density value changes satisfying this condition are extracted as third extraction points Q and R.
That is, the point R is a point having a positive maximum value of the differential value, and the point Q is a point having a negative maximum value. The third extraction points R and Q correspond to the dark portions along the vertical pixel row including the second extraction points in FIG.
Represents a boundary point with a bright portion on the screen. Steps 52 to 54 constitute the second point extracting means of the present invention.
【0041】ステップ55では、第2の抽出点が存在す
るか否かをチェックし、存在すればステップ56へ移行
し、存在しなければステップ511へ進む。ステップ5
6では、先ず第2の抽出点Pの前後の微分値の正負の最
大値である第3の抽出点QとRとのY座標方向の間隔H
aを求める。すなわち、第2の抽出点を含む画素列に沿
う暗部の長さを求める。次いで、縦方向の画素ラインに
おいて第3の抽出点が図12、図13に示すように連続
して存在する場合には、各ラインについて第3の抽出点
Q、Rの間隔を比較し、最大値Hbを更新する。In step 55, it is checked whether or not the second extraction point exists. If so, the process proceeds to step 56, and if not, the process proceeds to step 511. Step 5
6, the distance H in the Y coordinate direction between the third extraction points Q and R, which is the maximum positive / negative value of the differential values before and after the second extraction point P,
Find a. That is, the length of the dark part along the pixel row including the second extraction point is obtained. Next, when the third extraction points are continuously present in the vertical pixel line as shown in FIGS. 12 and 13, the intervals between the third extraction points Q and R are compared for each line, and the maximum is determined. Update the value Hb.
【0042】ステップ57では、図12の(a)のXa
から図13の(a)のXbに示すように、第2の抽出点
が連続して存在しているときに、第2の抽出点のX軸方
向への連続数のカウントアップを行う。ステップ58で
は、第2の抽出点の連続数が所定値を越えたか否かを判
定し、越えていればステップ59へ進み、越えていなけ
ればステップ510へ進む。ステップ510では、処理
を次のラインへ切り換えてステップ51へ戻り、切り換
えたラインについて上記の処理を繰り返す。こうして第
2の抽出点の連続数が所定値になるまで同じ処理を続け
る。In step 57, Xa in FIG.
As shown by Xb in FIG. 13A, when the second extraction points are continuously present, the number of consecutive second extraction points in the X-axis direction is counted up. In step 58, it is determined whether or not the number of consecutive second extraction points has exceeded a predetermined value. If it has, the process proceeds to step 59, and if not, the process proceeds to step 510. In step 510, the process is switched to the next line and the process returns to step 51, and the above process is repeated for the switched line. Thus, the same processing is continued until the number of consecutive second extraction points reaches a predetermined value.
【0043】この処理中に、抽出ポイントの連続性が途
切れて、ステップ55のチェックで第2の抽出点が存在
しないと判定されたときは、ステップ511へ移行す
る。ステップ511では、ステップ56で更新した第3
の抽出点Q、Rの間隔の最大値とカウンターをクリアし
てステップ510へ進み、ステップ510では次のライ
ンへの切り換えを行いステップ51へ戻る。この抽出ポ
イントの連続性が途切れたときの処理は、図15に示す
ように、眼鏡を掛けている場合の眼鏡のフレームが図1
6の(a)に示すように、眼を含む領域100内に入っ
て連結データになったときに、フレームの第3の抽出点
Q、Rの間隔の最大値H1maxを眼の開度としないよ
うにするもので、ステップ58の処理は、図16におけ
るL1の長さを判定していることとなる。During this process, if the continuity of the extraction points is interrupted and it is determined in the step 55 that the second extraction point does not exist, the flow shifts to the step 511. In step 511, the third
, The maximum value of the interval between the extraction points Q and R and the counter are cleared, and the process proceeds to step 510. In step 510, switching to the next line is performed, and the process returns to step 51. As shown in FIG. 15, the processing when the continuity of the extraction points is interrupted is as follows.
As shown in FIG. 6 (a), when the data enters the region 100 including the eye and becomes the connected data, the maximum value H1max of the interval between the third extraction points Q and R of the frame is not regarded as the eye opening. In this way, the processing in step 58 is to determine the length of L1 in FIG.
【0044】ステップ58で第2の抽出点の連続性が所
定値を超えたときは、ステップ59へ移行する。ステッ
プ59では、第3の抽出点Q、Rの間隔の最大値を更新
して記憶する。ステップ59ではまた、連続データ内で
の最大値のメモリの更新と、所定値を越える他の連続デ
ータ間での更新も行う。If the continuity of the second extraction point exceeds the predetermined value in step 58, the process proceeds to step 59. In step 59, the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R is updated and stored. In step 59, the memory of the maximum value in the continuous data is updated, and the update is performed between other continuous data exceeding a predetermined value.
【0045】すなわち、眼の中心に輝点が入ったときに
は、図14の(c)に示すように濃度のピーク点がP
1、P2の2つとなり、濃度変化の度合いが小さくなる
ので、ピーク点P1、P2各々の片側の微分値のピー
ク、即ちピークP1ではR1、ピークP2ではQ2が同
図のハッチング部分に入らないことがある。このよう
に、第2の抽出点成立の条件を満足しないため、第2の
抽出点の連続性が途切れることがあり、眼のデータが図
16の(a)に例示するようにL2とL3に分割される
ことがある。そこで、このときには、ステップ58の連
続数の所定数を眼の半分弱の長さに設定することによ
り、L2、L3の両者が所定値を越える連続データとし
て抽出され、ステップ59の第3の抽出点Q、Rの間隔
の最大値の更新がH2maxとH3maxにより行われ
る。That is, when a bright spot enters the center of the eye, as shown in FIG.
