JP7580265B2 - Eye fatigue evaluation device, eye fatigue evaluation method, and program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、眼疲労評価装置、眼疲労評価方法およびプログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to an eye fatigue assessment device, an eye fatigue assessment method, and a program.
従来、目の疲労を測定する技術に関して、瞬きを測定する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。この技術は、計測対象者の瞬目動作に基づいて計測対象者の生体状態を判定するための瞬目計測装置であって、計測対象者の眼を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された眼の画像に基づいて、瞬目動作に関する瞬目特徴量を算出し、この瞬目特徴量に基づいて、瞬目動作の種類を判別する瞼開閉計測部とを備える。 Conventionally, there is known a technique for measuring blinking as a technique for measuring eye fatigue (see, for example, Patent Document 1). This technique is a blink measurement device for determining the biological state of a measurement subject based on the blinking behavior of the measurement subject, and includes an imaging unit that images the eyes of the measurement subject, and an eyelid opening/closing measurement unit that calculates blink feature amounts related to the blinking behavior based on the image of the eye captured by the imaging unit, and determines the type of blinking behavior based on the blink feature amounts.
本発明の目的は、眼疲労を評価できる眼疲労評価装置、眼疲労評価方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide an eye fatigue evaluation device, an eye fatigue evaluation method, and a program that can evaluate eye fatigue.
本発明の一態様は、被験者の眼疲労を評価する眼疲労評価装置であって、被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する判定部とを備え、前記判定部は、所定の時間に前記算出部が算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する眼疲労評価装置である。 One aspect of the present invention is an eye fatigue evaluation device that evaluates the eye fatigue of a subject, and includes a calculation unit that calculates features representing the shape of the eyes based on information identifying eye features obtained from an image of the subject's face, and a judgment unit that judges the eye fatigue of the subject based on the features calculated by the calculation unit , wherein the judgment unit judges the eye fatigue of the subject based on a statistical quantity derived based on the distribution of the features representing the eye shape calculated by the calculation unit at a predetermined time .
本発明の一態様は、コンピュータが実行する眼疲労評価方法であって、被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出するステップと、算出する前記ステップで算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定するステップとを有し、前記判定するステップでは、所定の時間に前記算出するステップで算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する眼疲労評価方法である。 One aspect of the present invention is an eye fatigue evaluation method executed by a computer, comprising the steps of calculating features representing eye shape based on information identifying eye features obtained from an image of a subject's face , and judging the eye fatigue of the subject based on the features calculated in the calculating step, wherein in the judging step, the eye fatigue of the subject is judged based on a statistical quantity derived based on the distribution of the features representing the eye shape calculated in the calculating step at a predetermined time .
本発明の一態様は、コンピュータに、被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出するステップと、算出する前記ステップで算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定するステップとを実行させ、前記判定するステップでは、所定の時間に前記算出するステップで算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定させる、プログラムである。 One aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute the steps of calculating features representing eye shape based on information identifying eye features obtained from an image of the subject's face, and judging eye fatigue of the subject based on the features calculated in the calculating step , and in the judging step, judges eye fatigue of the subject based on statistics derived based on the distribution of the features representing eye shape calculated in the calculating step at a predetermined time .
本発明の実施形態によれば、眼疲労を評価できる眼疲労評価装置、眼疲労評価方法およびプログラムを提供できる。 According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an eye fatigue evaluation device, an eye fatigue evaluation method, and a program that can evaluate eye fatigue.
<実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る眼疲労評価システムについて説明する。図1は、本実施形態に係る眼疲労評価システムを示す図である。眼疲労評価システム100は、撮像部1と、表示装置2と、眼疲労評価装置10とを備える。撮像部1と表示装置2とは、眼疲労評価装置10と接続されている。
撮像部1は、被検者Sを撮像する。
表示装置2は、撮像部1によって撮像される画像を表示する。
眼疲労評価装置10は、表示装置2に撮像部1によって撮像される画像を表示させることで、被験者Sが、撮像部1と被験者Sの顔の位置関係を確認することを可能とする。眼疲労評価装置10は、表示装置2に注視点を表示させ、被検者Sにその注視点を注視させる。このように構成することによって、被検者Sの視線を一定に保たせることができる。眼疲労評価装置10は、撮像部1によって撮像される画像に基づいて、被検者Sの眼の疲労を評価する。
<Embodiment>
Hereinafter, an eye fatigue evaluation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram showing the eye fatigue evaluation system according to the present embodiment. The eye fatigue evaluation system 100 includes an
The
The
The eye
眼疲労評価システム100の一例では、撮像部1は、机の上に固定される。被検者Sは、椅子に座り、表示装置2に表示されている注視点を注視する。
撮像部1は、被検者Sを所定の時間撮像することによって被検者Sの画像データを複数作成する。本実施形態では、一例として所定の時間を60秒間とした場合について説明を続ける。眼疲労評価装置10は、撮像部1が作成した被検者Sの複数の画像データを取得する。仮に、撮像部1が1秒間に30フレーム撮像できる場合には、60秒間で1800フレーム撮像できるため、眼疲労評価装置10は、約1800の画像データを取得する。眼疲労評価装置10は、取得した被検者Sの複数の画像データを記録する。
In one example of the eye fatigue evaluation system 100, the
The
眼疲労評価装置10は、記録した複数の画像データをメモリに呼び出して、メモリに呼び出した複数の画像データを処理することによって被検者Sの複数の画像の各々から被検者Sの顔を検出する。例えば、眼疲労評価装置10は、被検者Sの画像から被検者Sの顔を検出した結果として、被検者Sの顔を囲い込む矩形(四角形)を特定する情報を取得する。
眼疲労評価装置10は、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの顔を囲い込む四角形を特定する情報に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々から被検者Sの顔の特徴点(ランドマーク)を検出する。
The eye
The eye
眼疲労評価装置10は、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの顔の特徴点の検出結果に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々から被検者Sの目の特徴点を検出する。
眼疲労評価装置10は、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの目の特徴点の検出結果に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々について被検者Sの目の形状を表す特徴量を算出する。
眼疲労評価装置10は、被検者Sの複数の画像の各々について算出した被検者Sの目の形状を表す特徴量に基づいて、被検者Sの眼疲労を評価する。
The eye
The eye
The eye
以下、眼疲労評価装置10の詳細について説明する。
眼疲労評価装置10は、入出力I/F11と、CPU(Central Processing Unit)12と、メモリ13と、記録装置14と、データ読込部15と、バス16とを備える。バス16は、入出力I/F11と、CPU12と、メモリ13と、記録装置14と、データ読込部15とを互いに接続する。
入出力I/F11は、撮像部1及び表示装置2と、眼疲労評価装置10との間で、情報を入出力するためのインターフェースである。
データ読込部15は、撮像部1からバス16を介して被検者Sの画像データを取得する。データ読込部15は、取得した画像データを被検者Sの識別情報と関連付けて記録装置14に記録させる。
The eye
The eye
The input/output I/
The
CPU12は、記録装置14に格納されたコンピュータプログラム(ソフトウェア)を実行することにより、処理部12-1、第1検出部12-2、第2検出部12-3、算出部12-4、判定部12-5、及び警告部12-6として機能する。
処理部12-1は、記録装置14に記録されている画像データのうち、被検者Sの識別情報と関連付けて記録されている画像データを複数取得する。処理部12-1は、取得した複数の画像データを、メモリ13に呼び出す。処理部12-1は、メモリ13に呼び出した複数の画像データの各々を処理することによって被検者Sが撮像された画像を取得する。
The
The processing unit 12-1 acquires a plurality of image data items recorded in association with identification information of the subject S from among the image data items recorded in the
第1検出部12-2は、処理部12-1から被検者Sが撮像された複数の画像を取得する。第1検出部12-2は、記録装置14に格納されたソフトウェアを実行することによって、取得した被検者Sが撮像された複数の画像の各々から、被検者Sの顔を検出する。顔検出ソフトウェアとして、様々なソフトウェアがライブラリとして提供されている。本実施形態では、顔検出ソフトウェアの一例として、OpenCVのHaar Cascadesを使用した場合について説明を続ける。OpenCVのHaar Cascadesは、学習機と検出器との両方を提供している。
本実施形態では、事前に学習機が、人が撮像された複数の画像と人が撮像された複数の画像の各々に含まれる人の顔の画像とに基づいて、人が撮像された画像と人の顔の画像との関係の学習を済ませており、学習機による人が撮像された画像と人の顔の画像との関係の学習結果を使用して検出器が、人が撮像された画像から人の顔の画像を検出する場合について説明を続ける。
The first detection unit 12-2 acquires a plurality of images of the subject S from the processing unit 12-1. The first detection unit 12-2 executes software stored in the
In this embodiment, the learning machine has previously learned the relationship between images of people and images of people's faces based on multiple images of people and images of people's faces contained in each of the multiple images of people, and we will continue to explain the case where the detector detects images of people's faces from images of people using the learning results of the learning machine's relationship between images of people and images of people's faces.
第1検出部12-2は、被検者Sが撮像された複数の画像の各々から被検者Sの顔を検出した結果として、被検者Sが撮像された複数の画像の各々において被検者Sの顔の部分を囲い込む矩形(四角形)を検出する。ここで、被検者Sの顔の部分を囲い込む矩形を特定する情報の一例は、座標VC(x,y,w,h)である。被検者Sの顔の部分を囲い込む矩形を特定する情報において、xとyとはそれぞれ矩形の左上のX座標とY座標とを特定する情報であり、wとhとはそれぞれ矩形の幅と高さとを特定する情報である。
第1検出部12-2は、被検者Sが撮像された複数の画像の各々から座標VCを取得する。第1検出部12-2は、被検者Sが撮像された複数の画像の各々から座標VCを取得することによって、取得した複数の座標VCの各々に基づいて被検者Sが撮像された複数の画像の各々から被検者Sの顔の部分の位置を取得(特定)できる。
第1検出部12-2は、取得した複数の座標VCの各々に基づいて、座標VCによって表される矩形の大きさを一定にするために、被検者Sが撮像された画像のサイズを変更してもよい。以下、第1検出部12-2が、複数の座標VCの各々に基づいて、被検者Sが撮像された画像のサイズを変更する場合について説明を続ける。このように構成することによって、座標VCによって特定される被検者Sの顔の部分を囲い込む矩形の大きさが異なることによって生じる誤差を補正できる。
As a result of detecting the face of the subject S from each of the multiple images captured of the subject S, the first detection unit 12-2 detects a rectangle (quadrant) enclosing the facial portion of the subject S in each of the multiple images captured of the subject S. Here, an example of information specifying the rectangle enclosing the facial portion of the subject S is coordinates VC(x, y, w, h). In the information specifying the rectangle enclosing the facial portion of the subject S, x and y are information specifying the X-coordinate and Y-coordinate of the upper left corner of the rectangle, respectively, and w and h are information specifying the width and height of the rectangle, respectively.
The first detection unit 12-2 acquires coordinates VC from each of a plurality of images captured of the subject S. By acquiring the coordinates VC from each of a plurality of images captured of the subject S, the first detection unit 12-2 can acquire (identify) the position of the face of the subject S from each of a plurality of images captured of the subject S based on each of the acquired coordinates VC.
The first detection unit 12-2 may change the size of the image of the subject S based on each of the acquired coordinates VC in order to make the size of the rectangle represented by the coordinates VC constant. Below, the case where the first detection unit 12-2 changes the size of the image of the subject S based on each of the coordinates VC will be described. By configuring in this way, it is possible to correct errors caused by differences in the size of the rectangle surrounding the face of the subject S specified by the coordinates VC.
第2検出部12-3は、第1検出部12-2から被検者Sが撮像された複数の画像と被検者Sが撮像された複数の画像の各々に対応する座標VCを特定する情報とを取得する。第2検出部12-3は、取得した被検者Sが撮像された複数の画像と座標VCを特定する複数の情報とに基づいて、被検者Sが撮像された複数の画像の各々から被検者Sの顔の画像を検出する。
第2検出部12-3は、検出した被検者Sの顔の複数の画像の各々から被検者Sの顔の特徴点を検出する。本実施形態では、一例として、Ensemble of regression treesを使用して、被検者Sの顔の特徴点を検出する場合について説明を続ける。Ensemble of regression treesを使用することによって、回帰ツリー分析を用いてリアルタイムで高精度に被検者Sの顔の特徴点を検出できる。
本実施形態では、事前に学習機が複数の人の顔の画像と複数の人の顔の画像の各々に含まれる人の顔の特徴点とに基づいて、人の顔の画像と人の顔の特徴点との関係の学習を済ませており、学習機による人の顔の画像と人の顔の特徴点との関係の学習結果を使用して検出器が人の顔の画像から人の顔の特徴点を検出する場合について説明を続ける。本実施形態では、一例として、人の顔の画像から人の顔の特徴点を68個検出する場合について説明を続ける。
The second detection unit 12-3 acquires from the first detection unit 12-2 a plurality of images of the subject S and information specifying the coordinates VC corresponding to each of the plurality of images of the subject S. The second detection unit 12-3 detects an image of the face of the subject S from each of the plurality of images of the subject S, based on the acquired plurality of images of the subject S and a plurality of pieces of information specifying the coordinates VC.
