[go: up one dir, main page]

JP2991134B2 - Attention point detection system on screen - Google Patents

Attention point detection system on screen

Info

Publication number
JP2991134B2
JP2991134B2 JP8310825A JP31082596A JP2991134B2 JP 2991134 B2 JP2991134 B2 JP 2991134B2 JP 8310825 A JP8310825 A JP 8310825A JP 31082596 A JP31082596 A JP 31082596A JP 2991134 B2 JP2991134 B2 JP 2991134B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
eyeball
eye
point
screen
image
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 - Lifetime
Application number
JP8310825A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10154220A (en
Inventor
盛雄 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP8310825A priority Critical patent/JP2991134B2/en
Publication of JPH10154220A publication Critical patent/JPH10154220A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2991134B2 publication Critical patent/JP2991134B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触により被検
出者の画面上の注視点を検出する注視点検出システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gazing point detecting system for detecting a gazing point on a screen of a person to be detected without contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、画面上の注視点検出システムは一
般に、人間の動作、特に注目点を検出するために用いら
れる。この人間の動作を検出するシステムにおいて、顔
の位置の検出、中でも視線の動きを検出することが、そ
の人が何を又はどこを注視しているかを知る上で重要で
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gaze point detection system on a screen is generally used for detecting a human motion, particularly a point of interest. In this system for detecting human motion, it is important to detect the position of the face, especially the motion of the line of sight, in order to know what or where the person is watching.

【0003】このため従来例1の視線方向検出システム
では、例えば、特開平6−086758号のように、眼
球の位置検出装置をカメラのファインダーなどに固定
し、眼球に光を当てて視線方向を得る方法をとる接触型
が主流となっている。
For this reason, in the gaze direction detection system of the prior art 1, for example, as disclosed in JP-A-6-086758, an eyeball position detection device is fixed to a viewfinder of a camera, and the gaze direction is adjusted by irradiating the eyeball with light. The contact type that takes the method of obtaining is the mainstream.

【0004】一方、眼球の位置が固定されない非接触型
の環境では、例えば、従来例2の特開平3−16573
7号の「視線方向検出方法」がある。本従来例は、まず
眼球(または虹彩・瞳孔)の位置を得ることが必要なた
め、人の肩上画像より、目の中の虹彩部付近の情報を検
出し、視線方向を検出する方法を開示している。より具
体的には、複数の波長の反射光の強度差を得て、簡易画
像処理によって虹彩の位置を計算し、その後、虹彩部や
瞳孔の見かけ面積の変化や角膜からの反射光などを追従
することにより、視線方向を得ている。
On the other hand, in a non-contact type environment in which the position of the eyeball is not fixed, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 7 “Gaze direction detection method” is available. In this conventional example, since it is necessary to first obtain the position of the eyeball (or iris / pupil), a method of detecting the information near the iris part in the eye from the image above the shoulder of the person and detecting the gaze direction is described. Has been disclosed. More specifically, the difference in the intensity of the reflected light at multiple wavelengths is obtained, the position of the iris is calculated by simple image processing, and then changes in the apparent area of the iris and pupil and the reflected light from the cornea are tracked. By doing so, the gaze direction is obtained.

【0005】視線方向の検出は、技術内容が類似する従
来例3の特開平5−232373号の「カメラの視線方
向検出装置」においても開示されている。本従来例で
は、ファインダ光学系の倍率変化に対応した視線検出を
可能とする装置として、提案している。
[0005] The detection of the direction of the line of sight is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-232373, entitled "Device for detecting the direction of the line of sight" of JP-A-5-232373, which has a similar technical content. This conventional example proposes a device that enables visual axis detection corresponding to a change in magnification of a finder optical system.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各従来例は各種の問題点を伴う。例えば、第1の問題点
は、眼球位置を固定することが難しい点にある。従来例
3のように、カメラのファインダーの場合は比較的容易
である。しかし、コンピュータとユーザとのインタフェ
ースであるディスプレイのグラフィック画面上でのポイ
ンティングデバイスとしては、眼球位置の固定化は一般
的に難しい。
However, each of the above-described conventional examples has various problems. For example, the first problem is that it is difficult to fix the eyeball position. In the case of a camera viewfinder as in Conventional Example 3, it is relatively easy. However, it is generally difficult to fix the eyeball position as a pointing device on a graphic screen of a display, which is an interface between a computer and a user.