1 and P2, and the degree of the density change becomes small. Therefore, the peak of the differential value on one side of each of the peak points P1 and P2, that is, R1 at the peak P1, and Q2 at the peak P2 do not enter the hatched portions in FIG. Sometimes. As described above, since the condition for the establishment of the second extraction point is not satisfied, the continuity of the second extraction point may be interrupted, and the eye data is changed to L2 and L3 as illustrated in FIG. May be split. Therefore, at this time, by setting the predetermined number of consecutive numbers in step 58 to a little less than half the length of the eye, both L2 and L3 are extracted as continuous data exceeding the predetermined value, and the third extraction in step 59 is performed. Updating of the maximum value of the interval between the points Q and R is performed by H2max and H3max.
【0046】なお、図16において、D区間はステップ
54での第2、第3の抽出点の抽出条件を満たす抽出点
のない箇所を、L区間は抽出点が存在する箇所を示して
いる。一方、ステップ51において上述した処理が終了
したと判定されると、ステップ512へ移行し、開眼時
には図16の(a)のH3max、閉眼時には同図
(b)のH2maxで示される第3の抽出点Q、Rの間
隔の最大値を眼の開度値として出力する。In FIG. 16, section D indicates a place where there is no extraction point satisfying the extraction conditions of the second and third extraction points in step 54, and section L indicates a place where an extraction point exists. On the other hand, when it is determined in step 51 that the above-described processing has been completed, the process proceeds to step 512, in which the third extraction indicated by H3max in FIG. 16A when the eyes are opened and the H2max in FIG. The maximum value of the interval between the points Q and R is output as the eye opening value.
【0047】次に図17に示すように、眼に髪の毛が掛
かっている場合について説明する。この場合において
も、開眼時を示す図18の(a)において髪の毛の掛か
っている部分D5、閉眼時を示す同図の(b)において
髪の毛の掛かっている部分D6は、いずれもステップ5
4での第2の抽出点の抽出条件を満足せず第2の抽出点
の存在しない区間となるため、髪の毛の掛かっていない
場合と同様にして眼の開度検出を行うことができる。こ
こでは、ステップ57、58が発明の連続性判定手段を
構成し、ステップ56、59、511、512が眼の開
度検出手段を構成している。Next, a description will be given of a case where hair is applied to the eyes as shown in FIG. Also in this case, the portion D5 where the hair is applied in FIG. 18A showing the state when the eye is open and the portion D6 where the hair is applied in FIG.
Since the section does not satisfy the extraction condition of the second extraction point in No. 4 and does not have the second extraction point, the eye opening can be detected in the same manner as in the case where the hair is not applied. Here, steps 57 and 58 constitute continuity determination means of the present invention, and steps 56, 59, 511 and 512 constitute eye opening degree detection means.
【0048】次に図3のフローチャートのステップ3
7、39、311における眼の追跡および追跡ミスした
ときの復帰方法を図19〜図20により説明する。図3
のフローチャートに基づいて、システムをスタートさせ
た直後には、第1フレームでは、当然眼の存在領域(眼
を含む所定領域)は設定されていない。したがって、ス
テップ33のチェックで眼の存在領域はないと判断さ
れ、ステップ34の眼の位置検出を経て、ステップ35
で眼の存在領域100が設定される。このとき、眼の中
心座標と眼の存在領域100の中心座標は図19の
(a)に示すように一致している。Next, step 3 in the flowchart of FIG.
The methods of tracking the eyes and recovering from the tracking error in 7, 39, and 311 will be described with reference to FIGS. FIG.
Immediately after the system is started based on the flowchart in (1), the region where the eye is present (the predetermined region including the eye) is not set in the first frame. Therefore, it is determined that there is no eye existing area in the check in step 33, and after the position of the eye is detected in step 34, step 35
Sets the eye existence region 100. At this time, the center coordinates of the eye and the center coordinates of the eye existence region 100 match as shown in FIG.
【0049】第1フレームについて一連の処理が終了し
て第2フレームの処理に移り、処理が再びステップ33
へ進むと、今度はすでに眼の存在領域100が設定され
ているため、眼の存在領域有りと判定される。これによ
り次はステップ36へ進んで眼の開度検出を行ったあ
と、ステップ37へ進む。このとき、眼が正しく捉えら
れている場合には、例えば図19の(b)に示すように
なる。ここでは、眼の存在領域100は第1フレームで
設定された位置にあるのに対し、眼の位置は2フレーム
目に取り込まれた第2フレームの画像データにおける目
の位置であるため、顔の動きなどにより、目の中心点は
眼の存在領域100の中心に対してずれた位置にある。
しかし、眼の存在領域100の境界に眼が接しないかぎ
り、これまで説明してきた眼の開度検出を行うことがで
きる。After a series of processing for the first frame is completed, the processing shifts to the processing for the second frame.
When the process proceeds to, it is determined that there is an eye existing region because the eye existing region 100 has already been set. Accordingly, the process proceeds to step 36 to detect the degree of eye opening, and then proceeds to step 37. At this time, when the eye is correctly captured, the state becomes as shown in FIG. 19B, for example. Here, the eye existence region 100 is at the position set in the first frame, whereas the eye position is the eye position in the image data of the second frame captured in the second frame. Due to movement or the like, the center point of the eye is at a position shifted from the center of the eye existence region 100.
However, as long as the eye does not touch the boundary of the eye existence region 100, the eye opening detection described above can be performed.