The second detection unit 12-3 detects facial feature points of the subject S from each of the detected images of the face of the subject S. In this embodiment, as an example, the case where the ensemble of regression trees is used to detect the facial feature points of the subject S will be described. By using the ensemble of regression trees, the facial feature points of the subject S can be detected in real time with high accuracy using regression tree analysis.
In this embodiment, the learning machine has previously learned the relationship between the human face images and the human face feature points based on the multiple human face images and the human face feature points contained in each of the multiple human face images, and the detector detects the human face feature points from the human face images using the learning result of the relationship between the human face images and the human face feature points by the learning machine. In this embodiment, the explanation will continue with the case where 68 human face feature points are detected from the human face image, as an example.
第2検出部12-3は、被検者Sの1つ顔の画像から特徴点FP01からFP68の68個検出する。第2検出部12-3は、検出した特徴点FP01からFP68の各々の座標を取得する。ここで、座標の一例は、被検者Sが撮像された画像において位置を特定するための座標である。
図2は、本実施形態に係る眼疲労評価装置が検出する特徴点の一例を示す図である。図2において、68個の特徴点の各々は点と各点を識別する番号とで示されている。
第2検出部12-3は、取得した特徴点FP01からFP68の各々の座標から、左目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標と右目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標とを取得する。具体的には、第2検出部12-3は、左目の部分に該当する複数の特徴点FP37~FP42の各々の座標を取得し、左目の部分に該当する複数の特徴点FP43~FP48の各々の座標を取得する。第2検出部12-3は、取得した複数の特徴点FP37~FP42の各々の座標を特定する情報と複数の特徴点FP43~FP48の各々の座標を特定する座標とを含む配列データを作成する。図1に戻り説明を続ける。
The second detection unit 12-3 detects 68 feature points FP01 to FP68 from one facial image of the subject S. The second detection unit 12-3 acquires the coordinates of each of the detected feature points FP01 to FP68. Here, an example of the coordinates is a coordinate for identifying the position of the subject S in the captured image.
2 is a diagram showing an example of feature points detected by the eye fatigue assessment device according to the present embodiment, in which each of the 68 feature points is indicated by a point and a number that identifies the point.
The second detection unit 12-3 acquires the coordinates of each of the feature points corresponding to the left eye and the coordinates of each of the feature points corresponding to the right eye from the coordinates of each of the acquired feature points FP01 to FP68. Specifically, the second detection unit 12-3 acquires the coordinates of each of the feature points FP37 to FP42 corresponding to the left eye, and acquires the coordinates of each of the feature points FP43 to FP48 corresponding to the left eye. The second detection unit 12-3 creates array data including information specifying the coordinates of each of the acquired feature points FP37 to FP42 and coordinates specifying the coordinates of each of the acquired feature points FP43 to FP48. Returning to FIG. 1, the explanation will be continued.
算出部12-4は、第2検出部12-3が作成した配列データを取得する。算出部12-4は、取得した配列データに含まれる左目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標と右目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標とを取得する。算出部12-4は、取得した左目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標と右目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標とに基づいて、左目の形状を表す特徴量と右目の形状を表す特徴量とを算出する。本実施形態では、左目の形状を表す特徴量の一例として左目の画像の縦と横との長さ(画素数)の比によって示されるアスペクト比(以下「左目アスペクト比」という)を使用し、右目の形状を表す特徴量の一例として右目の画像の縦と横との長さ(画素数)の比によって表されるアスペクト比(以下「右目アスペクト比」という)を使用した場合について説明を続ける。 The calculation unit 12-4 acquires the array data created by the second detection unit 12-3. The calculation unit 12-4 acquires the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the left eye portion and the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the right eye portion included in the acquired array data. The calculation unit 12-4 calculates a feature amount representing the shape of the left eye and a feature amount representing the shape of the right eye based on the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the left eye portion and the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the right eye portion acquired. In this embodiment, the aspect ratio represented by the ratio of the length (number of pixels) of the left eye image (hereinafter referred to as the "left eye aspect ratio") is used as an example of a feature amount representing the shape of the left eye, and the aspect ratio represented by the ratio of the length (number of pixels) of the right eye image (hereinafter referred to as the "right eye aspect ratio") is used as an example of a feature amount representing the shape of the right eye.
図3Aと図3Bとは、本実施形態に係る眼疲労評価装置の処理の一例を示す図である。図3Aと図3Bとは、一例として、右目の部分に該当する特徴点P1から特徴点P6を示す。
図3Aに示すように、特徴点P1(図2のFP37に該当)の一例は右目の目尻に該当し、特徴点P2(図2のFP38に該当)の一例は右目において白目と黒目との右側の境界と上瞼との交点に該当し、特徴点P2(図2のFP38に該当)及び特徴点P3(図2のFP39に該当)の一例は右目において特徴点P1における目尻と特徴点P4における目頭の間を、上瞼と目の境界線を等間隔で3分割にする点に該当する。図3Aに示すように、特徴点P4(図2のFP40に該当)の一例は右目において目頭に該当し、特徴点P5(図2のFP41に該当)及び特徴点P6(図2のFP42に該当)の一例は右目において特徴点P1における目尻と特徴点P4における目頭の間を、下瞼と目の境界線を等間隔で3分割する点に該当する。
3A and 3B are diagrams showing an example of the process of the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment, in which characteristic points P1 to P6 corresponding to the right eye are shown as an example.
As shown in FIG. 3A , an example of feature point P1 (corresponding to FP37 in FIG. 2 ) corresponds to the outer corner of the right eye, an example of feature point P2 (corresponding to FP38 in FIG. 2 ) corresponds to the intersection of the right boundary between the white and pupil of the eye and the upper eyelid in the right eye, and examples of feature point P2 (corresponding to FP38 in FIG. 2 ) and feature point P3 (corresponding to FP39 in FIG. 2 ) correspond to points in the right eye between the outer corner at feature point P1 and the inner corner at feature point P4, which divide the boundary line between the upper eyelid and the eye into thirds at equal intervals. As shown in FIG. 3A , an example of feature point P4 (corresponding to FP40 in FIG. 2 ) corresponds to the inner corner of the right eye, and examples of feature point P5 (corresponding to FP41 in FIG. 2 ) and feature point P6 (corresponding to FP42 in FIG. 2 ) correspond to points that divide the boundary between the lower eyelid and the eye into thirds at equal intervals between the outer corner of the eye at feature point P1 and the inner corner of the eye at feature point P4 in the right eye.
算出部12-4は、右目の部分に該当する特徴点P1から特徴点P6の各々の座標に基づいて、式(1)によって右目アスペクト比REARを算出する。
REAR=(||P2-P6||+||P3-P5||)/2||P1-P4|| (1)
算出部12-4は、左目の部分に該当する6か所の特徴点の各々の座標に基づいて、左目アスペクト比LEARを算出する。算出部12-4が左目アスペクト比LEARを算出する処理の詳細については前述した右目アスペクト比REARを算出する処理を適用できるためここでの説明を省略する。
算出部12-4は、被検者Sが撮像された複数の画像の各々で被検者Sと撮像部1との位置関係が異なることで生じる誤差を補正するために人の顔の特徴点FP01~FP68のうち、所定の特徴点の座標を使用して、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)を推定する。算出部12-4は、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動きの推定結果に基づいて、左目アスペクト比と右目アスペクト比との各々に対して誤差補正を行う。算出部12-4は、左目アスペクト比と右目アスペクト比との各々に対して誤差補正を行った結果を記録装置14に記録する。以下、補正された左目アスペクト比及び右目アスペクト比が使用される。
The calculation unit 12-4 calculates the right eye aspect ratio REAR using equation (1) based on the coordinates of each of the characteristic points P1 to P6 corresponding to the right eye.
REAR=(||P2-P6||+||P3-P5||)/2||P1-P4|| (1)
The calculation unit 12-4 calculates the left eye aspect ratio LEAR based on the coordinates of each of the six feature points corresponding to the left eye. Details of the process by which the calculation unit 12-4 calculates the left eye aspect ratio LEAR can be applied to the process of calculating the right eye aspect ratio REAR described above, so that the explanation will be omitted here.
The calculation unit 12-4 estimates the movement (orientation) of the subject S's head with respect to each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis using the coordinates of a predetermined feature point among the feature points FP01 to FP68 of a person's face in order to correct an error caused by a difference in the positional relationship between the subject S and the
図4は、本実施形態に係る眼疲労評価装置によって算出されたアスペクト比の統計的データの例1を示す図である。図4において、算出されたアスペクト比のデータを、その相対度数を可視化したヒストグラムで表している。以下に示されるヒストグラムについても同様である。
実際には、算出されたアスペクト比のデータは、ある区間の間を無限に連続的に変化すると考えられ、実線の様に、アスペクト比の確率密度分布のグラフとして表すことができる。
アスペクト比の確率密度分布の推定方法として、ヒストグラム密度推定や、カーネル密度推定等があるが、図4における推定方法は、カーネル密度推定で行った。
カーネル密度推定の数学的な式は、式(2)で表される。
図4は、一例として、画像表示端末(VDT: Visual Display Terminals)作業を開始する前の左目アスペクト比の確率密度分布を示す。
左目アスペクト比の統計的データを取得するにあたり、被検者Sの撮像を60秒間行った。60秒間の撮像で得られた画像データのうち、目の動き、頭の動きが比較的安定していると想定される撮像が開始されてから20秒以後の1000点のデータを利用して、確率密度関数を算出した。
4 is a diagram showing an example 1 of statistical data of the aspect ratio calculated by the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment. In Fig. 4, the calculated aspect ratio data is represented by a histogram that visualizes the relative frequency. The same applies to the histograms shown below.
In reality, the calculated aspect ratio data is considered to vary infinitely and continuously within a certain interval, and can be expressed as a graph of the probability density distribution of the aspect ratio, as shown by the solid line.
Methods for estimating the probability density distribution of the aspect ratio include histogram density estimation and kernel density estimation, and the estimation method in FIG. 4 was performed using kernel density estimation.
The mathematical formula for kernel density estimation is given by Equation (2).
FIG. 4 shows, as an example, a probability density distribution of the left eye aspect ratio before starting work on a visual display terminal (VDT).
To obtain statistical data on the left eye aspect ratio, subject S was imaged for 60 seconds. Of the image data obtained during the 60 seconds of imaging, 1000 points of data from 20 seconds after the start of imaging, when eye and head movements are assumed to be relatively stable, were used to calculate a probability density function.
図4において、(1)は左目アスペクト比の確率密度分布の一例を示す。この図によれば、左目アスペクト比の確率密度分布とX軸とで囲まれた面積は1である。
図4において、(2)は左目アスペクト比の確率密度分布の他の例を示す。
判定部12-5は、算出部12-4が算出した複数の左目アスペクト比の各々を特定する情報を取得する。判定部12-5は、取得した複数の左目アスペクト比の各々を特定する情報に基づいて、左目の眼疲労を示す指標(以下「左目眼疲労インデックス」という)を算出する。
具体的には、判定部12-5は、左目アスペクト比の確率密度分布において、ピークと、所定の割合に該当するアスペクト比の範囲との比を算出する。本実施形態では、所定の割合の一例として95%(確率分布が2.5%から97.5%)を適用した場合について説明を続ける。
4, (1) shows an example of the probability density distribution of the left eye aspect ratio. According to this figure, the area surrounded by the probability density distribution of the left eye aspect ratio and the X-axis is 1.
In FIG. 4, (2) shows another example of the probability density distribution of the left eye aspect ratio.
The determination unit 12-5 acquires information specifying each of the left eye aspect ratios calculated by the calculation unit 12-4. The determination unit 12-5 calculates an index indicating eye fatigue of the left eye (hereinafter referred to as a "left eye eye fatigue index") based on the acquired information specifying each of the left eye aspect ratios.