【0007】その理由は、航空機や専用機械などの特殊
環境ならともかく、オフィスフロアや家庭における作業
環境では、ユーザは各種の姿勢で作業を行う。このた
め、眼球位置の固定が難しい。さらに、ヘルメット型の
センサの装着を嫌う人の多いことがあげられる。特にデ
ィスプレイ画面を見ながら操作する場合、必ずしも画面
の正面に向かないこと、頭の位置が常時ゆれ動くことが
多いこと等がある。これらは、視線検出にとって非常に
大きな問題点である。
[0007] The reason is that the user works in various postures in a work environment on an office floor or at home, regardless of a special environment such as an aircraft or a dedicated machine. For this reason, it is difficult to fix the eyeball position. Furthermore, many people dislike wearing a helmet-type sensor. In particular, when operating while looking at the display screen, the user may not always face the front of the screen, and the position of his head often shakes constantly. These are very serious problems for gaze detection.

【0008】第2の問題点は、人間が常に目を瞬きをし
たり、一時的に目をつむることがある、という点であ
る。その理由は、目を瞬いたり目をつむることによっ
て、目の位置の検出が一時的、場合によっては数秒間、
検出が困難になることである。その間に頭が動いて目の
位置が移動すると、再度目の位置を確定するまでしばら
く時間が必要となる。特にCRTなどを利用したディス
プレイの場合、一般的に紙の文書などに比べて目の疲労
がたまり易い。このため、目を瞬いたりつむったり、目
を手でこする等の動作が発生し易い。この点への対策が
必要である。
[0008] A second problem is that a human always blinks his eyes or temporarily closes his eyes. The reason is that blinking or closing your eyes can temporarily detect the position of your eyes, sometimes for a few seconds,
It is difficult to detect. If the head moves and the position of the eyes moves during that time, it will take some time until the position of the eyes is determined again. In particular, in the case of a display using a CRT or the like, eyestrain generally tends to accumulate more than a paper document or the like. For this reason, operations such as blinking and pinching of the eyes and rubbing the eyes with the hand are likely to occur. It is necessary to take measures against this point.

【0009】第3の問題点は、個人によりまぶたを開く
量が異なる、という点である。その理由は、まぶたを開
く量が少ない人の場合は、虹彩を十分捕らえられない。
このため反射光の検出が不十分になり、目の位置の追尾
を困難にする。
[0009] The third problem is that the amount of opening the eyelids differs depending on the individual. The reason is that if you have a small amount of eyelids to open, you cannot catch the iris enough.
For this reason, the detection of the reflected light becomes insufficient, and it becomes difficult to track the position of the eye.

【0010】第4の問題点は、非接触型を選択した場
合、システムが大規模になる、という点である。その理
由は、差分をとるため入力系が2系統必要となり、さら
に虹彩部の位置検出と虹彩部の面積変化を同一センサで
得ようとしている。このため、虹彩部や瞳孔を検出でき
る解像度の高いセンサを、顔全体の数倍の面積分だけ用
意しなければならないからである。
A fourth problem is that when the non-contact type is selected, the system becomes large-scale. The reason for this is that two input systems are required to obtain the difference, and furthermore, the same sensor is used to detect the position of the iris and change the area of the iris. For this reason, it is necessary to prepare a high-resolution sensor capable of detecting the iris and the pupil for an area several times as large as the entire face.

【0011】具体的には図5に示すように、17インチ
ディスプレイ画面上で横1280ドット表示を行ってい
る場合、注視する点の位置を4ドットの精度で識別しよ
うとすると、画面上での精度は約1mm必要となる。さ
らに400mm離れた位置に顔があり、画面上の1mm
の位置差を眼球の動きから得る場合、眼球の半径を約2
0mmとすると、約0.05mmの動きの検出が必要と
なる。顔の位置がディスプレイの幅分300mmは変動
するとなると、虹彩部や瞳孔を検出するセンサの精度と
しては、横方向だけで6000点の解像度が必要とな
る。これは非常に高価なセンサとなる。
More specifically, as shown in FIG. 5, when 1280 dots are displayed horizontally on a 17-inch display screen, if it is attempted to identify the position of the point to be watched with an accuracy of 4 dots, An accuracy of about 1 mm is required. There is a face 400mm away from the face, 1mm on the screen
Is obtained from the movement of the eyeball, the radius of the eyeball is about 2
Assuming 0 mm, detection of a movement of about 0.05 mm is required. If the position of the face fluctuates by 300 mm for the width of the display, the resolution of the sensor for detecting the iris and the pupil needs a resolution of 6000 points only in the horizontal direction. This is a very expensive sensor.