【0050】つぎにステップ39では、このようにして
捉えられた図19の(b)の眼の中心座標に眼の存在領
域100の基準点を変更する。すなわち、ステップ36
の眼の開度検出で、図16の(a)に示すように、眼の
開度が第3の抽出点Q、R間の間隔Hmaxが開眼と判
断される大きな値のH3maxの場合は、そのH3ma
xとなった画素列の位置するポイントのX座標と、H3
maxの中央値のY座標を眼の存在領域100の新たな
基準点とする。また、図16の(b)に示すように、H
maxが閉眼と判断される小さな値H2maxの場合
は、データ連続数の中央値のX座標と、H2maxの中
央値のY座標を基準点として、眼の存在領域100を設
定する。これにより、運転者の顔の動きに対応させるこ
とができる。Next, in step 39, the reference point of the eye existence area 100 is changed to the center coordinates of the eye in FIG. That is, step 36
As shown in FIG. 16A, when the eye opening is detected and the interval Hmax between the third extraction points Q and R is a large value H3max at which the eye is determined to be open, as shown in FIG. That H3ma
the X coordinate of the point where the pixel row that became x is located, and H3
The Y coordinate of the median value of max is set as a new reference point of the eye existence region 100. Further, as shown in FIG.
If max is a small value H2max determined to be closed, the eye existence area 100 is set using the X coordinate of the median of the number of continuous data and the Y coordinate of the median of H2max as reference points. Thereby, it is possible to correspond to the movement of the driver's face.
【0051】図19の(c)、(d)はそれぞれ第3フ
レーム、第4フレームで取り込まれた顔の画像データに
おける眼の位置と眼の存在領域100との位置関係を示
したものである。前フレームの処理において眼の存在領
域100の変更が行われているので、眼の中心座標と眼
の存在領域100の中心座標とのずれは小さくなってい
る。FIGS. 19C and 19D show the positional relationship between the eye position and the eye existence area 100 in the face image data captured in the third and fourth frames, respectively. . Since the change of the eye existence area 100 is performed in the processing of the previous frame, the deviation between the center coordinates of the eye and the center coordinates of the eye existence area 100 is small.
【0052】ステップ37での眼の追跡が正しくなされ
ているか否かの確認は、眼の開度値を用いて行なわれ
る。すなわち、被撮影者である運転者が特定されてしま
えば、眼の開度値は開眼時〜閉眼時の範囲で変化するだ
けであることから、この範囲外の値が出力されたとき
は、眼の追跡ミスがあったと判定する。この場合は、ス
テップ311へ移行して、眼の開度の出力値と眼の存在
領域をクリアし、次のフレーム処理に移行する。そして
ステップ33で、再び顔全体からの処理に入る。The confirmation as to whether or not the eye tracking has been correctly performed in step 37 is performed by using the eye opening value. In other words, once the driver who is the subject is specified, the eye opening value only changes in the range from when the eye is open to when the eye is closed, so when a value outside this range is output, It is determined that an eye tracking error has occurred. In this case, the process shifts to step 311 to clear the output value of the eye opening and the region where the eye exists, and shifts to the next frame processing. Then, in step 33, the process starts again from the entire face.
【0053】つぎに、ステップ38における開閉眼の判
定の基準値について説明する。前述のように、運転者が
特定された場合、眼の開度の出力値は開眼状態から閉眼
状態の間で変化するから、開・閉眼の判定を行う基準値
つまり開閉眼を判定するスレッシュホールドは、その範
囲内にあることになる。ここでは、居眠り状態の人は熟
睡状態ではないため、完全に眼の閉じない場合もあるこ
とから、開眼・閉眼の中央値をスレッシュホールドとし
ている。Next, the reference value for judging the open / closed eye in step 38 will be described. As described above, when the driver is specified, the output value of the degree of opening of the eye changes between the open state and the closed state. Will be within that range. Here, the threshold value is set as the median value between the open and closed eyes because the dozing person is not in the deep sleep state and the eyes may not completely close in some cases.
【0054】つぎに、図3のフローチャートのステップ
310における覚醒度の判定について説明する。図20
は、ステップ38で出力される判定結果を示す開閉眼パ
ターンである。この開閉眼パターン上で覚醒度判定区間
(例えば1分程度)に出力される閉眼積算値が所定値
(例えば5)以上であるかどうかをチェックすることに
より、覚醒度を判定する。図20の例においては閉眼
(close)の積算値が7となっているので居眠りと
判定する。このようにして得られた覚醒度により居眠り
状態を検出することが可能となり、的確に警報装置を作
動させ、居眠り状態を解消させ、未然に居眠り事故等を
防ぐことができる。Next, the determination of the arousal level in step 310 of the flowchart of FIG. 3 will be described. FIG.
Is an open / closed eye pattern indicating the determination result output in step 38. The arousal level is determined by checking whether or not the integrated value of the closed eyes output in the arousal level determination section (for example, about one minute) on this open / closed eye pattern is equal to or greater than a predetermined value (for example, 5). In the example of FIG. 20, since the integrated value of the closed eyes is 7, it is determined to be dozing. The dozing state can be detected based on the degree of arousal obtained in this manner, and the alarm device can be operated accurately, the dozing state can be eliminated, and a dozing accident can be prevented.
【0055】本実施例は以上のように構成されているの
で、個人差による顔の位置の違いにも対応して、居眠り
状態の検出を常に安定して行うことができるまたこの
際、ステップ37、39、311による眼の追跡ロジッ
クを有しているので、新しい画像フレームの処理におい
てステップ34、35による顔全体からの眼の位置検出
を省略でき、眼の開度検出の高速化を図ることができる
という利点を有する。Since the present embodiment is configured as described above, it is possible to always stably detect the dozing state in response to the difference in the face position due to the individual difference. , 39, and 311 can omit the eye position detection from the entire face by the steps 34 and 35 in the processing of a new image frame, and speed up the eye opening detection. It has the advantage that it can be done.