Specifically, the determination unit 12-5 calculates the ratio between the peak and the range of aspect ratios corresponding to a predetermined ratio in the probability density distribution of the left-eye aspect ratio. In this embodiment, the explanation will continue for the case where 95% (probability distribution from 2.5% to 97.5%) is applied as an example of the predetermined ratio.
所定の割合として95%を適用した場合、判定部12-5は、式(2)に示すように、確率分布が2.5%から97.5%における左目アスペクト比の範囲を、左目アスペクト比の確率密度関数における最大値の2.5%から97.5%における範囲をxlとし、左目のアスペクト比における確率密度関数が最大値(ピーク)をylとしてxlとylとの比を左眼疲労にけるインデックスとする。
具体的には、判定部12-5は、左目アスペクト比の確率密度分布のピークが18.4195であり、95%に該当するアスペクト比の範囲が0.0789であるため、左目疲労インデックスとして、233.3を算出する。
左目眼疲労インデックス=(左目のアスペクト比における確率密度関数が最大となる値(yl値))/(アスペクト比の確率分布における2.5%以上の範囲(xl値)) (2)
When 95% is applied as the specified rate, as shown in equation (2), the judgment unit 12-5 defines the range of the left eye aspect ratio where the probability distribution is 2.5% to 97.5% as xl, the range of the maximum value in the probability density function of the left eye aspect ratio from 2.5% to 97.5%, and the maximum value (peak) of the probability density function of the left eye aspect ratio as yl, and determines the ratio of xl to yl as an index of left eye fatigue.
Specifically, the peak of the probability density distribution of the left eye aspect ratio is 18.4195, and the range of aspect ratios corresponding to 95% is 0.0789, so the determination unit 12-5 calculates 233.3 as the left eye fatigue index.
Left eye fatigue index=(value at which the probability density function of the aspect ratio of the left eye is maximized (yl value))/(range of 2.5% or more in the probability distribution of the aspect ratio (xl value)) (2)
図5は、本実施形態に係る眼疲労評価装置によって算出されたアスペクト比の統計的データの例2を示す図である。図5は、一例として、VDT作業を開始する前の右目アスペクト比の確率密度分布を示す。図5において、横軸は確率変数を、縦軸はそのときの確率密度を表す。
右目アスペクト比の統計的データを取得するにあたり、被検者Sの撮像を60秒間行った。60秒間の撮像で得られた画像データのうち、目の動き、頭の動きが比較的安定していると想定される撮像が開始されてから20秒以後の1000点のデータを利用して、確率密度関数を算出した。
Fig. 5 is a diagram showing Example 2 of statistical data of aspect ratios calculated by the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment. Fig. 5 shows, as an example, a probability density distribution of the right eye aspect ratio before the start of VDT work. In Fig. 5, the horizontal axis represents the random variable, and the vertical axis represents the probability density at that time.
To obtain statistical data on the right eye aspect ratio, subject S was imaged for 60 seconds. Of the image data obtained during the 60 seconds of imaging, 1000 points of data from 20 seconds after the start of imaging, when eye and head movements are assumed to be relatively stable, were used to calculate a probability density function.
図5において、(1)は右目アスペクト比の確率密度分布の一例を示す。この図によれば、右目アスペクト比の確率密度分布とX軸とで囲まれた面積は1である。
図5において、(2)は右目アスペクト比の確率密度分布の他の例を示す。
判定部12-5は、算出部12-4が算出した複数の右目アスペクト比の各々を特定する情報を取得する。判定部12-5は、取得した複数の右目アスペクト比の各々を特定する情報に基づいて、右目の眼疲労を示す指標(以下「右目眼疲労インデックス」という)を算出する。
具体的には、判定部12-5は、右目アスペクト比の確率密度分布において、ピークと、所定の割合に該当するアスペクト比の範囲との比を算出する。本実施形態では、所定の割合の一例として95%(確率分布が2.5%から97.5%)を適用した場合について説明を続ける。
5, (1) shows an example of the probability density distribution of the right-eye aspect ratio. According to this figure, the area surrounded by the probability density distribution of the right-eye aspect ratio and the X-axis is 1.
In FIG. 5, (2) shows another example of the probability density distribution of the right-eye aspect ratio.
The determination unit 12-5 acquires information specifying each of the multiple right eye aspect ratios calculated by the calculation unit 12-4. The determination unit 12-5 calculates an index indicating right eye fatigue (hereinafter referred to as a "right eye fatigue index") based on the acquired information specifying each of the multiple right eye aspect ratios.
Specifically, the determination unit 12-5 calculates the ratio between the peak and the range of aspect ratios corresponding to a predetermined ratio in the probability density distribution of the right-eye aspect ratio. In this embodiment, the explanation will continue for the case where 95% (probability distribution from 2.5% to 97.5%) is applied as an example of the predetermined ratio.
所定の割合として95%を適用した場合、判定部12-5は、式(3)に示すように、確率分布が2.5%から97.5%における右目アスペクト比の範囲を、右目アスペクト比の確率密度関数における最大値の2.5%から97.5%における範囲をxrとし、右目のアスペクト比における確率密度関数が最大値(ピーク)をyrとしてxrとyrとの比を右眼疲労にけるインデックスとする。
具体的には、判定部12-5は、右目アスペクト比の確率密度分布のピークが19.0934であり、95%に該当するアスペクト比の範囲が0.0807であるため、右目疲労インデックスとして、236.5を算出する。
右目眼疲労インデックス=(右目のアスペクト比における確率密度関数が最大となる値(yr値))/(アスペクト比の確率分布における2.5%以上の範囲(xr値)) (3)
図1に戻り説明を続ける。
When 95% is applied as the specified rate, as shown in equation (3), the judgment unit 12-5 defines the range of the right eye aspect ratio where the probability distribution is 2.5% to 97.5% as xr, the range of the maximum value in the probability density function of the right eye aspect ratio from 2.5% to 97.5%, and the maximum value (peak) of the probability density function of the right eye aspect ratio as yr, and determines the ratio of xr to yr as an index of right eye fatigue.
Specifically, the peak of the probability density distribution of the right eye aspect ratio is 19.0934, and the range of aspect ratios corresponding to 95% is 0.0807, so the determination unit 12-5 calculates 236.5 as the right eye fatigue index.
Right eye eye fatigue index=(value at which the probability density function of the aspect ratio of the right eye is maximized (y value))/(range of 2.5% or more in the probability distribution of the aspect ratio (x value)) (3)
Returning to FIG.
判定部12-5は、算出した右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて被検者Sの眼疲労を判定することによって評価する。
図6は、本実施形態に係る眼疲労評価装置によって算出された右目アスペクト比の確率密度分布の時間変化の一例を示す図である。
図6は、一例として、VDT作業を開始する前からVDT作業を開始してから4時間経過するまで、1時間おきに取得した右目アスペクト比の確率密度分布を示す。図6において、横軸は確率変数を、縦軸はそのときの確率密度を表す。
さらに、図6には、1時間おきに取得した右目アスペクト比の確率密度分布に基づいて算出した右目眼疲労インデックスの時間変化も示す。
The determination unit 12-5 performs an evaluation by determining the eye fatigue of the subject S based on the calculated right eye eye fatigue index and left eye eye fatigue index.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a change over time in the probability density distribution of the right eye aspect ratio calculated by the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment.
As an example, Fig. 6 shows the probability density distribution of the right eye aspect ratio acquired every hour from before the start of VDT work until four hours have passed since the start of VDT work. In Fig. 6, the horizontal axis represents the random variable, and the vertical axis represents the probability density at that time.
Furthermore, FIG. 6 also shows the change over time in the right eye eye fatigue index calculated based on the probability density distribution of the right eye aspect ratio acquired every hour.
図6によれば、右目のアスペクト比における確率密度関数の最大値(ピーク)(yr値)に関して、VDT作業を開始する前(眼疲労が小さいとき)は、VDT作業を開始した後と比較してあるアスペクト比で安定して大きな値をとることが分かる。換言すれば、VDT作業の時間経過にしたがって、右目アスペクト比における確率密度関数の最大値が低くなり、ブロードな(最頻値における確率密度が減少する)確率密度分布となることが分かる。つまり、右目アスペクト比における確率密度関数の最大値に基づいて、右目の疲労の度合いが分かる。 Figure 6 shows that the maximum value (peak) (yr value) of the probability density function for the right eye aspect ratio is stable and large at a certain aspect ratio before VDT work begins (when eye fatigue is low) compared to after VDT work begins. In other words, as time passes during VDT work, the maximum value of the probability density function for the right eye aspect ratio decreases, resulting in a broader probability density distribution (probability density at the most frequent value decreases). In other words, the degree of right eye fatigue can be determined based on the maximum value of the probability density function for the right eye aspect ratio.
左目アスペクト比の確率密度分布の時間変化の一例については、前述した右目アスペクト比と同様の傾向であるため、図示を省略する。左目のアスペクト比における確率密度関数の最大値(ピーク)(yl値)に関しても右目のアスペクト比における確率密度関数の最大値(ピーク)と同様に、VDT作業を開始する前(眼疲労が小さいとき)は、VDT作業を開始した後と比較してあるアスペクト比で安定して大きな値をとる。換言すれば、VDT作業の時間経過にしたがって、左目アスペクト比における確率密度関数の最大値が低くなり、ブロードな(最頻値における確率密度が減少する)確率密度分布となることが分かる。つまり、左目アスペクト比における確率密度関数の最大値に基づいて、左目の疲労の度合いが分かる。 An example of the change over time in the probability density distribution of the left eye aspect ratio is omitted from the illustration, as it shows the same tendency as the right eye aspect ratio described above. As with the maximum value (peak) of the probability density function for the right eye aspect ratio, the maximum value (peak) (yl value) of the probability density function for the left eye aspect ratio also takes a stable and large value at a certain aspect ratio before VDT work begins (when eye fatigue is small) compared to after VDT work begins. In other words, it can be seen that as time passes during VDT work, the maximum value of the probability density function for the left eye aspect ratio becomes lower, resulting in a broader probability density distribution (probability density at the most frequent value decreases). In other words, the degree of fatigue of the left eye can be known based on the maximum value of the probability density function for the left eye aspect ratio.
図7は、本実施形態に係る眼疲労評価装置によって算出されたアスペクト比の区間と確率密度と眼疲労インデックスとの一例を示す図である。
図7によれば、右目疲労インデックスは、VDT作業の開始前は236.6であり、VDT作業の開始から1時間経過後が171.6であり、VDT作業の開始から2時間経過後が141.3であり、VDT作業の開始から3時間経過後が122.8であり、VDT作業の開始から4時間経過後が90.6である。右目疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、減少することが分かる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of aspect ratio intervals, probability densities, and eye fatigue indexes calculated by the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment.
7, the right eye fatigue index is 236.6 before the start of VDT work, 171.6 one hour after the start of VDT work, 141.3 two hours after the start of VDT work, 122.8 three hours after the start of VDT work, and 90.6 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the right eye fatigue index decreases according to the time that has passed since the start of VDT work.
左目疲労インデックスは、VDT作業の開始前は233.5であり、VDT作業の開始から1時間経過後が183.1であり、VDT作業の開始から2時間経過後が138.4であり、VDT作業の開始から3時間経過後が125.5であり、VDT作業の開始から4時間経過後が74.4である。左目疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、減少することが分かる。 The left eye fatigue index is 233.5 before the start of VDT work, 183.1 one hour after the start of VDT work, 138.4 two hours after the start of VDT work, 125.5 three hours after the start of VDT work, and 74.4 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the left eye fatigue index decreases according to the time that has elapsed since the start of VDT work.
右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとが減少するのは、スマートフォンやパソコンなどのVDT機器を長時間使用することによって目が疲れたためであると想定される。集中して画面を見つめ、眼球の動きのない状態が続いた場合には、眼球を動かすための7本の筋肉と、ピントを合わせるために“水晶体”の厚さを調節している筋肉とが筋肉疲労を起こす。また、VDT作業では、まばたきの回数が減少することが多い。
さらに右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとが減少するのは、コンタクトの装着やエアコンの風が当たる環境などで涙が蒸発しやすくなるドライアイも原因であると考えられる。このような原因により、アスペクト比の小さくなる確率が増えることで、右目疲労インデックスの分母にあるxr値と左目疲労インデックスの分母にあるxl値が増加することで、眼疲労の増加を意味する右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとの各々が減少する。
The decrease in the right eye fatigue index and left eye fatigue index is assumed to be due to eye fatigue caused by long-term use of VDT devices such as smartphones and personal computers. When concentrating on staring at a screen and the eyeballs are not moving for a long time, the seven muscles that move the eyeballs and the muscles that adjust the thickness of the "crystalline lens" to focus become fatigued. In addition, the number of times the eyes blink decreases during VDT work.