【0012】さらに高解像度・大面積の画像を処理する
装置には、十分な処理能力が要求され、これもシステム
の大規模化・高価格化の要因となっている。コンピュー
タとユーザとのインタフェースであるグラフィック画面
上でのポインティングデバイスとして、視線で位置指定
が可能なシステムが求められている。特に、四肢の不自
由な障害者向けのポインティングデバイスとして、画面
上の点を注視すれば位置を指定できるインタフェース
は、人道的また産業的見地からも非常に有効である。
Further, a device for processing a high-resolution and large-area image is required to have a sufficient processing capability, which is also a factor for increasing the scale and cost of the system. As a pointing device on a graphic screen which is an interface between a computer and a user, a system capable of specifying a position with a line of sight is required. In particular, as a pointing device for persons with disabilities with limbs, an interface that can specify a position by watching a point on a screen is very effective from a humane and industrial viewpoint.

【0013】本発明は、非接触型で高速応答・小型・安
価な画面上の注視点検出システムを提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a non-contact type, high-speed response, small-sized, and inexpensive gaze point detection system on a screen.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の画面上の注視点検出システムは、被検出者
の顔全体を1の画像領域とし眼球の位置の特定に用いる
濃淡画像を得る広範囲撮像用手段と、目の瞬きによって
眼球の位置を決定する眼球位置決定手段と、決定された
眼球の位置に基づき所定のディスプレイを見る顔の眼球
の精密画像を得る眼球撮像手段と、眼球の精密画像から
ディスプレイの注視点を決定する注視点決定手段とを備
え、ディスプレイに対する眼球の注視点を検出可能とし
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a gaze point detection system on a screen according to the present invention uses a gray-scale image used for specifying the position of an eyeball with the entire face of a person to be detected as one image area. Means for obtaining a wide range of images, eyeball position determining means for determining the position of the eyeball by blinking the eye, eyeball imaging means for obtaining a precise image of the eyeball of the face looking at a predetermined display based on the determined position of the eyeball, Gaze point determination means for determining the gaze point of the display from the precise image of the above, so that the gaze point of the eyeball with respect to the display can be detected.

【0015】また、上記の眼球撮像手段は、眼球の角膜
部の反射光が目の瞬きにより変化する特性を用いて眼球
の位置を決定し、さらに、左右の眼球を各々独立して追
尾する2系統の追尾用ミラーおよび液晶シャッタと、こ
の2系統の光軸を1系統とする光学系と、並びにこの光
学系の撮像を行なう狭範囲撮像用センサとを具備して構
成され、目の瞬きを検出するとよい。
The above-mentioned eyeball imaging means determines the position of the eyeball by using the characteristic that the reflected light of the cornea of the eyeball changes by blinking of the eye, and further tracks the left and right eyeballs independently. The system comprises: a system tracking mirror and a liquid crystal shutter; an optical system having two optical axes as one system; and a narrow-range image sensor for imaging the optical system. It should be detected.

【0016】さらに、上記の画面上の注視点検出システ
ムは、赤外線を発光する赤外線発光手段を有し、この赤
外線発光手段の発光する赤外線の顔からの反射光量の変
化に基づき眼球の注視点を検出するとよい。
Further, the above-mentioned gaze point detection system on the screen has infrared light emitting means for emitting infrared light, and the gaze point of the eyeball is determined based on a change in the amount of reflected infrared light emitted from the infrared light emitted by the infrared light emitting means. It should be detected.

【0017】なお、眼球位置決定手段は、眼球撮像手段
が撮像した眼球の光量のピーク点を検出するピーク点検
出手段と、濃淡画像の履歴データを記憶保存する濃淡画
像履歴記憶手段と、濃淡画像の履歴データと新たに得た
濃淡画像とから変化量を得る変化量ピーク検出手段と、
検出したピーク点と変化量のピーク位置とから眼球撮像
手段の追尾動作を制御するための制御信号を出力し、且
つ眼球の位置を算出する眼球位置算出手段とを有して構
成するとよい。
The eyeball position determining means includes a peak point detecting means for detecting a peak point of the light amount of the eyeball imaged by the eyeball imaging means, a grayscale image history storage means for storing and storing the grayscale image history data, Change amount peak detecting means for obtaining an amount of change from the history data and the newly obtained grayscale image,
It is preferable to include an eyeball position calculation unit that outputs a control signal for controlling the tracking operation of the eyeball imaging unit based on the detected peak point and the peak position of the change amount, and calculates the position of the eyeball.

【0018】また、上記の眼球の注視点を検出する顔か
らの反射光量は、目の瞳孔の角膜からの反射光の光量と
するとよい。
The amount of reflected light from the face for detecting the point of gaze of the eyeball may be the amount of reflected light from the cornea of the pupil of the eye.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる画面上の注視点検出システムの実施の形態を詳細に
説明する。図1を参照すると本発明の画面上の注視点検
出システムの一実施形態が示されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a system for detecting a gazing point on a screen according to the present invention; Referring to FIG. 1, there is shown an embodiment of the on-screen gaze point detection system of the present invention.