【0056】つぎに第2の実施例について説明する。こ
の実施例は、眼の追跡性能を一層向上させたものであ
る。このため、眼を含む所定領域(眼の存在領域)を比
較的大きく設定する。第1の実施例では、眼を含む所定
領域100の高さ(Y軸方向)を小さく設定しているた
め、第2の抽出点は1つに絞られる。ところで、眼の追
跡性能を向上させるためには、眼を含む所定領域を広く
設定したほうがよい。しかし、眼を含む所定領域を大き
くすると、図21に示すように、眼と眉の両方が当該所
定領域200に入ってしまい、1つのライン(画素列)
について検出される第2の抽出点が2つになる場合があ
る。本実施例ではこれに対処して、図22、図23に示
すフローチャートにしたがって処理が行なわれる。Next, a second embodiment will be described. In this embodiment, the tracking performance of the eye is further improved. For this reason, a predetermined region including the eye (the region where the eye exists) is set relatively large. In the first embodiment, since the height (Y-axis direction) of the predetermined area 100 including the eye is set to be small, the second extraction point is narrowed to one. By the way, in order to improve the tracking performance of the eyes, it is better to set a predetermined area including the eyes wide. However, when the predetermined area including the eye is enlarged, as shown in FIG. 21, both the eye and the eyebrow enter the predetermined area 200, and one line (pixel row) is formed.
May be detected as two second extraction points. In this embodiment, the processing is performed according to the flowcharts shown in FIGS.
【0057】ステップ61〜64の処理によりライン
(画素列)に沿う暗部の最も暗い位置である第2の抽出
点Pと、暗い部分と明るい部分との境界点である第3の
抽出点Q、Rの抽出を行う。ステップ61〜64の処理
は、図11のフローチャートのステップ51〜54と同
じであるので詳しい説明を省略する。ステップ65で
は、ライン上の第2の抽出点が1つであるかどうかをチ
ェックし、そのラインに第2の抽出点が1つでない場合
には、ステップ612へ移行する。1つである場合には
ステップ66からステップ67、68へと進み、第2の
抽出点の連続数が所定値を超えるまで同様の処理を繰り
返す。ステップ66〜68の処理は、図11のフローチ
ャートのステップ56〜58と同じである。By the processing of steps 61 to 64, the second extraction point P, which is the darkest position of the dark part along the line (pixel row), and the third extraction point Q, which is the boundary point between the dark part and the light part, R is extracted. Steps 61 to 64 are the same as steps 51 to 54 in the flowchart of FIG. At step 65, it is checked whether the number of the second extraction points on the line is one. If the number of the second extraction points is not one on the line, the process proceeds to step 612. If there is one, the process proceeds from step 66 to steps 67 and 68, and the same processing is repeated until the number of consecutive second extraction points exceeds a predetermined value. Steps 66 to 68 are the same as steps 56 to 58 in the flowchart of FIG.
【0058】ステップ68で連続数が所定値を超えたと
判定されると、ステップ69へ進む。ステップ69で
は、第2の抽出点が2つ存在する、すなわち検出対象が
2つ存在することを示す2ポイント抽出フラグが立って
いるか否かをチェックし、立っていないときにはステッ
プ610に進み、立っているときにはステップ611へ
進む。ステップ610では、1ポイントの、すなわち検
出対象が1つの場合の第3の抽出点Q、Rの間隔の最大
値を更新してメモリし、ステップ611へ移行する。ス
テップ611では、処理を次のラインへ切り換えてステ
ップ61に戻り、最初からの処理を繰り返す。If it is determined in step 68 that the number of continuations has exceeded a predetermined value, the flow advances to step 69. In step 69, it is checked whether or not a two-point extraction flag indicating that there are two second extraction points, that is, two detection targets, is set. If so, the process proceeds to step 611. In step 610, the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R for one point, that is, when the number of detection targets is one is updated and stored, and the process proceeds to step 611. In step 611, the process is switched to the next line, the process returns to step 61, and the process from the beginning is repeated.
【0059】ステップ612では、第2の抽出点が2つ
であるか否かをチェックし、2つであればステップ61
3へ進み、3以上であればステップ619へ進む。すな
わち、図21に示すように、1ポイントの1つの検出対
象Bについて第2の抽出点の抽出を行っている途中に検
出対象Aが現れ、2ポイントすなわち検出される第2の
抽出点が2つになった場合は、ステップ613へ進む。
ステップ613では、これまで更新を続けてきた1ポイ
ント(検出対象B)についての第3の抽出点Q、Rの間
隔の最大値とその連続数のカウンターをクリアする。そ
してステップ614で、かわりに2つの検出対象の第3
の抽出点Q、Rの間隔の最大値の更新を行う。At step 612, it is checked whether or not the number of the second extraction points is two.
Proceed to 3 and if it is 3 or more, proceed to step 619. That is, as shown in FIG. 21, the detection target A appears during the extraction of the second extraction point for one detection target B of one point, and two points, that is, two detected extraction points are detected. If it is determined that the number has reached one, the process proceeds to step 613.
In step 613, the counter of the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R for one point (detection target B), which has been updated, and the counter of the continuous number thereof are cleared. Then, in step 614, instead of the three detection targets,
The maximum value of the interval between the extraction points Q and R is updated.
【0060】つぎのステップ615では、2つの第2の
抽出点のX軸方向への連続数をカウントし、ステップ6
16で、2つの第2の抽出点の連続数が所定値を超えた
か否かをチェックする。連続数が所定値を越えていれば
ステップ617へ進んで、2ポイント抽出フラグを立て
る。なお、1ポイントのすなわち検出対象が1つであっ
たときの第3の抽出点Q、Rの間隔の最大値がメモリさ
れている場合は、このとき同時にその値をクリアする。
この処理は、2つの抽出ポイントが検出され、それが連
続した場合は、検出対象が眼と眉である率が高いことか
ら行っている。In the next step 615, the number of continuations of the two second extraction points in the X-axis direction is counted.
At 16, it is checked whether the number of consecutive two second extraction points exceeds a predetermined value. If the number of continuations exceeds a predetermined value, the flow advances to step 617 to set a two-point extraction flag. If the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R when one point, that is, one detection target is stored, the value is simultaneously cleared at this time.