Furthermore, the decrease in the right eye fatigue index and the left eye fatigue index is also thought to be due to dry eyes, which make tears evaporate more easily when wearing contact lenses or in an environment exposed to air conditioning, etc. Due to such causes, the probability of the aspect ratio becoming smaller increases, and the xr value in the denominator of the right eye fatigue index and the xl value in the denominator of the left eye fatigue index increase, causing a decrease in each of the right eye fatigue index and the left eye fatigue index, which indicate an increase in eye fatigue.
また、判定部12-5は、右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって、右目と左目との両方を合わせた眼疲労の指標である眼疲労インデックスを算出する。本実施形態では、統計処理の一例として、平均値を使用した場合について説明を続ける。
図7によれば、眼疲労インデックス(左右平均)は、VDT作業の開始前は235.0であり、VDT作業の開始から1時間経過後が177.3であり、VDT作業の開始から2時間経過後が139.8であり、VDT作業の開始から3時間経過後が124.1であり、VDT作業の開始から4時間経過後が82.4である。疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、右目疲労インデックスと左目疲労インデックスと同様に減少することが分かる。
The determination unit 12-5 also performs statistical processing based on the right eye fatigue index and the left eye fatigue index to calculate an eye fatigue index that is an index of eye fatigue for both the right eye and the left eye combined. In this embodiment, the explanation will continue with the case where an average value is used as an example of statistical processing.
7, the eye fatigue index (average of left and right eyes) is 235.0 before the start of VDT work, 177.3 one hour after the start of VDT work, 139.8 two hours after the start of VDT work, 124.1 three hours after the start of VDT work, and 82.4 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the fatigue index decreases with the time elapsed since the start of VDT work, just like the right eye fatigue index and the left eye fatigue index.
図8は、本実施形態に係る眼疲労評価装置によって算出された眼疲労インデックスの時間変化の一例を示す図である。図8において、横軸はVDT作業の開始からの経過時間であり、縦軸は眼疲労インデックスである。
図8によれば、眼疲労インデックスは、VDT作業の開始から1時間経過後に25%程度減少することが分かる。このため、初期値に対して、眼疲労インデックスが25%以上減少した場合に、眼疲労評価装置10は、被検者SにVDT作業を中止させ、ある時間休憩させることが好ましい。作業再開前に再度、眼疲労評価装置10は、被検者Sの右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとを算出し、算出した右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとに基づいてその後算出した疲労インデックスが25%以上減少したか否かを判定する。眼疲労評価装置10は、その後算出した疲労インデックスに基づいて、その疲労インデックスが25%以上減少した場合に同様の処理を行う。このように構成することによって、被検者Sは、眼痛・視力低下・肩こり・頭痛のような症状を防ぐことが可能であると想定される。図1に戻り説明を続ける。
8 is a diagram showing an example of a change over time in the eye fatigue index calculated by the eye fatigue evaluation device according to the present embodiment, in which the horizontal axis represents the elapsed time from the start of the VDT work, and the vertical axis represents the eye fatigue index.
According to FIG. 8, it can be seen that the eye fatigue index decreases by about 25% after one hour has elapsed since the start of the VDT work. Therefore, when the eye fatigue index decreases by 25% or more from the initial value, it is preferable that the eye
警告部12-6は、判定部12-5が算出した眼疲労インデックスを取得する。警告部12-6は、取得した眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満であるか否かを判定する。眼疲労インデックス閾値の一例は、眼疲労インデックスの初期値から25%低下した値である。警告部12-6は、眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満である場合に警告を発する。具体的には、警告部12-6は、被験者S又は被験者Sの管理者に対して警告を発する。 The warning unit 12-6 acquires the eye fatigue index calculated by the determination unit 12-5. The warning unit 12-6 judges whether the acquired eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold. An example of the eye fatigue index threshold is a value that is 25% lower than the initial value of the eye fatigue index. The warning unit 12-6 issues a warning when the eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold. Specifically, the warning unit 12-6 issues a warning to the subject S or the administrator of the subject S.
(眼疲労評価システム100の動作)
図9は、本実施形態に係る眼疲労評価システムの動作の一例を示すフロー図である。
(S1-1)
眼疲労評価装置10は、表示装置2に撮像部1によって撮像される映像を表示させる。眼疲労評価装置10は、表示装置2に注視点を表示させ、被検者Sにその注視点を注視させる。
(S2-1)
撮像部1は、被検者Sを所定の時間撮像することによって被検者Sの画像データを作成する。データ読込部15は、撮像部1からバス16を介して被検者Sの画像データを取得し、取得した画像データを被検者Sの識別情報と関連付けて記録装置14に記録させる。
(S3-1)
眼疲労評価装置10において、処理部12-1は、画像データを、記録装置14からメモリ13に呼び出す。処理部12-1は、メモリ13に呼び出した画像データを処理することによって被検者Sの画像を取得する。第1検出部12-2は、処理部12-1から被検者Sの画像を取得する。第1検出部12-2は、取得した被検者Sの画像から、被検者Sの顔を検出する。
(Operation of eye fatigue evaluation system 100)
FIG. 9 is a flow diagram showing an example of the operation of the eye fatigue evaluation system according to the present embodiment.
(S1-1)
The eye
(S2-1)
The
(S3-1)
In the eye
(S4-1)
眼疲労評価装置10において、第1検出部12-2は、被検者Sの画像のサイズを変更する。
(S5-1)
眼疲労評価装置10において、第2検出部12-3は、第1検出部12-2から被検者Sの画像と座標VCとを取得する。第2検出部12-3は、取得した被検者Sの画像と座標VCとに基づいて、被検者Sの顔を検出し、検出した被検者Sの顔の画像から被検者Sの顔の特徴点を検出する。
(S6-1)
眼疲労評価装置10において、第2検出部12-3は、取得した特徴点の各々の座標VCから、左目の部分に該当する特徴点の座標と右目の部分に該当する特徴点の座標とを取得する。算出部12-4は、第2検出部12-3が取得した左目の部分に該当する特徴点の座標と右目の部分に該当する特徴点の座標とを取得する。算出部12-4は、取得した左目の部分に該当する特徴点の座標と右目の部分に該当する特徴点の座標とに基づいて、被検者Sの左目アスペクト比と右目アスペクト比とを算出する。
(S4-1)
In the eye
(S5-1)
In the eye
(S6-1)
In the eye
(S7-1)
眼疲労評価装置10において、算出部12-4は、人の顔の特徴点FP01からFP68のうち、所定の特徴点の座標を使用して、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)を推定する。
(S8-1)
眼疲労評価装置10において、算出部12-4は、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)の推定結果に基づいて、左目アスペクト比と右目アスペクト比との各々に対して誤差補正を行う。
(S9-1)
眼疲労評価装置10において、判定部12-5は、右目アスペクト比の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出する。算出部12-4は、左目アスペクト比の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出する。判定部12-5は、算出した右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出する。
(S10-1)
眼疲労評価装置10において、判定部12-5は、算出した眼疲労インデックスに基づいて、眼疲労度を判定する。
図9において、ステップS6-1と、ステップS7-1との順序を入れ替えてもよい。すなわち、ステップS1-1からS5-1、S7-1、S6-1、S8-1からS10-1の順序としてもよい。
(S7-1)
In the eye
(S8-1)
In the eye
(S9-1)
In the eye
(S10-1)
In the eye
9, the order of steps S6-1 and S7-1 may be interchanged, i.e., steps S1-1 to S5-1, S7-1, S6-1, S8-1 to S10-1 may be executed in this order.
前述した実施形態では、第1検出部12-2が、被検者Sの画像から、被検者Sの顔を検出する場合に、OpenCVのHaar Cascadesを使用した場合について説明したが、この例に限られない。例えば、第1検出部12-2は、Active appearance modelを使用して、被検者Sの画像から被検者Sの顔を検出してもよい。Active appearance modelは、物体の形状と外観とから学習された統計モデルに基づいて物体検出を行う。例えば、第1検出部12-2は、Local Binary Featuresを使用して、被検者Sの画像から被検者Sの顔を検出してもよい。Local Binary Featuresは、回帰学習によって非常に高速に特徴量を検出する。
前述した実施形態では、第1検出部12-2が、被検者Sの画像から、被検者S一人の顔を検出する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、第1検出部12-2は、被検者Sの画像から、複数の被検者Sの各々の顔を検出してもよい。この場合、眼疲労評価装置10は、複数の被検者Sの各々の眼疲労を判定してもよい。
In the above embodiment, the first detection unit 12-2 has been described as using OpenCV Haar Cascades when detecting the face of the subject S from the image of the subject S, but is not limited to this example. For example, the first detection unit 12-2 may use an Active appearance model to detect the face of the subject S from the image of the subject S. The Active appearance model performs object detection based on a statistical model learned from the shape and appearance of the object. For example, the first detection unit 12-2 may use Local Binary Features to detect the face of the subject S from the image of the subject S. The Local Binary Features detect features very quickly by regression learning.
In the above-described embodiment, the first detection unit 12-2 detects the face of one subject S from the image of the subject S, but the present invention is not limited to this example. For example, the first detection unit 12-2 may detect the faces of each of multiple subjects S from the image of the subject S. In this case, the eye
前述した実施形態では、判定部12-5は、右目アスペクト比の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出し、左目アスペクト比の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出する。判定部12-5は、算出した右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、判定部12-5は、右目アスペクト比の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出し、算出した右目眼疲労インデックスに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出してもよい。例えば、判定部12-5は、左目アスペクト比の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出し、算出した左目眼疲労インデックスに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出してもよい。 In the above-described embodiment, the determination unit 12-5 calculates a right-eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the right eye aspect ratio, and calculates a left-eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the left eye aspect ratio. The determination unit 12-5 has calculated the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated right-eye eye fatigue index and left-eye eye fatigue index, but this example is not limited to the above. For example, the determination unit 12-5 may calculate a right-eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the right eye aspect ratio, and calculate the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated right-eye eye fatigue index. For example, the determination unit 12-5 may calculate a left-eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the left eye aspect ratio, and calculate the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated left-eye eye fatigue index.
前述した実施形態では、警告部12-6は、判定部12-5が算出した眼疲労インデックスを取得し、取得した眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満である場合に警告を発する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、警告部12-6は、複数の眼疲労インデックス閾値に基づいて、取得した眼疲労インデックスが、いずれかの注意レベルに該当するかを判定してもよい。さらに、警告部12-6は、取得した眼疲労インデックスがいずれかの注意レベルに該当するかの判定結果を表示装置2に表示するようにしてもよい。
In the above embodiment, the warning unit 12-6 acquires the eye fatigue index calculated by the determination unit 12-5, and issues a warning if the acquired eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold value, but this is not limited to the example. For example, the warning unit 12-6 may determine whether the acquired eye fatigue index corresponds to any of the attention levels based on multiple eye fatigue index threshold values. Furthermore, the warning unit 12-6 may display the determination result of whether the acquired eye fatigue index corresponds to any of the attention levels on the
図10は、本実施形態に係る眼疲労評価システムの評価結果の表示の一例を示す図である。図10に示される例では、眼疲労インデックスの判定結果が円チャートを使用して表示される。
具体的には、眼疲労インデックス閾値の一例として、177、140、124及び82が設定される。円チャートにおいて、眼疲労インデックスが177以上である注意無しに該当するレベルと、140以上で且つ177未満である注意レベル1と、124以上で且つ140未満である注意レベル2と、82以上で且つ140未満である注意レベル3と、82未満である注意レベル4との各々の範囲が設定され、各範囲が異なる色で表示される。警告部12-6は、眼疲労インデックスを矢印ARで表示する。
このように構成することによって、眼疲労インデックスの判定結果を参照した被検者Sは、自分の眼疲労の程度を知ることができる。ここでは、一例として、眼疲労インデックス閾値の数が4個である場合について説明したが、眼疲労インデックス閾値の数は、2-3個でもよいし、5個以上でもよい。
10 is a diagram showing an example of a display of the evaluation result of the eye fatigue evaluation system according to the present embodiment. In the example shown in Fig. 10, the judgment result of the eye fatigue index is displayed using a pie chart.