【0020】本実施形態の注視点検出システムは、既述
の通り、コンピュータとユーザのインタフェースである
ディスプレイのグラフィック画面上でのポインティング
デバイスとして用いるための、非接触の画面上の注視点
検出システムを構成している。
As described above, the gaze point detection system of this embodiment is a non-contact gaze point detection system on a non-contact screen for use as a pointing device on a graphic screen of a display which is an interface between a computer and a user. Make up.

【0021】図1は、本実施形態に適用される画面上の
注視点検出システムの1構成例を示す説明図である。図
1において、本実施形態の注視点検出システムは、被検
出者の顔面1と、発光タイミング指定部2、赤外線発光
部3、広範囲撮像用センサ4、眼球位置決定部5、眼球
撮像部6、注視点決定部7、とにより構成される。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one configuration example of a gaze point detection system on a screen applied to the present embodiment. In FIG. 1, a gazing point detection system according to the present embodiment includes a face 1 of a person to be detected, a light emission timing designation unit 2, an infrared light emission unit 3, a wide-area imaging sensor 4, an eyeball position determination unit 5, an eyeball imaging unit 6, A fixation point determination unit 7;

【0022】上記各構成部の発光タイミング指定部2と
赤外線発光部3は、被検出者の顔面1へ所定の赤外線を
発光照射する。この赤外線により、広範囲撮像用センサ
4が、広範囲(顔全体及びその周り)を撮像すると同時
に距離を測定する。眼球位置決定部5は目の瞬きを利用
した眼球位置検出部であり、この検出のために狭範囲撮
像用センサが眼球の濃淡画像を撮像する。この位置検出
された眼球の濃淡画像から、注視点決定部7が被検出者
の注視点を算出する。
The light emission timing designation unit 2 and the infrared light emission unit 3 of each of the above components emit predetermined infrared light to the face 1 of the subject. With this infrared ray, the wide-area imaging sensor 4 images a wide area (the whole face and its surroundings) and simultaneously measures the distance. The eyeball position determination unit 5 is an eyeball position detection unit that uses the blinking of an eye. For this detection, a narrow-range imaging sensor captures a grayscale image of the eyeball. The gaze point determination unit 7 calculates the gaze point of the detected person from the grayscale image of the eyeball whose position is detected.

【0023】図2は、本実施形態の眼球位置決定部5の
内部構成例を示したブロック図である。図2において、
本実施形態の眼球位置決定部5は、濃淡画像の閾値を超
えた部分を検出するピーク点検出部51と、得た濃淡画
像の履歴を記録する濃淡画像履歴記憶部53と、濃淡画
像の履歴と新たに得た濃淡画像から変化量を得る変化量
ピーク検出部52と、濃淡画像のピーク点と変化量のピ
ーク点から眼球の方位を算出する眼球位置算出部54と
から構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the eyeball position determining unit 5 of the present embodiment. In FIG.
The eyeball position determination unit 5 according to the present embodiment includes a peak point detection unit 51 that detects a portion of a grayscale image exceeding a threshold, a grayscale image history storage unit 53 that records the history of the obtained grayscale image, and a grayscale image history. And a change amount peak detecting unit 52 that obtains a change amount from a newly obtained gray image, and an eyeball position calculating unit 54 that calculates the direction of the eyeball from the peak point of the gray image and the peak point of the change amount.

【0024】広範囲(顔全体及びその周り)を撮像する
と同時に距離を測定する広範囲撮像用センサ4では、発
光タイミング指定部2からの指示により赤外線発光部3
が周期的(少なくとも30Hz以上)に発する赤外線の
反射光を測定し、被検出者の顔面1の濃淡画像と、発光
時点からピーク点を受光するまでの時間を測定し、眼球
位置決定部5に渡す。
In a wide-area imaging sensor 4 for imaging a wide area (whole face and its surroundings) and measuring a distance at the same time, an infrared light emitting section 3
Measures the reflected light of the infrared light emitted periodically (at least 30 Hz or more), measures the grayscale image of the face 1 of the subject, and the time from when the light is emitted until when the peak point is received. hand over.