This process is performed when two extraction points are detected and they are consecutive, because the detection target is an eye and an eyebrow at a high rate.
【0061】そして、ステップ618では、2つ目の検
出対象の第3の抽出点Q、Rの間隔の最大値の更新を行
いながらメモリを続ける。ここでは、濃度検出がY軸上
で上から下へ走査されているので、順序として眉から眼
の順番となり、2つ目が眼に該当することになるからで
ある。この後、処理が進み再び検出対象Bの第2の抽出
点が抽出され、また、その連続性が検出されても、ステ
ップ69のチェックで2ポイントフラグが立っているた
め、ステップ610で1つ目(検出対象B)の第3の抽
出点Q、Rの間隔の最大値がメモリされることはない。In step 618, the memory is continued while updating the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R of the second detection target. Here, since the density detection is scanned from top to bottom on the Y-axis, the order is from eyebrows to eyes, and the second corresponds to eyes. Thereafter, the process proceeds, and the second extraction point of the detection target B is extracted again. Even if the continuity is detected, since the two-point flag is set in the check in step 69, one is extracted in step 610. The maximum value of the interval between the third extraction points Q and R of the eye (detection target B) is never stored.
【0062】一方、ステップ619では、それまで更新
されてきた抽出点Q、Rの間隔の最大値があればそれを
クリアし、カウンタもクリアしてステップ611へ進
む。これは、第2の抽出点が3つ以上であれば検出対象
が眼と眉でもないと判断されるからである。ステップ6
20では、縦方向への全ラインの処理が終了したとき
に、第3の抽出点Q、Rの間隔の最大値を眼の開度値と
して出力する。On the other hand, in step 619, if there is a maximum value of the interval between the extraction points Q and R updated so far, it is cleared, the counter is also cleared, and the routine proceeds to step 611. This is because if there are three or more second extraction points, it is determined that the detection target is neither the eye nor the eyebrow. Step 6
In step 20, when the processing of all the lines in the vertical direction is completed, the maximum value of the interval between the third extraction points Q and R is output as the eye opening value.
【0063】1つの第2の抽出点の連続性が確認された
場合は、ステップ610で、1ポイントの第3の抽出点
Q、R間隔が更新してメモリされる。また、2つの第2
の抽出点の連続性が確認された場合は、ステップ618
で2つ目の第3の抽出点Q、R間隔が更新してメモリさ
れる。したがって、全てのラインの処理が終了したと
き、ステップ620でその一方の値が眼の開度値として
出力される。If the continuity of one second extraction point is confirmed, in step 610, the third extraction point Q and R intervals of one point are updated and stored. Also, two second
If the continuity of the extraction points is confirmed, step 618
Then, the second third extraction points Q and R intervals are updated and stored. Therefore, when the processing for all the lines is completed, one of the values is output as the eye opening value in step 620.
【0064】以上のように本実施例では2つの第2の抽
出点が検出されたときその一方を選択するようにして第
3の抽出点Q、R間隔を求めるものとしたので、眼を含
む所定領域を拡大することができ、眼の追跡性能が一層
向上される。As described above, in the present embodiment, when two second extraction points are detected, one of them is selected to determine the third extraction point Q, R interval. The predetermined area can be enlarged, and the eye tracking performance is further improved.
【0065】なお、以上の説明では、眼を含む所定領域
200の中に入る検出対象は、その確率が最も高い眼と
眉であると仮定してステップ618で2つ目の第3の抽
出点Q、Rの間隔の最大値をメモリするものとしたが、
まれに眼鏡の下側のフレームと眼が入った場合は、その
位置関係が逆になる。この場合には、仮に誤った眼鏡の
フレームを検出対象として選択してしまっても、その出
力値を時系列的にモニターすると、眼と違ってその値の
変化はないので、眼ではないことの判定を行うことがで
きる。これによりステップ618での検出対象を1つ目
に切り換える。このような処理は、逆に誤って眉の方を
検出している場合にも適用することができる。また、上
記説明では3つ以上の第2の抽出点について連続データ
が表れる場合を選択対象から除外するようにしたが、こ
の場合においてもその検出対象が何であるか(眉、眼、
眼鏡のフレーム等)を特定できれば同様に処理を広げて
いくことができる。In the above description, it is assumed that the detection target entering the predetermined area 200 including the eye is the eye and the eyebrow having the highest probability, and the second extraction point in the step 618 is the second extraction point. The maximum value of the interval between Q and R is stored in memory.
In rare cases, when the eye and the lower frame of the glasses enter, the positional relationship is reversed. In this case, even if an erroneous eyeglass frame is selected as a detection target, if the output value is monitored in a time series, there is no change in the value unlike the eye. A determination can be made. As a result, the first detection target in step 618 is switched. Such processing can be applied to the case where the eyebrows are erroneously detected. Also, in the above description, the case where continuous data appears for three or more second extraction points is excluded from the selection targets. In this case, what is the detection target (eyebrows, eyes,
If the frame of the glasses can be specified, the processing can be expanded similarly.
【0066】[0066]
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、顔の画像デー
タ処理による居眠り状態検出装置において、顔の縦方向
の画素列における濃度の局所的な高まり毎に第1の抽出
点を抽出し、隣接する画素列の近接した第1の抽出点を
連続して顔の横方向に伸びる曲線群を抽出してこの曲線
群から眼の曲線を特定して、眼の位置を検出するように
し、検出した眼を含む所定領域内で縦方向の画素列に沿
って同様に第2の抽出点を抽出するとともに、該第2の
抽出点を含む濃度の局所的な高まりの境界点を示す第3
の抽出点を抽出し、横方向に連続した第3の抽出点のデ
ータを基に眼の開度を検出して、その眼の開度の状態変
化から覚醒度を判定するものとしたので、運転者の体格
や運転姿勢の違いなどがあっても容易確実に眼の位置を
検出することができる。As described above, according to the present invention, in the dozing state detecting apparatus based on face image data processing, a first extraction point is extracted for each local increase in density in a vertical pixel row of a face. A curve group extending in the horizontal direction of the face is continuously extracted from adjacent first extraction points of adjacent pixel columns, an eye curve is specified from the curve group, and an eye position is detected. Similarly, a second extraction point is extracted along a vertical pixel row in a predetermined area including the extracted eye, and a third point indicating a boundary point of a local increase in density including the second extraction point
Since the extraction point is extracted, the opening degree of the eye is detected based on the data of the third extraction point that is continuous in the horizontal direction, and the degree of arousal is determined from the state change of the opening degree of the eye. Even if there is a difference in the driver's physique or driving posture, the position of the eyes can be easily and reliably detected.