Specifically, 177, 140, 124, and 82 are set as examples of eye fatigue index thresholds. In the pie chart, the following ranges are set: a level corresponding to no caution where the eye fatigue index is 177 or more, a
With this configuration, the subject S can refer to the result of the eye fatigue index assessment and know the degree of his or her eye fatigue. Here, as an example, a case where the number of eye fatigue index thresholds is four has been described, but the number of eye fatigue index thresholds may be two or three, or five or more.
また、眼疲労評価装置10は、算出した眼疲労インデックスに基づいて、同じ環境下で眼疲労の状態がどの程度継続するかを予測するようにしてもよい。このように構成することによって、予測結果に基づいて、被検者Sが休憩をとるべきタイミングを導出できる。
また、VDT作業をしている使用者に対して、自動的に眼疲労インデックスを算出するように設定することで、測定プログラムが自動的に、スマートフォン、タブレット、ノートパーソナルコンピュータなどの端末装置で起動するようにしてもよい。端末装置は、実装している撮像装置で、使用者を撮像し、撮像することによって得られる画像データに基づいて、前述した処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出してもよい。端末装置は、眼疲労インデックスに基づいて、使用者の眼疲労を判定し、使用者の眼疲労の閾値に基づいて判定した結果を機器のモニターに表示する。このように構成することによって、使用者に対して、常に眼疲労を判定し、眼疲労の判定結果を表示できるため、使用者に眼疲労に関する情報を示すことができる。
The eye
Also, the measurement program may be automatically started on a terminal device such as a smartphone, tablet, or notebook personal computer by setting the device to automatically calculate the eye fatigue index for a user performing VDT work. The terminal device may capture an image of the user with an imaging device mounted thereon, and calculate the eye fatigue index by performing the above-mentioned processing based on image data obtained by capturing the image. The terminal device judges the eye fatigue of the user based on the eye fatigue index, and displays the judgment result based on the eye fatigue threshold of the user on the monitor of the device. By configuring in this way, the eye fatigue of the user can be constantly judged and the judgment result of the eye fatigue can be displayed, so that information regarding eye fatigue can be shown to the user.
本実施形態に係る眼疲労評価システム100によれば、眼疲労評価装置10は、被験者の眼疲労を評価する。眼疲労評価装置10は、被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出する算出部12-4と、算出部12-4が算出した特徴量に基づいて被験者の眼疲労を判定する判定部12-5とを備える。
このように構成することによって、眼疲労評価装置10は、被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出できる。このため、眼疲労評価装置10は、目の形状を表す特徴量の算出結果に基づいて、被験者の眼疲労を判定できる。
According to the eye fatigue assessment system 100 of this embodiment, the eye
With this configuration, the eye
初期における眼疲労は、自覚症状がないために、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの端末装置に実装されている撮像装置を利用して定期的に撮像し、眼疲労評価装置10は、撮像装置が撮像することによって作成した画像データに基づいて前述した処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出する。眼疲労評価装置10は、算出した眼疲労インデックスに基づいて、眼疲労しているか否かを判定する。被検者Sは、眼疲労評価装置10が眼疲労していると判定した場合に、VDT作業を中止して、眼疲労インデックスを向上させてから作業を再開するようにしてもよい。このようにすることで、事前に、眼痛・視力低下・肩こり・頭痛のような症状を防ぐことが可能である。
Since eye fatigue in the early stages is not noticeable, images are captured periodically using an imaging device implemented in a terminal device such as a smartphone, tablet, or laptop computer, and the eye
厚生労働省で作成された「情報機器作業における労働衛生管理のためのガイドライン」には、一連続作業時間及び作業休止時間として、1時間を超えないようにし、次の連続作業までの間に10分~15分の作業休止時間を設けることが記載されている。しかし、現在、VDT作業従事者以外の多くの人が、スマートフォン、タブレット端末などの機器を、毎日何時間も利用している。スマートフォン、タブレット、ノートパーソナルコンピュータに実装されている撮像装置で撮像した画像に基づいて短時間で眼疲労しているか否かを判定でき、更に判定する頻度を増加できるため、そのような人に対して、事前に眼痛・視力低下・肩こり・頭痛のような症状を防ぐことを促すことが可能である。 The "Guidelines for Occupational Health Management in Information Technology Equipment Work" created by the Ministry of Health, Labor and Welfare states that continuous work time and work rest times should not exceed one hour, and that a 10-15 minute work rest period should be provided between successive tasks. However, currently many people other than VDT workers use devices such as smartphones and tablet terminals for hours every day. It is possible to determine whether or not eyes are fatigued in a short time based on images captured by imaging devices implemented in smartphones, tablets, and notebook personal computers, and further increase the frequency of such determinations, making it possible to encourage such people to prevent symptoms such as eye pain, decreased eyesight, stiff shoulders, and headaches in advance.
また、眼疲労評価装置10において、算出部12-4は、右目に該当する特徴点を特定する情報と、左目に該当する特徴点を特定する情報と、両目に該当する特徴点を特定する情報とのいずれかに基づいて、目の形状を表す特徴量を算出する。このよう構成することによって、算出部12-4は、右目の形状を表す特徴量と、左目の形状を表す特徴量と、右目及び左目の形状を表す特徴量とのいずれかを算出できる。
In addition, in the eye
また、眼疲労評価装置10において、判定部12-5は、所定の時間に算出部12-4が算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて被験者Sの眼疲労を判定する。このように構成することによって、判定部12-5は、所定の時間に算出部12-4が算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて眼疲労インデックスとしての統計量を導出し、導出した統計量に基づいて被験者Sの眼疲労を判定できる。
また、眼疲労評価装置10において、判定部12-5は、目の形状を表す特徴量の確率密度分布に基づいて所定の区間の確率密度分布から被験者Sの眼疲労を判定する。このように構成することによって、目の形状を表す特徴量の確率密度分布に基づいて所定の区間の確率密度分布から眼疲労インデックスとしての統計量を導出できるため、導出した統計量に基づいて被験者Sの眼疲労を判定できる。
Furthermore, in the eye
Furthermore, in the eye
また、眼疲労評価装置10において、算出部12-4は、目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量としてアスペクト比を算出する。このように構成することによって、目の形状を表す特徴量としてアスペクト比を算出できるため、算出したアスペクト比に基づいて被験者Sの眼疲労を判定できる。
また、眼疲労評価装置10において、判定部12-5により判定された眼疲労の程度が、予め定められた閾値を超えた場合に、被験者S又は被験者Sの管理者に対して眼疲労に関する警告を発する警告部12-6をさらに備える。このように構成することによって、被検者S又は被検者Sの管理者に被検者S眼疲労に関する警告を発することができる。
Furthermore, in the eye
The eye
(実施形態の変形例)
以下、図面を参照して、実施形態の変形例に係る眼疲労評価システムについて説明する。実施形態の変形例に係る眼疲労評価システム100aは、図1を適用できる。ただし、眼疲労評価装置10の代わりに眼疲労評価装置10aを備える点で異なる。撮像部1と表示装置2とは、眼疲労評価装置10aと接続されている。
撮像部1は、被検者Sを撮像する。
表示装置2は、撮像部1によって撮像される画像を表示する。
眼疲労評価装置10aは、表示装置2に撮像部1によって撮像される画像を表示させる。眼疲労評価装置10aは、表示装置2に注視点を表示させ、被検者Sにその注視点を注視させる。このように構成することによって、被検者Sの視線を一定に保たせることができる。眼疲労評価装置10aは、撮像部1によって撮像される画像に基づいて、被検者Sの眼の疲労を評価する。
(Modification of the embodiment)
Hereinafter, an eye fatigue evaluation system according to a modified embodiment will be described with reference to the drawings. The eye fatigue evaluation system 100a according to the modified embodiment can be applied to the system shown in FIG. 1. However, it is different in that an eye fatigue evaluation device 10a is provided instead of the eye
The
The
The eye fatigue assessment device 10a displays an image captured by the
眼疲労評価システム100aの一例では、撮像部1は、机の上に固定される。被検者Sは、椅子に座り、表示装置2に表示されている注視点を注視する。
撮像部1は、被検者Sの顔を所定の時間撮像することによって被検者Sの画像データを複数作成する。本実施形態では、一例として所定の時間を60秒間とした場合について説明を続ける。眼疲労評価装置10aは、撮像部1が作成した被検者Sの複数の画像データを取得する。仮に、撮像部1が1秒間に30フレーム撮像できる場合には、60秒間で1800フレーム撮像できるため、眼疲労評価装置10aは、約1800の画像データを取得する。眼疲労評価装置10aは、取得した被検者Sの複数の画像データを記録する。
In one example of the eye fatigue evaluation system 100a, the
The
眼疲労評価装置10aは、記録した複数の画像データをメモリに呼び出して、メモリに呼び出した複数の画像データを処理することによって被検者Sの複数の画像の各々から顔を検出する。例えば、眼疲労評価装置10aは、被検者Sの画像から顔を検出した結果として、被検者Sの顔を囲い込む矩形(四角形)を特定する情報を取得する。
眼疲労評価装置10aは、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの顔を囲い込む四角形を特定する情報に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々から被検者Sの顔の特徴点を検出する。
眼疲労評価装置10aは、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの顔の特徴点の検出結果に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々から被検者Sの目の特徴点を検出する。
眼疲労評価装置10aは、被検者Sの複数の画像の各々から取得した被検者Sの目の特徴点の検出結果に基づいて、被検者Sの複数の画像の各々について被検者Sの目の形状を表す特徴量を算出する。
眼疲労評価装置10aは、被検者Sの複数の画像の各々について算出した被検者Sの目の形状を表す特徴量に基づいて、被検者Sの眼疲労を判定する。
The eye fatigue evaluation device 10a calls up the recorded image data into a memory and processes the image data called up into the memory to detect a face from each of the images of the subject S. For example, the eye fatigue evaluation device 10a obtains information specifying a rectangle (quadrangle) enclosing the face of the subject S as a result of detecting the face from the image of the subject S.
The eye fatigue evaluation device 10a detects facial feature points of the subject S from each of multiple images of the subject S based on information identifying a rectangle enclosing the face of the subject S obtained from each of multiple images of the subject S.
The eye fatigue evaluation device 10a detects eye feature points of the subject S from each of multiple images of the subject S based on the detection results of the facial feature points of the subject S obtained from each of multiple images of the subject S.
The eye fatigue evaluation device 10a calculates features representing the shape of the subject S's eyes for each of multiple images of the subject S based on the detection results of the feature points of the subject S's eyes obtained from each of multiple images of the subject S.
The eye fatigue evaluation device 10a judges the eye fatigue of the subject S based on feature amounts representing the shape of the eyes of the subject S calculated for each of a plurality of images of the subject S.
以下、眼疲労評価装置10aの詳細について説明する。
眼疲労評価装置10aは、入出力I/F11と、CPU12と、メモリ13と、記録装置14と、データ読込部15と、バス16とを備える。バス16は、入出力I/F11と、CPU12と、メモリ13と、記録装置14と、データ読込部15とを互いに接続する。
入出力I/F11は、撮像部1及び表示装置2と、眼疲労評価装置10aとの間で、情報を入出力するためのインターフェースである。
The eye fatigue evaluation device 10a will be described in detail below.
The eye fatigue evaluation device 10a includes an input/output I/
The input/output I/
CPU12は、記録装置14に格納されたコンピュータプログラム(ソフトウェア)を実行することにより、処理部12-1、第1検出部12-2、第2検出部12-3、算出部12a-4、判定部12a-5、及び警告部12a-6として機能する。
The
算出部12a-4は、第2検出部12-3が作成した配列データを取得する。算出部12a-4は、取得した配列データに含まれる左目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標と右目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標とを取得する。算出部12a-4は、取得した左目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標と右目の部分に該当する複数の特徴点の各々の座標とに基づいて、左目の形状を表す特徴量と右目の形状を表す特徴量とを算出する。
実施形態の変形例では、左目の形状を表す特徴量の一例として左目の画像の目頭の開口部の角度(以下「左目頭開口部角度」という)及び目尻の開口部の角度(以下「左目尻開口部角度」という)を使用し、右目の形状を表す特徴量の一例として右目の画像の目頭の開口部の角度(以下「右目頭開口部角度」という)及び目尻の開口部の角度(以下「右目尻開口部角度」という)を使用した場合について説明を続ける。
The calculation unit 12a-4 acquires the array data created by the second detection unit 12-3. The calculation unit 12a-4 acquires the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the left eye portion and the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the right eye portion included in the acquired array data. The calculation unit 12a-4 calculates a feature amount representing the shape of the left eye and a feature amount representing the shape of the right eye based on the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the left eye portion and the coordinates of each of the multiple feature points corresponding to the right eye portion acquired.