【0025】眼球位置決定部5の内部においては、得た
濃淡画像をピーク点検出部51と変化量ピーク検出部5
2に渡す。ピーク点検出部51では、本装置の設置時等
にキャリブレーション作業で予め設定された閾値をもと
に、その閾値を超えた値を有する濃淡画像の位置(ピー
ク座標)を検出する。図4は、眼球からの反射光強度の
パターン例を示したグラフである。図4が示すように、
顔面においては、眼球、特に角膜部の反射光(第1プル
キンエ像)が強くなる特徴を有する。このため、通常、
両目の角膜部分に対応する2カ所のピーク点を検出する
ことができる。
Inside the eyeball position determining section 5, the obtained grayscale image is converted into a peak point detecting section 51 and a variation peak detecting section 5.
Hand over to 2. The peak point detection unit 51 detects a position (peak coordinate) of a grayscale image having a value exceeding the threshold based on a threshold set in advance by a calibration operation when the apparatus is installed. FIG. 4 is a graph showing a pattern example of the intensity of light reflected from the eyeball. As FIG. 4 shows,
The face is characterized in that the reflected light (first Purkinje image) of the eyeball, particularly the cornea, is strong. Because of this,
Two peak points corresponding to the corneal portions of both eyes can be detected.

【0026】変化量ピーク検出部52では、濃淡画像履
歴記憶部53に記録されている以前の濃淡画像測定値と
最新の測定値を比較して、濃淡画像の変化量を得る。こ
の変化量から、予め設定された閾値を超えた値となるピ
ーク点の位置(変化量ピーク座標)を得る。目の瞬きを
検出した場合、このピーク値が検出されるので、その方
向に眼球があると推定できる。
The change peak detector 52 compares the previous measured value of the gray image stored in the gray image history storage 53 with the latest measured value to obtain the amount of change in the gray image. From this amount of change, the position of the peak point (change amount peak coordinate) at which the value exceeds a preset threshold is obtained. When a blink of an eye is detected, this peak value is detected, so that it can be estimated that an eyeball is present in that direction.

【0027】眼球位置算出部54では、ピーク座標と変
化量ピーク座標をもとに、ピーク座標が2点得られたな
らそのピーク座標位置を、3点以上得られたなら変化量
ピーク座標(過去一定時間内の検出座標)と一致したピ
ーク座標位置を、1点以下の場合は最新の変化量ピーク
座標を、それぞれ選択して眼球位置とする。左目・右目
の区別は、位置関係から判定する。また、ピーク検出時
間をもとに、眼球までの距離を算出する。これは画面に
近い側の眼球までの距離であり、もう一方までは同距離
あるいはその近辺とみなす(目と目の間隔以下の差)。
Based on the peak coordinates and the change amount peak coordinates, the eyeball position calculation unit 54 calculates the peak coordinate positions if two peak coordinates are obtained, and the change amount peak coordinates (past values) if three or more points are obtained. The peak coordinate position that coincides with the detected coordinate within a certain period of time) is selected as the eyeball position when the number of points is equal to or less than one, and the latest change amount peak coordinate is selected. The distinction between the left eye and the right eye is determined from the positional relationship. Further, the distance to the eyeball is calculated based on the peak detection time. This is the distance to the eyeball on the side closer to the screen, and the other is regarded as the same distance or its vicinity (difference between eyes or less).

【0028】決定された眼球位置に基づいて、眼球撮像
部6において眼球の精密濃淡画像が撮像される。図3
は、眼球撮像部6の構成例を示したブロック図である。
図3において、本実施形態の眼球撮像部6は、左右両眼
に対応する2系統の駆動部61、追尾用ミラー62、お
よび液晶シャッタ65と、この2系統の光軸を1の光軸
とするための複数のミラーおよびハーフミラーと、赤外
線発光部63と狭範囲撮像用センサ64とにより構成さ
れる。
Based on the determined position of the eyeball, the eyeball imaging section 6 captures a precise gray-scale image of the eyeball. FIG.
3 is a block diagram illustrating a configuration example of an eyeball imaging unit 6. FIG.
In FIG. 3, the eyeball imaging unit 6 of the present embodiment includes two driving units 61, a tracking mirror 62, and a liquid crystal shutter 65 corresponding to the left and right eyes, and sets the two optical axes to one optical axis. , A plurality of mirrors and a half mirror, an infrared light emitting unit 63 and a narrow range imaging sensor 64.

【0029】上記により構成される眼球撮像部6は、追
尾用ミラー設定方向をもとに、追尾用ミラー62を駆動
部61により被検出者の眼球に向けさせて、精密濃淡画
像を得る。また、狭範囲撮像用センサ64及び赤外線発
光部63の簡素化を図る。このため、ハーフミラーと液
晶シャッタ65を用いて右目と左目を時分割に撮像す
る。ハーフミラーを用いたことにより、赤外線発光部6
3の発光軸と狭範囲撮像用センサ64の受光軸が一致す
るため、位置合わせなどの調整が簡略化できる。
The eyeball imaging unit 6 configured as described above directs the tracking mirror 62 to the eyeball of the person to be detected by the drive unit 61 based on the tracking mirror setting direction to obtain a precise shaded image. Further, the narrow-range imaging sensor 64 and the infrared light emitting unit 63 are simplified. Therefore, the right eye and the left eye are imaged in a time-division manner using the half mirror and the liquid crystal shutter 65. By using a half mirror, the infrared light emitting section 6
Since the light-emitting axis 3 and the light-receiving axis of the narrow-range imaging sensor 64 coincide with each other, adjustment such as alignment can be simplified.