【0067】なお、画素列における画素の濃度検出に当
たって、1つの画素を含んで連続した複数の画素の濃度
値を平均化して求めることにより、画像データ撮影時の
濃度値の変化の小さいバラツキをなくして濃度値の大局
的な変化を捉えることができる。また、上記第1の抽出
点や第2の抽出点は、画素列上の濃度の片方向のピーク
の前後の微分値が所定値を越える画素を選択することに
より、眼、眉、口など暗い部分のほぼ中心位置に対応さ
せて容易に抽出することができる。さらに、曲線群の抽
出にあたっては、第1の抽出点の連続した個数が所定値
を越えるグループのみを選択することにより、ほくろや
鼻の孔などが抽出されることが回避され、眼の位置の検
出が容易となる。また第3の抽出点として第2の抽出点
の前後の最大微分値の点を求めることにより、顔面のし
わや凹凸等の抽出されることが回避される。In detecting the density of the pixels in the pixel row, the average value of the density values of a plurality of pixels including one pixel is averaged to obtain a small variation in the density value at the time of capturing the image data. Thus, a global change in the density value can be grasped. In addition, the first extraction point and the second extraction point are selected by selecting a pixel whose differential value before and after the one-way peak of the density on the pixel row exceeds a predetermined value, thereby darkening the eyes, eyebrows, and mouth. It can be easily extracted corresponding to the approximate center position of the part. Furthermore, in extracting a curve group, by selecting only a group in which the number of consecutive first extraction points exceeds a predetermined value, extraction of moles, nostrils, and the like can be avoided, and the position of the eye can be avoided. Detection becomes easy. In addition, by obtaining the point of the maximum differential value before and after the second extraction point as the third extraction point, extraction of wrinkles and irregularities on the face can be avoided.
【0068】さらに、2つの第2の抽出点が検出される
とき、所定の検出順序にあたる一方の抽出点データを選
択して眼の開度値を検出することにより、所定領域を大
きくすることができ、眼の位置追跡が容易となる効果が
得られる。この場合、眼の開度値の所定値以上の変化が
所定時間以上ない場合には検出対象を切り換えて他方の
抽出点データを用いるようにすることにより、設定した
検出順序が誤っていても正しいデータに切り換えられ
る。Further, when two second extraction points are detected, one of the extraction point data in a predetermined detection order is selected and the eye opening value is detected, so that the predetermined area can be enlarged. Thus, an effect of facilitating eye position tracking can be obtained. In this case, if there is no change in the eye opening value equal to or more than the predetermined value for the predetermined time or more, the detection target is switched to use the other extraction point data, so that even if the set detection order is incorrect, the detection order is correct. Switch to data.
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【図3】居眠り状態検出の処理動作を示すフローチャー
トである。FIG. 3 is a flowchart showing a processing operation of dozing state detection.
【図4】眼の位置検出の処理動作を示すフローチャート
である。FIG. 4 is a flowchart showing a processing operation of eye position detection.
【図5】眼の位置検出のための画素列を説明する図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating a pixel array for detecting the position of an eye.
【図6】第1の抽出点の抽出要領を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure for extracting a first extraction point.
【図7】第1の抽出点の存在しない例を説明する図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a first extraction point does not exist.
【図8】曲線群の抽出を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating extraction of a curve group.
【図9】第1の抽出点のグループ化処理を説明する図で
ある。FIG. 9 is a diagram illustrating a first extraction point grouping process.
【図10】曲線群から眼の位置を検出する要領を説明す
る図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a point of detecting an eye position from a curve group.
【図11】眼の開度検出の処理動作を示すフローチャー
トであある。FIG. 11 is a flowchart showing a processing operation of eye opening detection.
【図12】第2および第3の抽出点の抽出要領を説明す
る図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a procedure for extracting second and third extraction points.
【図13】第3の抽出点の間隔からの開度検出を説明す
る図である。FIG. 13 is a diagram for explaining detection of an opening degree from an interval between third extraction points.
【図14】眼の中心に輝点があるときの開度検出を説明
する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating opening degree detection when there is a bright spot at the center of the eye.
【図15】眼鏡を掛けている場合の顔画像を示す図であ
る。FIG. 15 is a diagram showing a face image when wearing glasses.
【図16】眼鏡のフレームが抽出されたときの処理を説
明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating processing when a frame of glasses is extracted.
【図17】髪の毛が眼に掛かっている場合の顔画像を示
す図である。FIG. 17 is a diagram showing a face image in a case where hair is hung on eyes.
【図18】髪の毛が眼に掛かっているときの処理を説明
する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating processing when hair is on the eyes.
【図19】眼の追跡状態を説明する図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an eye tracking state.
【図20】覚醒度の判定要領を説明する図である。FIG. 20 is a diagram for explaining a procedure for determining a degree of arousal.
【図21】本発明の第2の実施例を説明する図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
【図22】居眠り状態検出の処理動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 22 is a flowchart showing a processing operation of dozing state detection.
【図23】居眠り状態検出の処理動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 23 is a flowchart showing a processing operation of dozing state detection.