In a modified example of the embodiment, the explanation will continue with the case where the angle of the opening at the inner corner of the eye in the image of the left eye (hereinafter referred to as the "left eye inner corner opening angle") and the angle of the opening at the outer corner of the eye (hereinafter referred to as the "left eye outer corner opening angle") are used as an example of a feature representing the shape of the left eye, and the angle of the opening at the inner corner of the eye in the image of the right eye (hereinafter referred to as the "right eye inner corner opening angle") and the angle of the opening at the outer corner of the eye (hereinafter referred to as the "right eye outer corner opening angle") are used as an example of a feature representing the shape of the right eye.
図11は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価装置の処理の一例を示す図である。図11は、一例として、右目の部分に該当する特徴点P1から特徴点P6を示す。
図11に示すように、特徴点P1(図2のFP37に該当)の一例は右目の目尻に該当し、特徴点P2(図2のFP38に該当)の一例は右目において白目と黒目との右側の境界と上瞼との交点に該当し、特徴点P3(図2のFP39に該当)の一例は右目において白目と黒目との左側の境界と上瞼との交点に該当する。図11に示すように、特徴点P4(図2のFP40に該当)の一例は右目において目頭に該当し、特徴点P5(図2のFP41に該当)の一例は右目において白目と黒目との左側の境界と下瞼との交点に該当し、特徴点P6(図2のFP42に該当)の一例は右目において白目と黒目との右側の境界と下瞼との交点に該当する。
11 is a diagram showing an example of the process of the eye fatigue assessment device according to the modified embodiment, which shows, as an example, characteristic points P1 to P6 corresponding to the right eye.
As shown in Fig. 11, an example of the characteristic point P1 (corresponding to FP37 in Fig. 2) corresponds to the outer corner of the right eye, an example of the characteristic point P2 (corresponding to FP38 in Fig. 2) corresponds to the intersection of the right boundary between the white and black of the eye and the upper eyelid in the right eye, and an example of the characteristic point P3 (corresponding to FP39 in Fig. 2) corresponds to the intersection of the left boundary between the white and black of the eye and the upper eyelid in the right eye. As shown in Fig. 11, an example of the characteristic point P4 (corresponding to FP40 in Fig. 2) corresponds to the inner corner of the right eye, an example of the characteristic point P5 (corresponding to FP41 in Fig. 2) corresponds to the intersection of the left boundary between the white and black of the eye and the lower eyelid in the right eye, and an example of the characteristic point P6 (corresponding to FP42 in Fig. 2) corresponds to the intersection of the right boundary between the white and black of the eye and the lower eyelid in the right eye.
算出部12a-4は、右目の部分に該当する特徴点P1から特徴点P6の各々の座標に基づいて、右目頭開口部角度と右目尻開口部角度とを算出する。
具体的には、算出部12a-4は、特徴点P1と特徴点P2と特徴点P6とを線で結ぶことによって形成される三角形に、余弦定理を使用して、右目尻開口部角度(特徴点P1と特徴点P2とを結んだ線と特徴点P1と特徴点P6とを結んだ線とのなす角度)を算出する。算出部12a-4は、特徴点P3と特徴点P4と特徴点P5とを線で結ぶことによって形成される三角形に、余弦定理を使用して、右目頭開口部角度(特徴点P4と特徴点P3とを結んだ線と特徴点P4と特徴点P5とを結んだ線とのなす角度)を算出する。算出部12a-4は、算出した右目頭開口部角度と右目尻開口部角度とに基づいて統計処理を行うことによって、右目頭と右目尻との両方を合わせた開口部角度である右開口部角度を算出する。本実施形態では、統計処理の一例として、平均値を使用した場合について説明を続ける。
The calculation unit 12a-4 calculates the right eye inner corner opening angle and the right eye outer corner opening angle based on the coordinates of each of the characteristic points P1 to P6 corresponding to the right eye.
Specifically, the calculation unit 12a-4 calculates the right eye outer corner opening angle (the angle between the line connecting the feature points P1 and P2 and the line connecting the feature points P1 and P6) using the law of cosines for a triangle formed by connecting the feature points P1, P2, and P6 with lines. The calculation unit 12a-4 calculates the right eye inner corner opening angle (the angle between the line connecting the feature points P4 and P3 and the line connecting the feature points P4 and P5) using the law of cosines for a triangle formed by connecting the feature points P3, P4, and P5 with lines. The calculation unit 12a-4 calculates the right opening angle, which is the opening angle of both the right eye inner corner and the right eye outer corner, by performing statistical processing based on the calculated right eye inner corner opening angle and right eye outer corner opening angle. In this embodiment, the explanation will continue with the case where an average value is used as an example of statistical processing.
算出部12a-4は、左目の部分に該当する6か所の特徴点の各々の座標に基づいて、左目頭開口部角度と左目尻開口部角度とを算出する。算出部12a-4が左目頭開口部角度と左目尻開口部角度とを算出する処理の詳細については前述した右目頭開口部角度と右目尻開口部角度とを算出する処理を適用できるためここでの説明を省略する。算出部12a-4は、算出した左目頭開口部角度と左目尻開口部角度とに基づいて統計処理を行うことによって、左目頭と左目尻との両方を合わせた開口部角度である左開口部角度を算出する。本実施形態では、統計処理の一例として、平均値を使用した場合について説明を続ける。
算出部12a-4は、被検者Sが撮像された複数の画像の各々で被検者Sと撮像部1との位置関係が異なることで生じる誤差を補正するために人の顔の特徴点FP01~FP68のうち、所定の特徴点の座標を使用して、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)を推定する。算出部12a-4は、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動きの推定結果に基づいて、算出された右開口部角度及び、左開口部角度に対して誤差補正を行った結果を記録装置14に記録する。
The calculation unit 12a-4 calculates the left eye inner corner opening angle and the left eye outer corner opening angle based on the coordinates of each of the six feature points corresponding to the left eye. Details of the process in which the calculation unit 12a-4 calculates the left eye inner corner opening angle and the left eye outer corner opening angle are omitted here because the process of calculating the right eye inner corner opening angle and the right eye outer corner opening angle described above can be applied. The calculation unit 12a-4 calculates the left opening angle, which is the opening angle of both the left eye inner corner and the left eye outer corner, by performing statistical processing based on the calculated left eye inner corner opening angle and left eye outer corner opening angle. In this embodiment, the explanation will continue with the case where the average value is used as an example of statistical processing.
The calculation unit 12a-4 estimates the movement (orientation) of the subject S's head with respect to each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis using the coordinates of predetermined feature points among the feature points FP01 to FP68 of the human face in order to correct an error caused by a difference in the positional relationship between the subject S and the
図12は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価装置によって算出された右開口部角度の統計的データの例1を示す図である。図12は、一例として、VDT作業を開始する前からVDT作業を開始してから4時間経過するまで、1時間おきに取得した右開口部角度の確率密度分布を示す。図12において、横軸はradを、縦軸はそのときの確率密度を表す。
右開口部角度の統計的データを取得するにあたり、被検者Sの撮像を60秒間行った。60秒間の撮像で得られた画像データのうち、目の動き、頭の動きが比較的安定していると想定される撮像が開始されてから20秒以後の1000点のデータを利用して、確率密度関数を算出した。
Fig. 12 is a diagram showing an example 1 of statistical data of the right opening angle calculated by the eye fatigue evaluation device according to the modified embodiment. Fig. 12 shows, as an example, a probability density distribution of the right opening angle acquired every hour from before the start of the VDT work until four hours have passed since the start of the VDT work. In Fig. 12, the horizontal axis represents rad, and the vertical axis represents the probability density at that time.
To obtain statistical data on the right opening angle, the subject S was imaged for 60 seconds. Of the image data obtained during the 60 seconds of imaging, 1000 points of data from 20 seconds after the start of imaging, when eye and head movements are assumed to be relatively stable, were used to calculate a probability density function.
判定部12a-5は、算出部12a-4が算出した複数の右開口部角度の各々を特定する情報を取得する。判定部12a-5は、取得した複数の右開口部角度の各々を特定する情報に基づいて、右目の眼疲労を示す指標(以下「右目眼疲労インデックス」という)を算出する。
具体的には、判定部12a-5は、右開口部角度の確率密度分布において、ピークと、所定の割合に該当する右開口部角度の範囲との比を算出する。本実施形態では、所定の割合の一例として95%(確率分布が2.5%から97.5%)を適用した場合について説明を続ける。
The determination unit 12a-5 acquires information specifying each of the multiple right opening angles calculated by the calculation unit 12a-4. The determination unit 12a-5 calculates an index indicating eye fatigue of the right eye (hereinafter referred to as a "right eye eye fatigue index") based on the acquired information specifying each of the multiple right opening angles.
Specifically, the determination unit 12a-5 calculates the ratio between the peak and the range of the right opening angle corresponding to a predetermined ratio in the probability density distribution of the right opening angle. In this embodiment, the explanation will continue for the case where 95% (probability distribution is from 2.5% to 97.5%) is applied as an example of the predetermined ratio.
所定の割合として95%を適用した場合、判定部12a-5は、式(4)に示すように、確率分布が2.5%から97.5%における右開口部角度の範囲を、右開口部角度の確率密度関数における最大値の2.5%から97.5%における範囲をxraとし、右目の右開口部角度における確率密度関数が最大値(ピーク)をyraとしてxraとyraとの比を右眼疲労にけるインデックスとする。
具体的には、判定部12-5は、VDT作業を開始する前において、右開口部角度の確率密度分布のピークが7.1951であり、95%に該当する右開口部角度の範囲が0.29であるため、右目疲労インデックスとして、24.8を算出する。
右目眼疲労インデックス=(右目の右開口部角度における確率密度関数が最大となる値(yra値))/(右開口部角度の確率分布における2.5%以上の範囲(xra値)) (4)
図12には、1時間おきに取得した右開口部角度の確率密度分布に基づいて算出した右目眼疲労インデックスの時間変化も示す。
When 95% is applied as the specified rate, as shown in equation (4), the judgment unit 12a-5 defines the range of the right opening angle where the probability distribution is 2.5% to 97.5% as xra, the range of the maximum value in the probability density function of the right opening angle from 2.5% to 97.5%, and the maximum value (peak) of the probability density function of the right opening angle of the right eye as yra, and determines the ratio of xra to yra as an index of right eye fatigue.
Specifically, before starting VDT work, the peak of the probability density distribution of the right opening angle is 7.1951, and the range of the right opening angle that corresponds to 95% is 0.29, so the judgment unit 12-5 calculates the right eye fatigue index to be 24.8.
Right eye eye fatigue index=(value at which the probability density function of the right eye's right opening angle is maximized (yra value))/(range of 2.5% or more in the probability distribution of the right opening angle (xra value)) (4)
FIG. 12 also shows the change over time in the right eye fatigue index calculated based on the probability density distribution of the right opening angle acquired every hour.
図12によれば、右開口部角度における確率密度関数の最大値(ピーク)(yra値)に関して、VDT作業を開始する前(眼疲労が小さいとき)は、VDT作業を開始した後と比較してある右開口部角度で安定して大きな値をとることが分かる。換言すれば、VDT作業の時間経過にしたがって、右開口部角度における確率密度関数の最大値が低くなり、ブロードな(最頻値における確率密度が減少する)確率密度分布となることが分かる。つまり、右開口部角度における確率密度関数の最大値に基づいて、右目の疲労の度合いが分かる。 According to FIG. 12, it can be seen that the maximum value (peak) (yra value) of the probability density function at the right opening angle is stable and large at a certain right opening angle before the start of VDT work (when eye fatigue is small) compared to after the start of VDT work. In other words, it can be seen that as time passes during VDT work, the maximum value of the probability density function at the right opening angle becomes lower, resulting in a broader probability density distribution (probability density at the mode decreases). In other words, the degree of fatigue of the right eye can be determined based on the maximum value of the probability density function at the right opening angle.
図13は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価装置によって算出された左開口部角度の統計的データの例2を示す図である。図13は、一例として、VDT作業を開始する前からVDT作業を開始してから4時間経過するまで、1時間おきに取得した左開口部角度の確率密度分布を示す。図13において、横軸はradを、縦軸はそのときの確率密度を表す。
左開口部角度の統計的データを取得するにあたり、被検者Sの撮像を60秒間行った。60秒間の撮像で得られた画像データのうち、目の動き、頭の動きが比較的安定していると想定される撮像が開始されてから20秒以後の1000点のデータを利用して、確率密度関数を算出した。
Fig. 13 is a diagram showing an example 2 of statistical data of the left opening angle calculated by the eye fatigue evaluation device according to the modified embodiment. Fig. 13 shows, as an example, a probability density distribution of the left opening angle acquired every hour from before the start of VDT work until four hours have passed since the start of VDT work. In Fig. 13, the horizontal axis represents rad, and the vertical axis represents the probability density at that time.
To obtain statistical data on the left opening angle, the subject S was imaged for 60 seconds. Of the image data obtained during the 60 seconds of imaging, 1000 points of data from 20 seconds after the start of imaging, when eye and head movements are assumed to be relatively stable, were used to calculate a probability density function.
判定部12a-5は、算出部12a-4が算出した複数の左開口部角度の各々を特定する情報を取得する。判定部12a-5は、取得した複数の左開口部角度の各々を特定する情報に基づいて、左目の眼疲労を示す指標(以下「左目眼疲労インデックス」という)を算出する。
具体的には、判定部12a-5は、左開口部角度の確率密度分布において、ピークと、所定の割合に該当する左開口部角度の範囲との比を算出する。本実施形態では、所定の割合の一例として95%(確率分布が2.5%から97.5%)を適用した場合について説明を続ける。
The determination unit 12a-5 acquires information specifying each of the plurality of left opening angles calculated by the calculation unit 12a-4. The determination unit 12a-5 calculates an index indicating eye fatigue of the left eye (hereinafter referred to as a "left eye eye fatigue index") based on the acquired information specifying each of the plurality of left opening angles.
Specifically, the determination unit 12a-5 calculates the ratio between the peak and the range of the left opening angle corresponding to a predetermined ratio in the probability density distribution of the left opening angle. In this embodiment, the explanation will continue for the case where 95% (probability distribution is from 2.5% to 97.5%) is applied as an example of the predetermined ratio.
所定の割合として95%を適用した場合、判定部12a-5は、式(5)に示すように、確率分布が2.5%から97.5%における左開口部角度の範囲を、左開口部角度の確率密度関数における最大値の2.5%から97.5%における範囲をxlaとし、左目の左開口部角度における確率密度関数が最大値(ピーク)をylaとしてxlaとylaとの比を左眼疲労にけるインデックスとする。
具体的には、判定部12a-5は、VDT作業を開始する前において、左開口部角度の確率密度分布のピークが6.9738であり、95%に該当する左開口部角度の範囲が0.31であるため、左目疲労インデックスとして、22.5を算出する。
左目眼疲労インデックス=(左目の左開口部角度における確率密度関数が最大となる値(yla値))/(左開口部角度の確率分布における2.5%以上の範囲(xla値)) (5)
図13には、1時間おきに取得した左開口部角度の確率密度分布に基づいて算出した左目眼疲労インデックスの時間変化も示す。
When 95% is applied as the specified rate, as shown in equation (5), the judgment unit 12a-5 defines the range of the left opening angle where the probability distribution is 2.5% to 97.5% as xla, the range of the maximum value in the probability density function of the left opening angle from 2.5% to 97.5%, and the maximum value (peak) of the probability density function of the left opening angle of the left eye as yla, and determines the ratio of xla to yla as an index of left eye fatigue.
Specifically, before starting VDT work, the peak of the probability density distribution of the left opening angle is 6.9738, and the range of the left opening angle that corresponds to 95% is 0.31, so the judgment unit 12a-5 calculates the left eye fatigue index to be 22.5.
Left eye fatigue index=(value at which the probability density function of the left eye's left opening angle is maximized (yla value))/(range of 2.5% or more in the probability distribution of the left opening angle (xla value)) (5)
FIG. 13 also shows the change over time in the left eye fatigue index calculated based on the probability density distribution of the left opening angle acquired every hour.
図13によれば、左開口部角度における確率密度関数の最大値(ピーク)(yla値)に関して、VDT作業を開始する前(眼疲労が小さいとき)は、VDT作業を開始した後と比較してある左開口部角度で安定して大きな値をとることが分かる。換言すれば、VDT作業の時間経過にしたがって、左開口部角度における確率密度関数の最大値が低くなり、ブロードな(最頻値における確率密度が減少する)確率密度分布となることが分かる。つまり、左開口部角度における確率密度関数の最大値に基づいて、左目の疲労の度合いが分かる。 According to FIG. 13, it can be seen that the maximum value (peak) (yla value) of the probability density function at the left opening angle is stable and large at a certain left opening angle before the start of VDT work (when eye fatigue is small) compared to after the start of VDT work. In other words, it can be seen that as time passes during VDT work, the maximum value of the probability density function at the left opening angle decreases, resulting in a broader probability density distribution (probability density at the mode decreases). In other words, the degree of fatigue of the left eye can be determined based on the maximum value of the probability density function at the left opening angle.
図14は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価装置によって算出された開口部角度の区間と確率密度と眼疲労インデックスとの一例を示す図である。
図14によれば、右目疲労インデックスは、VDT作業の開始前は24.83であり、VDT作業の開始から1時間経過後が16.22であり、VDT作業の開始から2時間経過後が13.38であり、VDT作業の開始から3時間経過後が11.18であり、VDT作業の開始から4時間経過後が9.38である。右目疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、指数関数的に減少することが分かる。
FIG. 14 is a diagram showing an example of intervals, probability densities, and eye fatigue indexes of opening angles calculated by the eye fatigue evaluation device according to the modified example of the embodiment.
14, the right eye fatigue index is 24.83 before the start of VDT work, 16.22 one hour after the start of VDT work, 13.38 two hours after the start of VDT work, 11.18 three hours after the start of VDT work, and 9.38 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the right eye fatigue index decreases exponentially according to the time that has passed since the start of VDT work.
左目疲労インデックスは、VDT作業の開始前は22.58であり、VDT作業の開始から1時間経過後が16.94であり、VDT作業の開始から2時間経過後が11.74であり、VDT作業の開始から3時間経過後が8.35であり、VDT作業の開始から4時間経過後が7.95である。左目疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、減少することが分かる。 The left eye fatigue index was 22.58 before the start of VDT work, 16.94 one hour after the start of VDT work, 11.74 two hours after the start of VDT work, 8.35 three hours after the start of VDT work, and 7.95 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the left eye fatigue index decreases according to the time that has elapsed since the start of VDT work.
右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとが減少するのは、スマートフォンやパソコンなどのVDT機器を長時間使用することによって目が疲れたためであると想定される。集中して画面を見つめ、眼球の動きのない状態が続いた場合には、眼球を動かすための7本の筋肉と、ピントを合わせるために“水晶体”の厚さを調節している筋肉とが筋肉疲労を起こす。また、VDT作業では、まばたきの回数が減少することが多い。さらに右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとが減少するのは、コンタクトの装着やエアコンの風が当たる環境などで涙が蒸発しやすくなるドライアイも原因であると考えられる。このような原因により、開口部角度の小さくなる確率が増えることで、右目疲労インデックスの分母にあるxra値と左目疲労インデックスの分母にあるxla値が増加することで、眼疲労の増加を意味する右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとの各々が減少する。 The decrease in the right eye fatigue index and the left eye fatigue index is assumed to be due to eye fatigue caused by long-term use of VDT devices such as smartphones and computers. When concentrating on staring at a screen and the eyeballs are not moving for a long time, muscle fatigue occurs in the seven muscles that move the eyeballs and the muscles that adjust the thickness of the "crystalline lens" to focus. In addition, the number of times the eyes blink is often reduced during VDT work. Furthermore, the decrease in the right eye fatigue index and the left eye fatigue index is also thought to be due to dry eyes, which make tears more likely to evaporate when wearing contact lenses or in an environment exposed to air conditioning. Due to these causes, the probability of the opening angle becoming smaller increases, and the xra value in the denominator of the right eye fatigue index and the xla value in the denominator of the left eye fatigue index increase, causing the right eye fatigue index and the left eye fatigue index, which indicate increased eye fatigue, to decrease.
また、判定部12a-5は、右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって、右目と左目との両方を合わせた眼疲労の指標である眼疲労インデックスを算出する。本実施形態では、統計処理の一例として、平均値を使用した場合について説明を続ける。
図14によれば、疲労インデックス(左右平均)は、VDT作業の開始前は23.7であり、VDT作業の開始から1時間経過後が16.58であり、VDT作業の開始から2時間経過後が12.56であり、VDT作業の開始から3時間経過後が9.76であり、VDT作業の開始から4時間経過後が8.67である。疲労インデックスは、VDT作業を開始してからの経過時間に応じて、右目疲労インデックスと左目疲労インデックスと同様に減少することが分かる。
The determination unit 12a-5 also performs statistical processing based on the right eye fatigue index and the left eye fatigue index to calculate an eye fatigue index that is an index of eye fatigue for both the right eye and the left eye combined. In this embodiment, the explanation will continue with the case where an average value is used as an example of statistical processing.
14, the fatigue index (average of left and right eyes) is 23.7 before the start of VDT work, 16.58 one hour after the start of VDT work, 12.56 two hours after the start of VDT work, 9.76 three hours after the start of VDT work, and 8.67 four hours after the start of VDT work. It can be seen that the fatigue index decreases with the time elapsed since the start of VDT work, just like the right eye fatigue index and left eye fatigue index.
図15は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価装置によって算出された眼疲労インデックスの時間変化の一例を示す図である。図15において、横軸はVDT作業の開始からの経過時間であり、縦軸は眼疲労インデックスである。
図15によれば、眼疲労インデックスは、VDT作業の開始から1時間経過後に25%程度減少することが分かる。このため、初期値に対して、眼疲労インデックスが25%以上減少した場合に、眼疲労評価装置10aは、被検者SにVDT作業を中止させ、ある時間休憩させることが好ましい。作業再開前に再度、眼疲労評価装置10aは、被検者Sの右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとを算出し、算出した右目疲労インデックスと左目疲労インデックスとに基づいてその後算出した疲労インデックスが25%以上減少したか否かを判定する。眼疲労評価装置10aは、その後算出した疲労インデックスに基づいて、その疲労インデックスが25%以上減少した場合に同様の処理を行う。このように構成することによって、被検者Sは、眼痛・視力低下・肩こり・頭痛のような症状を防ぐことが可能であると想定される。
15 is a diagram showing an example of a change over time in the eye fatigue index calculated by the eye fatigue assessment device according to the modified example of the embodiment, in which the horizontal axis represents the elapsed time from the start of the VDT work, and the vertical axis represents the eye fatigue index.
According to FIG. 15, it can be seen that the eye fatigue index decreases by about 25% after one hour has elapsed since the start of the VDT work. Therefore, when the eye fatigue index decreases by 25% or more from the initial value, it is preferable that the eye fatigue evaluation device 10a has the subject S stop the VDT work and take a rest for a certain period of time. Before resuming the work, the eye fatigue evaluation device 10a calculates the right eye fatigue index and the left eye fatigue index of the subject S again, and judges whether the fatigue index calculated thereafter has decreased by 25% or more based on the calculated right eye fatigue index and the left eye fatigue index. The eye fatigue evaluation device 10a performs the same process when the fatigue index calculated thereafter has decreased by 25% or more. It is assumed that by configuring in this way, the subject S can prevent symptoms such as eye pain, decreased eyesight, stiff shoulders, and headaches.
警告部12a-6は、判定部12a-5が算出した眼疲労インデックスを取得する。警告部12a-6は、取得した眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満であるか否かを判定する。眼疲労インデックス閾値の一例は、眼疲労インデックスの初期値から25%低下した値である。警告部12a-6は、眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満である場合に警告を発する。具体的には、警告部12a-6は、被験者S又は被験者Sの管理者に対して警告を発する。 The warning unit 12a-6 acquires the eye fatigue index calculated by the determination unit 12a-5. The warning unit 12a-6 judges whether the acquired eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold. An example of the eye fatigue index threshold is a value that is 25% lower than the initial value of the eye fatigue index. The warning unit 12a-6 issues a warning when the eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold. Specifically, the warning unit 12a-6 issues a warning to the subject S or the administrator of the subject S.
(眼疲労評価システム100aの動作)
図16は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価システムの動作の一例を示すフロー図である。
ステップS1-2からS5-2は、図9のステップS1-1からS5-1を適用できるため、ここでの説明は省略する。
(S6-2)
眼疲労評価装置10aにおいて、算出部12a-4は、人の顔の特徴点FP01~FP68のうち、所定の特徴点の座標を使用して、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)を推定する。
(S7-2)
眼疲労評価装置10aにおいて、算出部12a-4は、右目の部分に該当する特徴点P1から特徴点P6の各々の座標に基づいて、右目頭開口部角度と右目尻開口部角度とを算出する。
(Operation of eye fatigue evaluation system 100a)
FIG. 16 is a flowchart showing an example of the operation of the eye fatigue evaluation system according to the modified example of the embodiment.
Steps S1-2 to S5-2 can be implemented by steps S1-1 to S5-1 in FIG. 9, so a description thereof will be omitted here.
(S6-2)
In the eye fatigue evaluation device 10a, a calculation unit 12a-4 estimates the movement (orientation) of the head of a subject S with respect to each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis by using the coordinates of predetermined feature points among feature points FP01 to FP68 on a human face.
(S7-2)
In the eye fatigue evaluation device 10a, a calculation unit 12a-4 calculates the right eye inner corner opening angle and the right eye outer corner opening angle based on the coordinates of each of characteristic points P1 to P6 corresponding to the right eye.
(S8-2)
眼疲労評価装置10aにおいて、算出部12a-4は、人の顔の特徴点FP01~FP68のうち、所定の特徴点の座標を使用して、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動き(向き)を推定する。算出部12a-4は、被検者Sの頭部のX軸とY軸とZ軸との各々に対する動きの推定結果に基づいて、算出された右開口部角度及び、左開口部角度に対して誤差補正を行った結果を記録装置14に記録する。
(S9-2)
眼疲労評価装置10aにおいて、判定部12a-5は、右目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出する。算出部12a-4は、左目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出する。判定部12a-5は、算出した右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出する。
(S10-2)
眼疲労評価装置10aにおいて、判定部12a-5は、算出した眼疲労インデックスに基づいて、眼疲労度を判定する。
図16において、ステップS6-2と、ステップS7-2との順序を入れ替えてもよい。すなわち、ステップS1-2からS5-2、S7-2、S6-2、S8-2からS10-2の順序としてもよい。
(S8-2)
In the eye fatigue evaluation device 10a, the calculation unit 12a-4 estimates the movement (orientation) of the subject S's head along each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis by using the coordinates of predetermined feature points among the feature points FP01 to FP68 of a person's face. The calculation unit 12a-4 records the results of error correction performed on the calculated right opening angle and left opening angle based on the estimated results of the movement of the subject S's head along each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the
(S9-2)
In the eye fatigue evaluation device 10a, the determination unit 12a-5 calculates a right eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the right eye inner corner opening angle. The calculation unit 12a-4 calculates a left eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the left eye inner corner opening angle. The determination unit 12a-5 calculates the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated right eye eye fatigue index and left eye eye fatigue index.
(S10-2)
In the eye fatigue evaluation device 10a, a judgment unit 12a-5 judges the degree of eye fatigue on the basis of the calculated eye fatigue index.
16, the order of steps S6-2 and S7-2 may be interchanged, i.e., steps S1-2 to S5-2, S7-2, S6-2, S8-2 to S10-2 may be executed in this order.
前述した実施形態の変形例では、判定部12a-5は、右目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出し、左目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出する。判定部12a-5は、算出した右目眼疲労インデックスと左目眼疲労インデックスとに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、判定部12a-5は、右目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて右目眼疲労インデックスを算出し、算出した右目眼疲労インデックスに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出してもよい。例えば、判定部12a-5は、左目頭開口部角度の確率密度分布に基づいて左目眼疲労インデックスを算出し、算出した左目眼疲労インデックスに基づいて統計処理を行うことによって眼疲労インデックスを算出してもよい。 In a modified example of the embodiment described above, the determination unit 12a-5 calculates a right eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the right eye opening angle, and calculates a left eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the left eye opening angle. The determination unit 12a-5 has calculated the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated right eye eye fatigue index and left eye eye fatigue index, but this example is not limited to the above. For example, the determination unit 12a-5 may calculate a right eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the right eye opening angle, and calculate the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated right eye eye fatigue index. For example, the determination unit 12a-5 may calculate a left eye eye fatigue index based on the probability density distribution of the left eye opening angle, and calculate the eye fatigue index by performing statistical processing based on the calculated left eye eye fatigue index.
前述した実施形態の変形例では、算出部12a-4は、右目尻開口部角度と右目頭開口部角度とを算出し、算出した右目尻開口部角度と右目頭開口部角度とに基づいて、右開口部角度を算出する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、算出部12a-4は、右目尻開口部角度を算出し、算出した右目尻開口部角度に基づいて、右開口部角度を算出してもよいし、右目頭開口部角度を算出し、算出した右目頭開口部角度に基づいて、右開口部角度を算出してもよい。
前述した実施形態の変形例では、算出部12a-4は、左目尻開口部角度と左目頭開口部角度とを算出し、算出した左目尻開口部角度と左目頭開口部角度とに基づいて、左開口部角度を算出する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、算出部12a-4は、左目尻開口部角度を算出し、算出した左目尻開口部角度に基づいて、左開口部角度を算出してもよいし、左目頭開口部角度を算出し、算出した左目頭開口部角度に基づいて、左開口部角度を算出してもよい。
In the modified example of the embodiment described above, the calculation unit 12a-4 calculates the right eye outer corner opening angle and the right eye inner corner opening angle, and calculates the right opening angle based on the calculated right eye outer corner opening angle and right eye inner corner opening angle, but this is not limited to the example. For example, the calculation unit 12a-4 may calculate the right eye outer corner opening angle and calculate the right opening angle based on the calculated right eye outer corner opening angle, or may calculate the right eye inner corner opening angle and calculate the right opening angle based on the calculated right eye inner corner opening angle.
In the modified example of the embodiment described above, the calculation unit 12a-4 calculates the left eye outer corner opening angle and the left eye inner corner opening angle, and calculates the left opening angle based on the calculated left eye outer corner opening angle and left eye inner corner opening angle, but this is not limited to the example. For example, the calculation unit 12a-4 may calculate the left eye outer corner opening angle and calculate the left opening angle based on the calculated left eye outer corner opening angle, or may calculate the left eye inner corner opening angle and calculate the left opening angle based on the calculated left eye inner corner opening angle.
前述した実施形態の変形例では、警告部12a-6は、判定部12a-5が算出した眼疲労インデックスを取得し、取得した眼疲労インデックスが眼疲労インデックス閾値未満である場合に警告を発する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、警告部12a-6は、複数の眼疲労インデックス閾値に基づいて、取得した眼疲労インデックスが、いずれかの注意レベルに該当するかを判定してもよい。さらに、警告部12a-6は、取得した眼疲労インデックスが、いずれかの注意レベルに該当するかの判定結果を表示装置2に表示するようにしてもよい。
In the modified example of the embodiment described above, the warning unit 12a-6 acquires the eye fatigue index calculated by the determination unit 12a-5, and issues a warning if the acquired eye fatigue index is less than the eye fatigue index threshold value, but this is not limited to the example. For example, the warning unit 12a-6 may determine whether the acquired eye fatigue index corresponds to any of the attention levels based on a plurality of eye fatigue index threshold values. Furthermore, the warning unit 12a-6 may display the determination result of whether the acquired eye fatigue index corresponds to any of the attention levels on the
図17は、実施形態の変形例に係る眼疲労評価システムの評価結果の表示の一例を示す図である。図17に示される例では、眼疲労インデックスの判定結果が棒チャートを使用して表示される。具体的には、眼疲労インデックス閾値の一例として、16.5、12.6、9.8及び8.7が設定される。棒チャートにおいて、眼疲労インデックスが16.5以上である注意無しに該当するレベルと、12.6以上で且つ16.5未満である注意レベル1と、9.8以上で且つ12.6未満である注意レベル2と、8.7以上で且つ9.8未満である注意レベル3と、8.7未満である注意レベル4との各々の範囲が設定され、各範囲が異なる色で表示される。警告部12a-6は、眼疲労インデックスをキャラクターで表示する。このように構成することによって、眼疲労インデックスの判定結果を参照した被検者Sは、自分の眼疲労状態の程度を知ることができる。ここでは、一例として、眼疲労インデックス閾値の数が4個である場合について説明したが、眼疲労インデックス閾値の数は、2-3個でもよいし、5個以上でもよい。
Figure 17 is a diagram showing an example of the display of the evaluation result of the eye fatigue evaluation system according to the modified embodiment. In the example shown in Figure 17, the judgment result of the eye fatigue index is displayed using a bar chart. Specifically, 16.5, 12.6, 9.8, and 8.7 are set as examples of eye fatigue index thresholds. In the bar chart, the following ranges are set: a level corresponding to no attention where the eye fatigue index is 16.5 or more, a
実施形態の変形例に係る眼疲労評価システム100aによれば、前述した実施形態に係る眼疲労評価装置10において、算出部12a-4は、目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量として目頭の開口部の角度と目尻の開口部の角度とのいずれか一方又は両方を算出する。このように構成することによって、目の形状を表す特徴量として目頭の開口部の角度と目尻の開口部の角度とのいずれか一方又は両方を算出できるため、算出した目頭の開口部の角度と目尻の開口部の角度とのいずれか一方又は両方に基づいて被験者Sの眼疲労を判定できる。
According to the eye fatigue evaluation system 100a according to the modified embodiment, in the eye
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs that do not deviate from the gist of the invention.
1…撮像部、2…表示装置、10…眼疲労評価装置、11…入出力I/F、12…CPU、12-1…処理部、12-2…第1検出部、12-3…第2検出部、12-4、12a-4…算出部、12-5、12a-5…判定部、12-6、12a-6…警告部、13…メモリ、14…記録装置、15…データ読込部 1...imaging unit, 2...display device, 10...eye fatigue evaluation device, 11...input/output I/F, 12...CPU, 12-1...processing unit, 12-2...first detection unit, 12-3...second detection unit, 12-4, 12a-4...calculation unit, 12-5, 12a-5...determination unit, 12-6, 12a-6...warning unit, 13...memory, 14...recording device, 15...data reading unit
Claims (8)
被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、所定の時間に前記算出部が算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する眼疲労評価装置。 An eye fatigue evaluation device for evaluating eye fatigue of a subject, comprising:
a calculation unit that calculates a feature amount representing an eye shape based on information identifying eye feature points obtained from an image of the face of the subject;
a determination unit that determines eye fatigue of the subject based on the feature amount calculated by the calculation unit ,
The determination unit is an eye fatigue evaluation device that determines eye fatigue of the subject based on a statistical quantity derived based on the distribution of features representing the eye shape calculated by the calculation unit at a predetermined time .
をさらに備える、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の眼疲労評価装置。 The eye fatigue evaluation device according to claim 1 , further comprising: a warning unit that issues a warning regarding eye fatigue to the subject or a manager of the subject when the degree of eye fatigue determined by the determination unit exceeds a predetermined threshold.
被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出するステップと、
算出する前記ステップで算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定するステップと
を有し、
前記判定するステップでは、所定の時間に前記算出するステップで算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定する眼疲労評価方法。 A computer-implemented method for assessing eye fatigue, comprising:
calculating a feature quantity representing an eye shape based on information identifying eye feature points obtained from an image of the subject's face;
and determining eye fatigue of the subject based on the feature amount calculated in the calculating step ,
In the determining step, the eye fatigue of the subject is determined based on a statistical quantity derived based on the distribution of features representing the eye shape calculated in the calculating step at a predetermined time .
被験者の顔の画像から取得される目の特徴点を特定する情報に基づいて目の形状を表す特徴量を算出するステップと、
算出する前記ステップで算出した前記特徴量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定するステップと
を実行させ、
前記判定するステップでは、所定の時間に前記算出するステップで算出した目の形状を表す特徴量の分布に基づいて導出される統計量に基づいて前記被験者の眼疲労を判定させる、プログラム。 On the computer,
calculating a feature quantity representing an eye shape based on information identifying eye feature points obtained from an image of the subject's face;
and determining eye fatigue of the subject based on the feature amount calculated in the calculating step .
In the determining step, the program determines eye fatigue of the subject based on a statistical quantity derived based on the distribution of features representing the eye shape calculated in the calculating step at a predetermined time .
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