【0030】上記の実施形態の画面上の注視点検出シス
テムによれば、広範囲撮像用センサ4で広範囲(顔全体
及びその周り)を撮像すると同時に距離を測定し、眼球
位置決定部5により目の瞬きを利用し眼球の位置を検出
し、眼球撮像部6で眼球の濃淡画像を撮像する。この眼
球の濃淡画像から注視点決定部7が注視点を算出する。
According to the on-screen gazing point detection system of the above-described embodiment, the wide-area imaging sensor 4 captures an image of a wide area (the whole face and its surroundings), and at the same time measures the distance. The position of the eyeball is detected using blinking, and the eyeball imaging unit 6 captures a grayscale image of the eyeball. The gazing point determining unit 7 calculates the gazing point from the gray-scale image of the eyeball.

【0031】特に、眼球位置決定部5は、図2に示すよ
うに、濃淡画像の閾値を超えた部分を検出するピーク点
検出部51と、得た濃淡画像の履歴を記録する濃淡画像
履歴記憶部53と、濃淡画像の履歴と新たに得た濃淡画
像から変化量を得る変化量ピーク検出部52と、濃淡画
像のピーク点と変化量のピーク点から眼球の方位を算出
する眼球位置算出部54とを有する。
In particular, as shown in FIG. 2, the eyeball position determining unit 5 includes a peak point detecting unit 51 for detecting a portion of the grayscale image exceeding a threshold value, and a grayscale image history storage for recording the history of the obtained grayscale image. Unit 53, a change amount peak detection unit 52 that obtains a change amount from the history of the grayscale image and a newly obtained grayscale image, and an eyeball position calculation unit that calculates the direction of the eyeball from the peak point of the grayscale image and the peak point of the change amount 54.

【0032】顔面に光を当てた場合、眼球、特に角膜部
の反射光が強くなる特徴を有するため、眼球位置検出手
段においては、通常は両目の角膜部分に対応する2カ所
のピーク点が検出される。しかし目の瞬きの瞬間にはそ
の位置を見失うことになる。これは、目を瞬いたりつむ
った瞬間に、頭が動くことが考えられるからである。し
かし目の瞬きは通常人で毎分数回から数十回繰り返され
るため、この目の瞬きによる反射光の変化を眼球位置検
出手段、特に変化量ピーク検出部で検出することによっ
て、画像の動きの追跡・予測などを行うことなしに、直
接眼球の位置を推定することができる。この処理は、画
像の動きを検出する処理よりはるかに簡単で高速に行え
る。
When light is applied to the face, the reflected light of the eyeball, particularly the cornea, is characterized by being strong. Therefore, the eyeball position detecting means usually detects two peak points corresponding to the cornea of both eyes. Is done. However, at the moment of the blink of an eye, one loses his position. This is because the head may move when the eyes blink or pinch. However, since blinking of an eye is usually repeated several to several tens of times per minute by a person, the change in reflected light due to the blinking of the eye is detected by eye position detecting means, particularly a change amount peak detecting unit, so that the movement of the image is detected. The position of the eyeball can be directly estimated without performing tracking and prediction. This process is much simpler and faster than the process of detecting image motion.

【0033】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
画面上の注視点検出システムは、被検出者の顔全体を1
の画像領域とし濃淡画像、および所定のディスプレイを
見る顔の眼球の精密画像を得て、目の瞬きによって眼球
の位置を決定し、眼球の精密画像からディスプレイの注
視点を決定する。
As is clear from the above description, the gaze point detection system on the screen according to the present invention applies the entire face of the subject to the detection of one face.
Then, a gray-scale image and a precise image of the eyeball of the face looking at a predetermined display are obtained, the position of the eyeball is determined by blinking of the eye, and the point of gaze of the display is determined from the precise image of the eyeball.