【図24】従来例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a conventional example.
1 画像入力手段 2 濃度検出手段 3 第1のポイント抽出手段 4 曲線群の抽出手段 5 眼の位置検出手段 6 第2のポイント抽出手段 7 連続性判定手段 8 眼の開度検出手段 9 覚醒度判定手段 21 TVカメラ 22 A/D変換器 23 画像メモリ 24 画像データ演算回路 25 眼の位置検出回路 26 開閉眼検出回路 27 覚醒度判定回路 28 警報装置 A1、A2、A3、A4 第1の抽出点 P 第2の抽出点 Q、R 第3の抽出点 REFERENCE SIGNS LIST 1 image input means 2 density detection means 3 first point extraction means 4 curve group extraction means 5 eye position detection means 6 second point extraction means 7 continuity determination means 8 eye opening detection means 9 arousal level determination Means 21 TV camera 22 A / D converter 23 Image memory 24 Image data calculation circuit 25 Eye position detection circuit 26 Open / closed eye detection circuit 27 Arousal level determination circuit 28 Alarm device A1, A2, A3, A4 First extraction point P Second extraction point Q, R Third extraction point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−25706(JP,A) 特開 平8−300978(JP,A) 特開 平9−270010(JP,A) 特開 平10−44824(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 340 G06T 1/00 330 G06T 7/60 250 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-4-25706 (JP, A) JP-A-8-300978 (JP, A) JP-A-9-270010 (JP, A) JP-A-10-1998 44824 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 340 G06T 1/00 330 G06T 7/60 250
Claims (9)
検出する居眠り状態検出装置において、 顔画像を入力する画像入力手段と、 顔の縦方向の画素列に沿って画素の濃度を検出する濃度
検出手段と、 前記画素列に沿う走査における濃度の局所的な高まり毎
に1個ずつの画素を定めて第1の抽出点を抽出する第1
のポイント抽出手段と、 隣接する画素列の画素列方向に近接した前記第1の抽出
点を連結して顔の横方向に伸びる曲線群を抽出する曲線
群の抽出手段と、 前記曲線群から眼の曲線を特定して眼の位置を検出する
眼の位置検出手段と、 眼を含む所定領域内で縦方向の画素列に沿って濃度の局
所的な高まりごとに1個ずつの画素を定めて第2の抽出
点を抽出するとともに、該第2の抽出点を含む濃度の局
所的な高まりの境界点を示す第3の抽出点を抽出する第
2のポイント抽出手段と、 隣接する画素列の画素列方向に近接した第2の抽出点の
有無により顔の横方向への連続性を判定する連続性判定
手段と、 連続した第3の抽出点のデータを基に眼の開度を検出す
る眼の開度検出手段と、 前記眼の開度に基づき眼の開閉状態の変化から覚醒度を
判定する覚醒度判定手段とを有することを特徴とする居
眠り状態検出装置。1. A dozing state detection device for processing a face image data to detect a dozing state, an image input means for inputting a face image, and detecting a density of pixels along a vertical pixel row of the face. Density detection means, and a first extraction point for extracting a first extraction point by defining one pixel for each local increase in density in scanning along the pixel row
Point extraction means, and a curve group extraction means for connecting the first extraction points adjacent to each other in the pixel column direction to extract a curve group extending in the horizontal direction of the face; Eye position detection means for detecting the position of the eye by identifying the curve of the eye, and defining one pixel for each local increase in density along a vertical pixel row in a predetermined area including the eye A second point extracting means for extracting a second extraction point and extracting a third extraction point indicating a boundary point of a local increase in density including the second extraction point; Continuity determining means for determining the continuity of the face in the horizontal direction based on the presence or absence of a second extraction point close to the pixel column direction, and detecting the degree of eye opening based on the data of the continuous third extraction point An eye opening detection unit, and a degree of arousal based on a change in an eye open / closed state based on the eye opening. Doze state detecting apparatus characterized by having a constant to awareness determination means.
つの画素を含んで連続した複数の画素の濃度値を平均化
して当該1つの画素の濃度値とすることを特徴とする請
求項1記載の居眠り状態検出装置。2. The method according to claim 1, wherein the density detecting unit is configured to output 1
2. The dozing state detection device according to claim 1, wherein the density values of a plurality of continuous pixels including one pixel are averaged to obtain the density value of the one pixel.
素列上の濃度の片方向のピークの前後の微分値が所定値
を越える画素を特定して前記第1の抽出点とすることを
特徴とする請求項1または2記載の居眠り状態検出装
置。3. The method according to claim 1, wherein the first point extracting unit specifies a pixel whose differential value before and after the one-way peak of the density on the pixel row exceeds a predetermined value and determines the pixel as the first extraction point. The dozing state detection device according to claim 1 or 2, wherein:
出点の連続した個数が所定値を越えるグループのみを選
択することを特徴とする請求項1、2または3記載の居
眠り状態検出装置。4. The dozing state detection according to claim 1, wherein the curve group extracting means selects only a group in which the number of consecutive first extraction points exceeds a predetermined value. apparatus.
素列上の濃度の片方向のピークの前後の微分値が所定値
を越える画素を特定して前記第2の抽出点とすることを
特徴とする請求項1、2、3または4記載の居眠り状態
検出装置。5. The method according to claim 5, wherein the second point extracting unit specifies a pixel whose differential value before and after a one-way peak of the density on the pixel row exceeds a predetermined value and determines the pixel as the second extraction point. 5. The dozing state detection device according to claim 1, 2, 3, or 4.
抽出点の前後の最大微分値を前記第3の抽出点とするこ
とを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の居
眠り状態検出装置。6. The method according to claim 1, wherein the second point extracting means sets a maximum differential value before and after a second extraction point as the third extraction point. The dozing state detection device according to the above.