【0035】よって、目の瞬きを利用して、反射光の変
化のみを注目することにより、より少ない回路で、1分
間に数回〜数十回行われる目の瞬きを利用して、高速・
簡便な眼球位置の決定が可能となる。また、検出部分を
2系統に分割することにより、広範囲をカバーするセン
サは粗い精度のものを利用でき、高価な精密センサは最
小限度の範囲だけをカバーすれば十分となる。これによ
り、システムの規模と価格とを共に低く押さえることが
可能となる。
Therefore, by focusing on only the change in the reflected light using the blinking of the eye, it is possible to use the blinking of the eye performed several to several tens of times per minute with a smaller number of circuits to achieve high-speed
Simple eyeball position determination becomes possible. Further, by dividing the detection portion into two systems, a sensor covering a wide range can be used with a coarse accuracy, and an expensive precision sensor only needs to cover a minimum range. This makes it possible to keep both the size and the price of the system low.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画面上の注視点検出システムの実施形
態を示すシステム構成ブロック図である。
FIG. 1 is a system configuration block diagram illustrating an embodiment of a gaze point detection system on a screen according to the present invention.

【図2】図1の眼球位置検出部のより詳細な構成例を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of an eyeball position detection unit in FIG. 1;

【図3】図1の眼球撮像部のより詳細な構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of an eyeball imaging unit in FIG. 1;

【図4】眼球からの反射強度パターン例を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a reflection intensity pattern from an eyeball.

【図5】ディスプレイ画面の注視点と必要な解像度とを
説明するための概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a gazing point on a display screen and a required resolution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検出者の顔面 2 発光タイミング指定部 3 赤外線発光部 4 広範囲撮像用センサ 5 眼球位置決定部 6 眼球撮像部 7 注視点決定部 51 ピーク点検出部 52 変化量ピーク検出部 53 濃淡画像履歴記憶部 54 眼球位置算出部 61 追尾用ミラー駆動部 62 追尾用ミラー 63 赤外線発光部 64 狭範囲撮像用センサ 65 液晶シャッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject's face 2 Emission timing specification part 3 Infrared light emission part 4 Wide-area imaging sensor 5 Eyeball position determination part 6 Eyeball imaging part 7 Eye fixation point determination part 51 Peak point detection part 52 Change amount peak detection part 53 Gray scale image history storage Unit 54 eyeball position calculation unit 61 tracking mirror drive unit 62 tracking mirror 63 infrared light emitting unit 64 narrow range imaging sensor 65 liquid crystal shutter

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検出者の顔全体を1の画像領域とし
球の位置の特定に用いる濃淡画像を得る広範囲撮像用手
段と、目の瞬きによって前記眼球の位置を決定する眼球位置決
定手段と、 前記決定された眼球の位置に基づき所定のディスプレイ
を見る前記顔の眼球の精密画像を得る眼球撮像手段と、 前記眼球の精密画像から前記ディスプレイの注視点を決
定する注視点決定手段とを備え、 前記ディスプレイに対する前記眼球の注視点を検出可能
としたことを特徴とする画面上の注視点検出システム。
1. An eye including an entire face of a subject as one image area
Means for wide-area imaging for obtaining a gray-scale image used for specifying the position of a sphere, and eyeball positioning for determining the position of the eyeball by blinking an eye
And a predetermined display based on the determined position of the eyeball.
Eyeball imaging means for obtaining a precise image of the eyeball of the face, and gazing point determination means for determining a gazing point of the display from the precise image of the eyeball , wherein the gazing point of the eyeball with respect to the display can be detected. A gaze point detection system on a screen characterized by the following.
【請求項2】 前記眼球撮像手段は、前記眼球の角膜部
の反射光が前記目の瞬きにより変化する特性を用いて前
記眼球の位置を決定することを特徴とする請求項1に記
載の画面上の注視点検出システム。
2. An eyeball imaging means, comprising: a cornea of the eyeball.
Using the characteristic that the reflected light of the eye changes due to the blinking of the eye
The position of the eyepiece is determined.
Attention point detection system on the screen.
【請求項3】 前記眼球撮像手段は、左右の眼球を各々
独立して追尾する2系統の追尾用ミラーおよび液晶シャ
ッタと、該2系統の光軸を1系統とする光学系と、並び
に該光学系の撮像を行なう狭範囲撮像用センサとを具備
して構成され、前記目の瞬きを検出することを特徴とす
る請求項1または2に記載の画面上の注視点検出システ
ム。
3. The eyeball imaging means comprises: two systems of tracking mirrors and liquid crystal shutters for independently tracking the left and right eyeballs; an optical system having two optical axes as one system; 3. The gaze point detection system on a screen according to claim 1, further comprising a narrow-range imaging sensor configured to perform imaging of the system, and detecting the blink of the eye. 4.
【請求項4】 前記画面上の注視点検出システムは、さ
らに赤外線を発光する赤外線発光手段を有し、該赤外線
発光手段の発光する赤外線の前記顔からの反射光量の変
化に基づき前記眼球の注視点を検出することを特徴とす
る請求項1から3の何れかに記載の画面上の注視点検出
システム。
4. The system for detecting a gazing point on a screen further includes infrared light emitting means for emitting infrared light, and the eye gaze point of the eyeball is changed based on a change in the amount of reflected infrared light emitted from the infrared light emitting means from the face. gaze point detection system on the screen according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for detecting the viewpoint.
【請求項5】 前記眼球位置決定手段は、前記眼球撮像
手段が撮像した前記眼球の光量のピーク点を検出するピ
ーク点検出手段と、前記濃淡画像の履歴データを記憶保
存する濃淡画像履歴記憶手段と、前記濃淡画像の履歴デ
ータと新たに得た濃淡画像とから変化量を得る変化量ピ
ーク検出手段と、前記検出したピーク点と前記変化量の
ピーク位置とから前記眼球撮像手段の追尾動作を制御す
るための制御信号を出力し、且つ前記眼球の位置を算出
する眼球位置算出手段とを有して構成されることを特徴
とする請求項1から4の何れかに記載の画面上の注視点
検出システム。
5. An eyeball position determining means, a peak point detecting means for detecting a peak point of a light amount of the eyeball imaged by the eyeball imaging means, and a grayscale image history storage means for storing history data of the grayscale image. And a change amount peak detection unit that obtains a change amount from the history data of the gradation image and the newly obtained gradation image; and a tracking operation of the eyeball imaging unit from the detected peak point and the peak position of the change amount. outputs a control signal for controlling, and note on the screen according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is constructed and a eyeball position calculating means for calculating the position of the eye Viewpoint detection system.
【請求項6】 前記眼球の注視点を検出する前記顔から
の反射光量は、前記目の瞳孔の角膜からの反射光の光量
であることを特徴とする請求項4または5に記載の画面
上の注視点検出システム。
6. The on-screen display according to claim 4 , wherein the amount of reflected light from the face for detecting the point of gaze of the eyeball is the amount of reflected light from the cornea of the pupil of the eye. Gaze point detection system.
JP8310825A 1996-11-21 1996-11-21 Attention point detection system on screen Expired - Lifetime JP2991134B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8310825A JP2991134B2 (en) 1996-11-21 1996-11-21 Attention point detection system on screen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8310825A JP2991134B2 (en) 1996-11-21 1996-11-21 Attention point detection system on screen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10154220A JPH10154220A (en) 1998-06-09
JP2991134B2 true JP2991134B2 (en) 1999-12-20

Family

ID=18009870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8310825A Expired - Lifetime JP2991134B2 (en) 1996-11-21 1996-11-21 Attention point detection system on screen

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2991134B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4469476B2 (en) 2000-08-09 2010-05-26 パナソニック株式会社 Eye position detection method and eye position detection apparatus
JP4568024B2 (en) * 2004-05-17 2010-10-27 日本放送協会 Eye movement measuring device and eye movement measuring program
JP5776323B2 (en) * 2011-05-17 2015-09-09 富士通株式会社 Corneal reflection determination program, corneal reflection determination device, and corneal reflection determination method
JP5887297B2 (en) * 2013-04-17 2016-03-16 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image processing apparatus and image processing program

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10154220A (en) 1998-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11567570B2 (en) Relative position based eye-tracking system
Ebisawa Improved video-based eye-gaze detection method
US6659611B2 (en) System and method for eye gaze tracking using corneal image mapping
US10908683B2 (en) Eye-tracking calibration
US7657062B2 (en) Self-calibration for an eye tracker
US7819525B2 (en) Automatic direct gaze detection based on pupil symmetry
EP1333410B1 (en) Eye traking / hud system
US5668622A (en) Device for measuring the position of the fixing point of an eye on a target, method for illuminating the eye and application for displaying images which change according to the movements of the eye
US6394602B1 (en) Eye tracking system
US6873714B2 (en) Auto calibration and personalization of eye tracking system using larger field of view imager with higher resolution
US7380938B2 (en) Apparatus to detect and measure saccade and pupilary changes
EP2306891A1 (en) Eye gaze tracking
US11624907B2 (en) Method and device for eye metric acquisition
JPH0651901A (en) Communication device by gaze recognition
CN114391129B (en) Determination of gaze direction
Myers et al. Eye monitor: microcomputer-based instrument uses an internal mode to track the eye
JP2991134B2 (en) Attention point detection system on screen
WO2020047140A1 (en) Dynamic illumination for eye-tracking
Lin An eye behavior measuring device for VR system
Park et al. Facial and eye gaze detection
El Moucary et al. Commodious Control Apparatus for Impaired People
Uramune et al. Fixation-based Self-calibration for Eye Tracking in VR Headsets

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: 19990914