出点間の間隔の最大間隔を眼の開度値とすることを特徴
とする請求項1、2、3、4、5または6記載の居眠り
状態検出装置。7. The eye opening detecting means according to claim 1, wherein a maximum interval between the third extraction points is an eye opening value. Or the dozing state detection device according to 6.
方向の画素列に沿って2つの第2の抽出点が検出され、
前記連続性判定手段において当該2つの第2の抽出点が
連続条件を満たすとき、前記眼の開度検出手段は、前記
走査方向に基づく所定の検出順序の第2の抽出点データ
に基づいて眼の開度値を検出することを特徴とする請求
項1記載の居眠り状態検出装置。8. The second point extraction means detects two second extraction points along a vertical pixel row,
When the two second extraction points satisfy the continuity condition in the continuity determination means, the eye opening degree detection means sets the eye based on the second extraction point data in a predetermined detection order based on the scanning direction. 2. The dozing state detection device according to claim 1, wherein an opening degree value of the drowsiness is detected.
値の所定値以上の変化が所定時間以上ない場合に、前記
検出順序を入れ換えて第2の抽出点データの検出対象を
切り換えることを特徴とする請求項8記載の居眠り状態
検出装置。9. The eye opening detection means, when the eye opening value does not change by a predetermined value or more for a predetermined time or more, replaces the detection order and determines a detection target of the second extraction point data. 9. The dozing state detection device according to claim 8, wherein the switching is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20778296A JP3312562B2 (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Dozing state detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20778296A JP3312562B2 (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Dozing state detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1040361A JPH1040361A (en) | 1998-02-13 |
JP3312562B2 true JP3312562B2 (en) | 2002-08-12 |
Family
ID=16545425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20778296A Expired - Fee Related JP3312562B2 (en) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | Dozing state detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3312562B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1973059A2 (en) | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Face region detecting device, method, and program |
US7784943B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-08-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Eyelid detecting apparatus, eyelid detecting method and program thereof |
CN101937605A (en) * | 2010-09-08 | 2011-01-05 | 无锡中星微电子有限公司 | Sleep monitoring system based on face detection |
US7936926B2 (en) | 2007-03-13 | 2011-05-03 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Apparatus, method, and program for face feature point detection |
US8224035B2 (en) | 2006-12-06 | 2012-07-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Device, method and program for detecting eye |
US8498449B2 (en) | 2006-12-04 | 2013-07-30 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Eye detecting device, eye detecting method, and program |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3577882B2 (en) * | 1997-03-31 | 2004-10-20 | 日産自動車株式会社 | Dozing state detection device |
JP3960168B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-08-15 | 株式会社デンソー | Biological state estimation method, apparatus, and program |
JP4052081B2 (en) * | 2002-10-10 | 2008-02-27 | 日産自動車株式会社 | Gaze direction detection device |
KR100762733B1 (en) * | 2005-12-30 | 2007-10-04 | 안교유 | method and system for checking doze at the vehicle |
JP4840146B2 (en) * | 2007-01-09 | 2011-12-21 | 株式会社デンソー | Sleepiness detection device |
CN107169412B (en) * | 2017-04-09 | 2021-06-22 | 北方工业大学 | Remote sensing image harbor-berthing ship detection method based on mixed model decision |
-
1996
- 1996-07-18 JP JP20778296A patent/JP3312562B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8498449B2 (en) | 2006-12-04 | 2013-07-30 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Eye detecting device, eye detecting method, and program |
US8224035B2 (en) | 2006-12-06 | 2012-07-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Device, method and program for detecting eye |
US7784943B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-08-31 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Eyelid detecting apparatus, eyelid detecting method and program thereof |
US7936926B2 (en) | 2007-03-13 | 2011-05-03 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Apparatus, method, and program for face feature point detection |
EP1973059A2 (en) | 2007-03-19 | 2008-09-24 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Face region detecting device, method, and program |
US7916904B2 (en) | 2007-03-19 | 2011-03-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Face region detecting device, method, and computer readable recording medium |
CN101937605A (en) * | 2010-09-08 | 2011-01-05 | 无锡中星微电子有限公司 | Sleep monitoring system based on face detection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1040361A (en) | 1998-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3636927B2 (en) | Face image processing device | |
JPH0944685A (en) | Face image processor | |
JP4331197B2 (en) | Eye opening detection device and method | |
JP2541688B2 (en) | Eye position detection device | |
JP3312562B2 (en) | Dozing state detection device | |
JP3063504B2 (en) | Image data feature detection device | |
JP4989249B2 (en) | Eye detection device, dozing detection device, and method of eye detection device | |
JP2000198369A (en) | Eye state detecting device and doze-driving alarm device | |
JP4082203B2 (en) | Open / close eye determination device | |
JP3444115B2 (en) | Dozing state detection device | |
JP7199645B2 (en) | Object recognition system and object recognition method | |
JPH1044824A (en) | Driver's-eye open/closed state determination device for vehicle | |
JP3531503B2 (en) | Eye condition detection device and drowsy driving alarm device | |
JP2000172966A (en) | Alarm device | |
JP2000199703A (en) | Device for detecting state of eyes and device for warning on dozing at wheel | |
JPH04174309A (en) | Driver's eye position detecting apparatus and condition detecting apparatus | |
JPH09270010A (en) | Device for recognizing feature value of face picture | |
JP3500891B2 (en) | Dozing state detection device | |
JP4781292B2 (en) | Closed eye detection device, dozing detection device, closed eye detection method, and closed eye detection program | |
JP2000301962A (en) | Eye condition detecting device and alarm device for sleep during driving | |
JP3465566B2 (en) | Eye position detection device | |
EP0829064B1 (en) | An eye localization filter | |
JPH08249454A (en) | Device for detecting looking aside of driver | |
JPH11195200A (en) | Operating state detecting device | |
JP3109230B2 (en) | Eye position detection device for vehicle driver |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080531 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100531 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |