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JP7644466B2 - Detection device and detection method - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 公開の事実1:2019年9月4日にThe ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp 2019)予稿集のウェブサイト(https://dl.acm.org/conference/ubicomp)に掲載 公開の事実2:2019年9月9日のThe ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing(UbiComp 2019)のワークショップで発表 公開の事実3:2020年3月2日に情報処理学会インタラクション2020予稿集の発行のウェブサイト(https://www.interaction-ipsj.org/proceedings/2020/)に掲載 公開の事実4:2020年3月11日に情報処理学会インタラクション2020(オンライン開催(https://www.youtube.com/user/interactionipsj/live))で発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act. Disclosure fact 1: Published on the website of the proceedings of The ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp 2019) on September 4, 2019 (https://dl.acm.org/conference/ubicomp). Disclosure fact 2: Presented at the workshop of The ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp 2019) on September 9, 2019. Public fact 3: Published on the website of the Information Processing Society of Japan Interaction 2020 proceedings (https://www.interaction-ipsj.org/proceedings/2020/) on March 2, 2020. Public fact 4: Presented at Information Processing Society of Japan Interaction 2020 (held online (https://www.youtube.com/user/interactionipsj/live)) on March 11, 2020.

本開示は、検出装置及び検出方法に関する。 This disclosure relates to a detection device and a detection method.

目の活動は心身活動の指標となり得る。心身活動は、人の精神や、身体の活動などである。そのため、目の活動のセンシング結果は多くの分野で有用な情報となり得る。近年では、目の活動のセンシング技術は、一般の多くの人が日常の多くの場面で常時利用できることが、望まれている。 Eye activity can be an indicator of mental and physical activity. Mental and physical activity includes the activity of a person's mind and body. Therefore, the results of sensing eye activity can be useful information in many fields. In recent years, there has been a desire for eye activity sensing technology to be available to the general public at all times in many situations in their daily lives.

目の活動は、瞼の動きや眼球の運動などであって、瞬きの回数や間隔や開眼程度、眼球の移動や向きなどがセンシングされる。目の活動をセンシングする技術として、例えば、国際公開WO2016/080042号公報(以下、特許文献1)は、フレームに複数の赤外線センサが取り付けられたメガネ型の検出装置であって、赤外線で装着したユーザの眼球を測定することによって眼球運動を検出する装置を開示している。 Eye activity includes eyelid movement and eyeball movement, and the number and interval of blinks, the degree of eye opening, and the movement and direction of the eyeballs are sensed. As an example of technology for sensing eye activity, International Publication WO2016/080042 (hereinafter, Patent Document 1) discloses a glasses-type detection device with multiple infrared sensors attached to the frame, which detects eyeball movement by measuring the eyeballs of the user wearing the glasses with infrared rays.

国際公開WO2016/080042号公報International Publication No. WO2016/080042

特許文献1に開示されているような赤外線センサは、直接目の動きを検出することによって、瞬き回数や、眼球の振動、閉眼時の眼球方向などを検出するものではあるが、その認識率や検出率が高くないことが知られている。 Infrared sensors such as those disclosed in Patent Document 1 directly detect eye movements to detect the number of blinks, eye vibrations, eye direction when the eyes are closed, and the like, but they are known to have low recognition and detection rates.

一方で、検出精度を向上させるためには高精度な検出装置を利用することが考えられるものの、目の活動は広く有用な情報であるため、日常的に検出して得たいという要望もあり、機械的にも価格的にも簡易な装置であることが望まれる。このため、簡易な装置で高精度に目の活動を検出できる検出装置及び検出方法が望まれる。 On the other hand, while it is possible to improve detection accuracy by using a high-precision detection device, eye activity is widely useful information, and so there is a demand to be able to detect and obtain it on a daily basis, and so a device that is simple both mechanically and in terms of cost is desirable. For this reason, there is a demand for a detection device and detection method that can detect eye activity with high accuracy using a simple device.

ある実施の形態に従うと、検出装置は、目の活動を検出する検出装置であって、目の近傍の複数個所の皮膚の動きを検出可能なセンサと、センサからの信号を用いて目の活動を算出する演算部と、を備える。 According to one embodiment, the detection device detects eye activity and includes a sensor capable of detecting the movement of the skin at multiple locations near the eye, and a calculation unit that calculates eye activity using a signal from the sensor.

ある実施の形態に従うと、検出方法は、目の近傍の複数個所の皮膚の動きをセンシングし、センシングの結果に基づいて、目の活動を判定する。 According to one embodiment, the detection method senses the movement of the skin at multiple locations near the eye and determines the eye activity based on the sensing results.

更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。 Further details are described in the embodiments below.

図1は、実施の形態に係る検出装置の構成の具体例を表した概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of the configuration of a detection device according to an embodiment. 図2は、検出装置の演算部として機能する演算装置の機能構成の一例を表した概略ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of the functional configuration of a calculation device that functions as a calculation unit of the detection device. 図3は、実施の形態に係る検出方法の一例を表したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a detection method according to an embodiment. 図4は、検出対象とする目の活動が瞬きであるときの学習データの学習方法を表した図である。FIG. 4 is a diagram showing a method for learning learning data when the eye activity to be detected is a blink. 図5は、瞬き時のセンサによるセンシング結果を表したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the sensing results by the sensor during blinking. 図6は、発明者による瞬きの検出精度を検証する評価実験の概要を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an outline of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the blink detection accuracy. 図7は、発明者による瞬きの検出精度を検証する評価実験の結果を示したグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the blink detection accuracy. 図8は、検出対象とする目の活動が眼球の向きであるときの学習データの学習方法を表した図である。FIG. 8 is a diagram showing a method of learning learning data when the eye activity to be detected is the direction of the eyeball. 図9は、発明者による眼球の向きの検出精度を検証する評価実験の概要を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an outline of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball direction. 図10は、発明者による眼球の向きの検出精度を検証する評価実験の結果を示したグラフである。FIG. 10 is a graph showing the results of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball direction. 図11は、発明者による眼球の向きの検出精度を検証する評価実験の結果を示したグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball direction. 図12は、検出対象とする目の活動が眼球の移動方向であるときの学習データの学習方法を表した図である。FIG. 12 is a diagram showing a method of learning learning data when the eye activity to be detected is the eyeball movement direction. 図13は、発明者による眼球の移動方向の検出精度を検証する評価実験の概要を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an outline of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball movement direction. 図14は、発明者による眼球の移動方向の検出精度を検証する評価実験の結果を示したグラフである。FIG. 14 is a graph showing the results of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball movement direction. 図15は、発明者による眼球の移動方向の検出精度を検証する評価実験の結果を示したグラフである。FIG. 15 is a graph showing the results of an evaluation experiment conducted by the inventor to verify the detection accuracy of the eyeball movement direction.

<1.検出装置及び検出方法の概要> <1. Overview of the detection device and detection method>

(1)ある実施の形態に従う検出装置は、目の活動を検出する検出装置であって、目の近傍の複数個所の皮膚の動きを検出可能なセンサと、センサからの信号を用いて目の活動を算出する演算部と、を備える。目の活動は、瞼の動きや眼球の運動などである。具体的には、瞬きや眼球の向きや眼球の動く方向などである。目の近傍の複数個所は、例えば、目の上及び目の下、又は、目の上及び目の下それぞれの複数個所などの、目の周囲である。 (1) A detection device according to one embodiment is a detection device that detects eye activity, and includes a sensor capable of detecting the movement of the skin at multiple locations near the eye, and a calculation unit that calculates the eye activity using a signal from the sensor. Eye activity includes eyelid movement, eyeball movement, and the like. Specifically, it includes blinking, eyeball direction, and eyeball movement direction. The multiple locations near the eye are, for example, around the eye, such as above and below the eye, or multiple locations above and below the eye.

目の近傍の複数個所の皮膚は、目の活動によって影響を及ぼされる。そのため、これら皮膚の動きを検出することで、目の活動を検出可能であることを発明者は見出した。皮膚の動きは、例えば、皮膚までの距離を測定することで得られる。その場合、目の活動の検出に必要なセンサは、赤外線距離センサなど、目の近傍の複数個所の皮膚までの距離を測定するためのセンサとなる。これにより、電位を利用したり、画像解析を行ったりして目の活動を検出する装置よりも安価にすることができる。また、高精度で検出されることは、後述する発明者による評価実験により検証された。 The skin at multiple locations near the eye is affected by eye activity. The inventors have found that it is therefore possible to detect eye activity by detecting the movement of this skin. The movement of the skin can be obtained, for example, by measuring the distance to the skin. In this case, the sensor required to detect eye activity is a sensor for measuring the distance to the skin at multiple locations near the eye, such as an infrared distance sensor. This makes it cheaper than devices that use electrical potential or perform image analysis to detect eye activity. Furthermore, the fact that it can be detected with high accuracy has been verified through evaluation experiments conducted by the inventors, which will be described later.

(2)好ましくは、演算部が目の活動を算出することは、目の活動の算出に用いるために、センサによって検出された複数個所の皮膚の動きから、1又は複数の皮膚の動きの検出結果を用いることを含む。これにより、高精度で目の活動を検出することができる。 (2) Preferably, the calculation of eye activity by the calculation unit includes using one or more detection results of skin movement from the skin movements at multiple locations detected by the sensor for use in calculating the eye activity. This allows eye activity to be detected with high accuracy.

(3)好ましくは、目の活動は眼球の運動を含み、演算部は、センサによって検出された複数個所の皮膚の動きから、複数の皮膚の動きの検出結果を用いて眼球の運動を判定する。 (3) Preferably, the eye activity includes eye movement, and the calculation unit determines eye movement from the skin movements at multiple locations detected by the sensor using the detection results of multiple skin movements.

(4)好ましくは、眼球の運動を判定することは、複数の皮膚の動きの検出結果から得られた特徴量を演算モデルに入力し、演算モデルからの出力を得ることを含み、演算モデルは、入力値としての複数個所の皮膚の動きを表す特徴量、及び、出力値としての複数個所の皮膚の動きに対応した眼球の運動を学習データとして得られた機械学習モデルである。眼球の運動は、例えば、眼球の向きや眼球の移動方向などである。機械学習モデルを用いることで、容易で高精度に眼球の運動が検出される。 (4) Preferably, determining eye movement includes inputting feature values obtained from the detection results of multiple skin movements into a computational model and obtaining an output from the computational model, the computational model being a machine learning model obtained using feature values representing multiple skin movements as input values and eye movement corresponding to the multiple skin movements as output values as learning data. Eye movement is, for example, the orientation of the eye and the direction of eye movement. By using the machine learning model, eye movement can be detected easily and with high accuracy.

(5)好ましくは、センサは、皮膚までの距離を検出する距離センサを含む。距離センサは、例えば、赤外線距離センサなどである。これにより、検出装置を安価に構成することができる。 (5) Preferably, the sensor includes a distance sensor that detects the distance to the skin. The distance sensor is, for example, an infrared distance sensor. This allows the detection device to be constructed inexpensively.

(6)好ましくは、目の近傍の複数個所は、目の上と、目の下と、を含む。これにより、高精度で目の活動を検出することができる。これにより、精度よく目の活動を検出できる。 (6) Preferably, the multiple locations near the eyes include above the eyes and below the eyes. This allows eye activity to be detected with high accuracy. This allows eye activity to be detected with high accuracy.

(7)好ましくは、目の近傍の複数個所は、目の上及び目の下それぞれの複数個所を含む。これにより、精度よく目の活動を検出できる。 (7) Preferably, the multiple locations near the eyes include multiple locations above and below the eyes. This allows eye activity to be detected with high accuracy.

(8)好ましくは、検出装置は、センサの検出範囲が目の近傍となるように被検者の顔に装着可能なメガネ型である。メガネ型とすることで、被験者は装着しやすく、長時間の装着の負担を抑えることができる。それにより、長期にわたる目の活動の検出が可能になる。 (8) Preferably, the detection device is in the form of glasses that can be worn on the subject's face so that the detection range of the sensor is in the vicinity of the eyes. By making the device in the form of glasses, the subject can easily wear the device and the burden of wearing it for long periods of time can be reduced. This makes it possible to detect eye activity over a long period of time.

(9)ある実施の形態に従う検出方法は、目の近傍の複数個所の皮膚の動きをセンシングし、センシングの結果に基づいて、目の活動を判定する。この検出方法で検出することにより、検出装置を安価にすることができるとともに、目の活動が高精度で検出されることは、後述する発明者による評価実験により検証された。 (9) A detection method according to one embodiment senses the movement of the skin at multiple locations near the eyes and determines eye activity based on the sensing results. By using this detection method, the detection device can be made inexpensive, and the fact that eye activity can be detected with high accuracy has been verified through evaluation experiments conducted by the inventors described below.

<2.検出装置及び検出方法の例> 2. Examples of detection devices and methods

本実施の形態に係る検出装置100は、目の活動を検出する検出装置である。目の活動は、瞼の動きや眼球の運動などである。具体的には、瞬きや眼球の向きや眼球の移動方向などである。 The detection device 100 according to this embodiment is a detection device that detects eye activity. Eye activity includes eyelid movement and eyeball movement. Specifically, it includes blinking, eyeball direction, and eyeball movement direction.

図1を参照して、本実施の形態に係る検出装置100は、複数のセンサ31-1~32-12を有する。これらセンサ31-1~32-12は、メガネ型センサを構成している。具体的には、図1に示されたように、センサ31-1~31-12は、メガネ30の右目用レンズLAのリムに装着され、センサ32-1~32-12は、メガネ30の左目用レンズLBのリムに装着されている。メガネ型センサとすることで、ユーザは装着しやすく、長時間の装着の負担を抑えることができる。それにより、長期にわたる目の活動の検出が可能になる。 Referring to FIG. 1, the detection device 100 according to this embodiment has a plurality of sensors 31-1 to 32-12. These sensors 31-1 to 32-12 constitute a glasses-type sensor. Specifically, as shown in FIG. 1, the sensors 31-1 to 31-12 are attached to the rim of the right-eye lens LA of the glasses 30, and the sensors 32-1 to 32-12 are attached to the rim of the left-eye lens LB of the glasses 30. The glasses-type sensors are easy for the user to wear and can reduce the burden of wearing them for long periods of time. This makes it possible to detect eye activity over a long period of time.

センサ31-1~32-12は、目の近傍の複数個所の皮膚の動きを検出可能なセンサである。目の近傍の複数個所は、少なくとも、目の上と目の下とを含む。好ましくは、目の近傍の複数個所は、目の上及び目の下それぞれの複数個所を含む。一例として、図1に示されたように、センサ31-1~31-12及びセンサ32-1~32-12は、メガネ30の右目用レンズLA及び左目用レンズLBそれぞれのリムに、目の周囲に概ね均等となるように配置されている。具体的には、センサ31-1~31-5は、右目の上の目頭から眦に向けて均等に、センサ31-7~31-11は右目の下の眦から目頭に向けて均等に、センサ31-6は眦の横、及び、センサ31-12は目頭の横に配置されている。 Sensors 31-1 to 32-12 are sensors capable of detecting the movement of skin at multiple locations near the eye. The multiple locations near the eye include at least the areas above and below the eye. Preferably, the multiple locations near the eye include multiple locations above and below the eye. As an example, as shown in FIG. 1, sensors 31-1 to 31-12 and sensors 32-1 to 32-12 are arranged on the rims of the right-eye lens LA and the left-eye lens LB of the glasses 30 so as to be approximately evenly distributed around the eye. Specifically, sensors 31-1 to 31-5 are arranged evenly above the right eye from the inner corner to the iris, sensors 31-7 to 31-11 are arranged evenly below the right eye from the inner corner to the inner corner, sensor 31-6 is arranged next to the iris, and sensor 31-12 is arranged next to the inner corner.

センサ31-1~32-12での皮膚の動きの検出は、一例として、皮膚までの距離を測定することを含む。具体例として、センサ31-1~32-12は、赤外線距離センサである。赤外線距離センサを用い、測定された距離を用いて後述のように目の活動を検出することで、電位を用いたり画像解析を行ったりする場合よりも安価に装置を構成することができる。 Detecting skin movement with sensors 31-1 to 32-12 includes, as an example, measuring the distance to the skin. As a specific example, sensors 31-1 to 32-12 are infrared distance sensors. By using infrared distance sensors and detecting eye activity using the measured distance as described below, a device can be constructed more inexpensively than when using electrical potentials or performing image analysis.

センサ31-1~32-12は目の近傍に配置されることによって目の近傍の複数個所において皮膚までの距離を測定する。具体例として、図1のA-A断面図に示されているように、右目の上に配置されたセンサ31-3は右目の上瞼までの距離を測定し、右目の下に配置されたセンサ31-9は右目の下瞼までの距離を測定する。 Sensors 31-1 to 31-12 are positioned near the eyes to measure the distance to the skin at multiple points near the eyes. As a specific example, as shown in the A-A cross-sectional view of Figure 1, sensor 31-3 positioned above the right eye measures the distance to the upper eyelid of the right eye, and sensor 31-9 positioned below the right eye measures the distance to the lower eyelid of the right eye.

検出装置100は、さらに、演算装置10を有する。演算装置10はセンサ31-1~32-12と無線又は有線にて接続されて、センサ31-1~32-12からセンシング結果を示すセンサ信号を受信する。センサ信号は、それぞれの位置での皮膚までの距離を示している。演算装置10は、センサ31-1~32-12からの信号を用いて目の活動を算出する演算部として機能する。 The detection device 100 further includes a calculation device 10. The calculation device 10 is connected wirelessly or by wire to the sensors 31-1 to 32-12 and receives sensor signals indicating sensing results from the sensors 31-1 to 32-12. The sensor signals indicate the distance to the skin at each position. The calculation device 10 functions as a calculation unit that calculates eye activity using the signals from the sensors 31-1 to 32-12.

なお、演算装置10は、図1に示されたような一般的なコンピュータであってもよいし、インターネットなどの通信網を介してセンサ31-1~32-12と接続されたサーバなどであってもよい。また、演算装置10は、スマートフォンなどの端末装置であってもよいし、メガネ20に搭載され得る小型の演算装置であってもよい。 The arithmetic device 10 may be a general computer as shown in FIG. 1, or may be a server connected to the sensors 31-1 to 32-12 via a communication network such as the Internet. The arithmetic device 10 may also be a terminal device such as a smartphone, or may be a small arithmetic device that can be mounted on the glasses 20.

図2を参照して、演算装置10は、プロセッサ11とメモリ12とを有するコンピュータで構成される。プロセッサ11は、例えば、CPUである。メモリ12は、フラッシュメモリ、EEPROM、ROM、RAMなどを含む。または、メモリ12は、一次記憶装置であってもよいし、二次記憶装置であってもよい。メモリ12は、プロセッサ11で実行されるプログラム122を記憶している。 Referring to FIG. 2, the computing device 10 is configured as a computer having a processor 11 and a memory 12. The processor 11 is, for example, a CPU. The memory 12 includes a flash memory, an EEPROM, a ROM, a RAM, etc. Alternatively, the memory 12 may be a primary storage device or a secondary storage device. The memory 12 stores a program 122 to be executed by the processor 11.

演算装置10は、センサ31-1~32-12からのセンサ信号を受信するための通信装置13をさらに有する。通信装置13は、センサ31-1~32-12からのセンサ信号を受信し、プロセッサ11に渡す。つまり、通信装置13は、センサ31-1~32-12からのセンサ信号の入力部として機能する。 The computing device 10 further includes a communication device 13 for receiving sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12. The communication device 13 receives the sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12 and passes them to the processor 11. In other words, the communication device 13 functions as an input unit for the sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12.

好ましくは、メモリ12は、ユーザデータ121を記憶している。ユーザデータ121は、目の活動を検出するためにメガネ30を装着するユーザ(以下、被検者)ごとの、後述する判定処理114に用いる学習モデル115の識別情報を含む。この場合、プロセッサ11は、判定処理114の実行の際に、被験者に応じた学習モデル115を用いることができる。 Preferably, the memory 12 stores user data 121. The user data 121 includes identification information of a learning model 115 used in the determination process 114 described below for each user (hereinafter, subject) who wears the glasses 30 to detect eye activity. In this case, the processor 11 can use the learning model 115 corresponding to the subject when executing the determination process 114.

プロセッサ11は、メモリ12に記憶されているプログラム122を実行することによって、被験者の目の活動を検出する検出処理を実行する。検出処理は、特徴量抽出処理111を含む。特徴量抽出処理111は、通信装置13がセンサ31-1~32-12から受信したセンサ信号から特徴量を抽出する処理である。プロセッサ11は、検出対象とする目の活動の種類に応じた特徴量を抽出する。このとき、プロセッサ11は、センサ31-1~32-12のうちの複数のセンサ信号を用い、一例として、すべてのセンサからのセンサ信号を用いる。なお、詳細は後述する。 The processor 11 executes a program 122 stored in the memory 12 to execute a detection process for detecting the eye activity of the subject. The detection process includes a feature extraction process 111. The feature extraction process 111 is a process for extracting features from the sensor signals received by the communication device 13 from the sensors 31-1 to 32-12. The processor 11 extracts features according to the type of eye activity to be detected. At this time, the processor 11 uses multiple sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12, and as an example, uses sensor signals from all the sensors. Details will be described later.

検出処理は、さらに判定処理114を含む。判定処理114は、検出対象の目の活動の有無や内容を判定する処理である。詳しくは、検出対象の目の活動が瞬きであった場合、目の活動の判定は瞬きの判定を含み、瞬きの判定は、瞬きのあったことを判定することや、瞬きのあったことに基づいて回数を判定すること、を含む。検出対象の目の活動が眼球の運動であった場合には、目の活動の判定は眼球の運動の判定を含み、眼球の運動の判定は、眼球の向きを判定することや、眼球の動く方向を判定すること、を含む。 The detection process further includes a determination process 114. The determination process 114 is a process for determining the presence or absence and content of eye activity of the detection target. In detail, if the eye activity of the detection target is blinking, the determination of eye activity includes determining the blinking, and the determination of the blinking includes determining whether a blink occurred and determining the number of blinks based on whether a blink occurred. If the eye activity of the detection target is eye movement, the determination of eye activity includes determining the eye movement, and the determination of the eye movement includes determining the orientation of the eye and the direction in which the eye moves.

好ましくは、判定処理114では、学習モデル115を用いる。具体的には、判定処理114は、学習モデル115に特徴量抽出処理111で抽出された特徴量を入力し、学習モデル115からの出力を得ることを含む。 Preferably, the determination process 114 uses a learning model 115. Specifically, the determination process 114 includes inputting the features extracted in the feature extraction process 111 to the learning model 115 and obtaining an output from the learning model 115.

学習モデル115は、図4等に表されたように、入力データT1と出力データT2との教師データを用いて機械学習された機械学習モデルである。入力データT1はセンサ31-1~32-12のセンサ信号から得られた特徴量であって、後述するように、検出対象の目の活動に応じた特徴量である。詳細は、検出対象の目の活動ごとに後述する。好ましくは、学習モデル115は被験者に応じた教師データを用いて機械学習されている。これにより、検出精度の向上が期待される。 The learning model 115 is a machine learning model trained by machine learning using training data of input data T1 and output data T2, as shown in FIG. 4 etc. The input data T1 is a feature obtained from the sensor signals of the sensors 31-1 to 32-12, and is a feature corresponding to the eye activity of the detection target, as described below. Details will be described later for each eye activity of the detection target. Preferably, the learning model 115 is trained by machine learning using training data corresponding to the subject. This is expected to improve detection accuracy.

好ましくは、検出処理は、出力制御処理117を含む。出力制御処理117は、判定処理114での判定結果を、演算装置10に含まれる出力装置14で出力するために出力装置14を制御する処理である。出力装置14は、ディスプレイやスピーカや他の装置への送信装置などである。これにより、検出装置100での検出結果を外部から把握できる。 Preferably, the detection process includes an output control process 117. The output control process 117 is a process for controlling the output device 14 included in the computing device 10 so that the output device 14 outputs the determination result of the determination process 114. The output device 14 is a display, a speaker, a transmission device to another device, etc. This allows the detection result of the detection device 100 to be grasped from the outside.

検出装置100では、図3のフローチャートに示される検出方法にて被検者の目の活動が検出される。詳しくは、図3を参照して、メガネ30を装着した被検者の目の近傍の複数個所について、それぞれセンサ31-1~32-12によって皮膚までの距離を測定する(ステップS1)。測定された距離を示すセンサ31-1~32-12からのセンサ信号は、演算装置10に入力される(ステップS2)。 The detection device 100 detects the eye activity of the subject using the detection method shown in the flowchart of Figure 3. In more detail, referring to Figure 3, the sensors 31-1 to 32-12 measure the distance to the skin at multiple points near the eyes of the subject wearing the glasses 30 (step S1). The sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12 indicating the measured distances are input to the calculation device 10 (step S2).

ここで、検出装置100では、目の活動として、瞬き、眼球の向き、眼球の移動方向などの複数種類の活動を検出することが可能であり、後述する発明者による評価実験において、それぞれ高精度で検出可能であることが検証されている。そこで、好ましくは、演算装置10は、検出対象とする目の活動の指定を受け付けて、その指定に応じて以降の処理での演算を異ならせる。 The detection device 100 is capable of detecting multiple types of eye activity, such as blinking, eye direction, and eye movement direction, and has verified that each of these can be detected with high accuracy in evaluation experiments performed by the inventors described below. Therefore, preferably, the calculation device 10 accepts a designation of the eye activity to be detected, and differs in the calculations in subsequent processing depending on the designation.

センサ信号の入力を受け付けた演算装置10では、プロセッサ11がプログラム122を実行することによって、センサ信号から特徴量を抽出する処理が行われる(ステップS3)。好ましくは、ステップS3でプロセッサ11は、センサ31-1~32-12それぞれからのセンサ信号のうちの複数のセンサ信号を用いて特徴量を抽出する。上記のように、検出対象とする目の活動の種類の指定を受け付けた場合、ステップS3でプロセッサ11は、検出対象とする目の活動の種類に応じた特徴量を抽出する。 In the computing device 10 that has received the sensor signal input, the processor 11 executes the program 122 to perform a process of extracting features from the sensor signal (step S3). Preferably, in step S3, the processor 11 extracts features using multiple sensor signals from the sensors 31-1 to 32-12. As described above, when a designation of the type of eye activity to be detected is received, in step S3 the processor 11 extracts features according to the type of eye activity to be detected.

プロセッサ11は、ステップS3で抽出した特徴量を用いて、被験者の目の活動を判定する(ステップS4)。ステップS4では、具体的に、ステップS3で抽出した特徴量を学習モデル115に入力し(ステップS41)、学習モデル115から出力値を得る(ステップS42)。このとき、検出対象とする目の活動の種類の指定を受け付けた場合、ステップS4の処理は、検出対象とする目の活動の種類に応じて機械学習された学習モデル115を選択することを含む。また、被験者ごとに学習モデル115が用意されている場合には、ステップS4の処理は、被験者に応じた学習モデル115を選択することを含む。 The processor 11 uses the features extracted in step S3 to determine the eye activity of the subject (step S4). Specifically, in step S4, the features extracted in step S3 are input to the learning model 115 (step S41), and an output value is obtained from the learning model 115 (step S42). At this time, if a designation of the type of eye activity to be detected is accepted, the processing of step S4 includes selecting a learning model 115 that has been machine-learned according to the type of eye activity to be detected. Also, if a learning model 115 is prepared for each subject, the processing of step S4 includes selecting a learning model 115 according to the subject.

(瞬きの検出) (blink detection)

ここで、目の活動として瞬きを検出する場合について説明する。図4を参照して、目の活動として瞬きを検出する場合、学習モデル115の機械学習に用いられる教師データには、一例として、瞬き時の目の周囲をセンシングしたセンサ31-1~32-12のセンサ信号から得られた特徴量を入力データT1とし、「瞬きあり」という判定結果を出力データT2として用いた。 Here, we will explain the case where blinking is detected as eye activity. With reference to FIG. 4, when blinking is detected as eye activity, as an example of the teacher data used for machine learning in the learning model 115, the feature amount obtained from the sensor signals of the sensors 31-1 to 32-12 that sense the area around the eyes at the time of blinking is used as input data T1, and the determination result of "blinking occurred" is used as output data T2.

図5の曲線L1は、瞬き時のセンサ31-1~32-12のうちの1つのセンサによるセンシング結果を表している。図5において、縦軸は皮膚までの距離の測定結果を正規化した値であり、横軸は時間である。つまり、図5には、瞬き時の目の近傍のある位置での皮膚までの距離の時間変化が表されている。曲線L2は、曲線L1の微分値を表している。 Curve L1 in Figure 5 represents the sensing results from one of sensors 31-1 to 32-12 during a blink. In Figure 5, the vertical axis represents the normalized measurement results of the distance to the skin, and the horizontal axis represents time. In other words, Figure 5 represents the change over time in the distance to the skin at a position near the eye during a blink. Curve L2 represents the differential value of curve L1.

発明者は、曲線L1,L2を分析することで、曲線L2で示される微分値がマイナスの区間では瞼を閉じる運動が行われ、微分値がプラスの区間では瞼を開ける運動が行われていることを見出した。このことから、微分値のプラスとマイナスとが反転する時点が瞼の開閉運動の折り返し時点となることを見出した。具体的には、図5において、点P1が瞬きの開始、点P2が瞬きの終了、及び、点P3が折り返し点、つまり、瞼が開く時点に相当している。 By analyzing curves L1 and L2, the inventors discovered that in the section where the differential value shown by curve L2 is negative, the eyelids close, and in the section where the differential value is positive, the eyelids open. From this, they discovered that the point where the differential value switches between positive and negative marks the turning point of the eyelid opening and closing movement. Specifically, in Figure 5, point P1 corresponds to the start of blinking, point P2 corresponds to the end of blinking, and point P3 corresponds to the turning point, i.e., the point where the eyelids open.

本実施の形態に係る検出装置100では、発明者の見出したこの原理を利用して学習モデル115が機械学習されている。すなわち、特徴量として、センシング結果の曲線L1そのもの、又は、その微分値である曲線L2の値を入力データT1として用いて、微分値がプラスからマイナスに変化した点を瞬きの開始点P1、マイナスからプラスに変化した点を瞬きの折り返し点P3、及び、プラスの変化が所定以上小さくなった点を瞬きの終了点P2として1回の瞬きとして機械学習されている。 In the detection device 100 according to the present embodiment, the learning model 115 is machine-learned by utilizing this principle discovered by the inventor. That is, the curve L1 itself of the sensing result or the value of the curve L2, which is its differential value, is used as the input data T1 as the feature, and the point where the differential value changes from positive to negative is the blink start point P1, the point where it changes from negative to positive is the blink turning point P3, and the point where the positive change becomes smaller than a predetermined value is the blink end point P2, which are machine-learned as one blink.

なお、機械学習の際に、曲線L1の値が領域Rである範囲において、曲線L1の値に閾値を設け、閾値以上で瞬きの折り返し点として検出された点をノイズとして除いて機械学習してもよい。曲線L1の値が領域Rである範囲は瞼が開いている状態であるため、瞬きの折り返し点は存在しないためである。これにより、瞬きの検出精度を向上させることができる。 Note that during machine learning, a threshold may be set for the value of curve L1 in the range where the value of curve L1 is region R, and points above the threshold that are detected as turning points of blinking may be removed as noise during machine learning. This is because the range where the value of curve L1 is region R is when the eyelids are open, and therefore there are no turning points of blinking. This can improve the accuracy of blink detection.

好ましくは、センサ31-1~32-12のうちセンシングされる距離の差が閾値以上のセンサを機械学習に用いる。これにより、目の近傍のうち、皮膚までの距離が瞬きの影響を受けやすい位置のセンシング結果を用いることができ、瞬きの検出精度を向上させることができる。用いるセンサは、瞬きに関して実験的に求められた1又は複数の位置であってもよいし、被験者ごとに実験的に求められるものであってもよい。後者の場合、ユーザデータ121は被験者に対応した学習モデル115の識別情報を含む。 Preferably, among the sensors 31-1 to 32-12, sensors for which the difference in sensed distance is equal to or greater than a threshold value are used for machine learning. This makes it possible to use the sensing results of positions near the eyes where the distance to the skin is likely to be affected by blinking, improving the accuracy of blink detection. The sensor used may be one or more positions experimentally determined for blinking, or may be experimentally determined for each subject. In the latter case, the user data 121 includes identification information of the learning model 115 corresponding to the subject.

瞬きを検出する際、プロセッサ11は、センサ31-1~32-12のうちの特定のセンサのセンサ信号から微分値である特徴量を抽出し、図4のように学習された学習モデル115に入力する。プロセッサ11は、学習モデル115から「瞬きあり」の出力値を得ることで、瞬きを検出する。また、一連のセンサ信号から得られる一連の特徴量を入力して学習モデル115から得られる「瞬きあり」の出力値をカウントすることで、瞬きの回数を検出する。 When detecting blinks, the processor 11 extracts feature amounts, which are differential values, from the sensor signals of a specific sensor among the sensors 31-1 to 32-12, and inputs them to the learning model 115 that has been trained as shown in FIG. 4. The processor 11 detects blinks by obtaining an output value of "blink occurred" from the learning model 115. The processor 11 also detects the number of blinks by inputting a series of feature amounts obtained from a series of sensor signals and counting the output values of "blink occurred" obtained from the learning model 115.

発明者は、検出装置100での瞬きの検出精度を検証するための評価実験を行った。具体的に、図6に示されるように、ディスプレイ200に相対して座し、正面を向いた被検者Hが、顔の向きを変化させずにディスプレイ200に表された15点それぞれを注視した状態で20回、1秒1回のペースで瞬きを行い、その期間をセンシングした。 The inventors conducted an evaluation experiment to verify the blink detection accuracy of the detection device 100. Specifically, as shown in FIG. 6, subject H sat facing the display 200 and looked straight ahead, gazing at each of the 15 points displayed on the display 200 without changing the direction of his face, blinked 20 times at a rate of once per second, and the duration of blinking was sensed.

このとき、被検者Hの瞬き時のセンシング結果より、センサ31-1~32-12のうちの瞬きの検出精度の最も高いセンサを検出用のセンサとした。学習モデル115の学習には被検者Hの、検出用センサでのセンシング結果を用いた。 At this time, the sensor with the highest blink detection accuracy among the sensors 31-1 to 32-12 was selected as the detection sensor based on the sensing results when the subject H blinked. The sensing results of the subject H using the detection sensor were used to train the learning model 115.

図7は、評価実験の結果として、15点それぞれの正解率を示している。正解率は、瞬きの回数(20回)に対する検出された瞬きの回数の比率であって、100%が20回すべて検出を表している。図7に示されたように、検出装置100では、概ねすべての点において100%又は100%に近い正解率であった。従って、本検出装置100を用いることによって高精度で瞬きが検出されることが検証された。 Figure 7 shows the accuracy rate for each of the 15 points as a result of the evaluation experiment. The accuracy rate is the ratio of the number of blinks detected to the number of blinks (20), with 100% indicating that all 20 blinks were detected. As shown in Figure 7, with the detection device 100, the accuracy rate was 100% or close to 100% at almost all points. Therefore, it was verified that blinks can be detected with high accuracy by using this detection device 100.

(眼球の運動(眼球の向き)の検出) (Detection of eye movement (eye direction))

次に、目の活動として眼球の運動、特に眼球の向きを検出する場合について説明する。眼球の向きは、視線の向きに相当する。発明者は、眼球が特定の方向を向いた状態で目の近傍の皮膚がその向きに特有に変化するため、眼球の向きが皮膚までの距離のセンシング結果で表されるということを見出した。 Next, we will explain the case of detecting eye movement, particularly the direction of the eye, as eye activity. The direction of the eye corresponds to the direction of gaze. The inventors discovered that when the eye is facing a specific direction, the skin near the eye changes in a way that is specific to that direction, and therefore the direction of the eye is expressed by the sensing result of the distance to the skin.

そこで、目の活動として眼球の向きを検出する場合、図8を参照して、学習モデル115の機械学習に用いられる教師データには、特定の方向に眼球を向けた状態で目の周囲をセンシングしたセンサ31-1~32-12のセンサ信号から得られた特徴量を入力データT1とし、その特定の方向を出力データT2として用いた。 When detecting eye direction as eye activity, referring to FIG. 8, the training data used for machine learning in the learning model 115 uses the feature values obtained from the sensor signals of the sensors 31-1 to 32-12 that sense the area around the eyes with the eyes facing in a specific direction as input data T1, and uses that specific direction as output data T2.

一例として、図8を参照して、ディスプレイ200に配置された複数のマーク1-1~3-3それぞれに眼球を向けるようにして眼球の向きを9分割し、各方向での特徴量を入力データT1とした。この場合に用いる特徴量は、目の近傍の複数個所の皮膚の状態を表すものであり、一例として、図8の折れ線グラフで示されたような、各センサ31-1~32-12から同タイミングに得られたセンサ値である。好ましくは、センサ信号に対して平滑化処理を行ってノイズを軽減させて用いる。図8のグラフでは、方向ごとに各センサからのセンサ値が示されている。 As an example, referring to FIG. 8, the eye direction is divided into nine parts by directing the eye to each of the multiple marks 1-1 to 3-3 arranged on the display 200, and the feature amount in each direction is set as input data T1. The feature amount used in this case represents the condition of the skin in multiple locations near the eye, and as an example, is the sensor value obtained at the same time from each of the sensors 31-1 to 32-12, as shown in the line graph in FIG. 8. Preferably, the sensor signals are smoothed to reduce noise before use. The graph in FIG. 8 shows the sensor values from each sensor for each direction.

眼球の向きを検出する際、プロセッサ11は、センサ31-1~32-12から同タイミングに得られたセンサ値を特徴量とし、図8のように機械学習された学習モデル115に入力する。プロセッサ11は、学習モデル115から方向の出力値を得ることで、眼球の向きを検出する。 When detecting the direction of the eyeball, the processor 11 uses the sensor values obtained simultaneously from the sensors 31-1 to 32-12 as features and inputs them to the machine-learned learning model 115 as shown in FIG. 8. The processor 11 detects the direction of the eyeball by obtaining the directional output value from the learning model 115.

発明者は、検出装置100での眼球の向きの検出精度を検証するための評価実験を行った。具体的に、図9に示されるように、ディスプレイ200に相対して座し、正面を向いた被検者Hが、顔の向きを変化させずにディスプレイ200に表された15点それぞれを30秒ずつ注視し、その期間をセンシングした。各点間の角度変化は概ね11度である。学習モデル115の学習には被検者Hの、検出用センサでのセンシング結果を用いた。 The inventors conducted an evaluation experiment to verify the accuracy of eyeball orientation detection by the detection device 100. Specifically, as shown in FIG. 9, subject H sat facing the display 200 and looked straight ahead, gazing at each of 15 points displayed on the display 200 for 30 seconds without changing the orientation of his face, and this period was sensed. The angular change between each point was approximately 11 degrees. The sensing results of subject H using the detection sensor were used to train the learning model 115.

図10は、評価実験の結果として、15点それぞれの認識精度を示している。認識精度は、K近傍法(Knn:K Nearest Neighbor)、サポートベクターマシン(SVM:support vector machine)、決定木(Decision Tree)、及び、ランダムフォレスト(Random Forest)それぞれの分類器を用いた場合のF値で表している。また、図10の右端は、15点の平均を表している。図11は、分類器ごとの15点のF値の平均値であって、図10の右端の結果を拡大したものである。 Figure 10 shows the recognition accuracy for each of the 15 points as a result of the evaluation experiment. The recognition accuracy is expressed as the F-score when using each of the classifiers: K Nearest Neighbor (Knn), support vector machine (SVM), decision tree, and random forest. The right side of Figure 10 shows the average of the 15 points. Figure 11 shows the average F-score of the 15 points for each classifier, and is an enlarged version of the results at the right side of Figure 10.

図10の結果より、いずれの方向も精度の高い分類器では、F値が0.9程度であった。なお、図11の結果より、分類器による評価にばらつきが生じることもわかった。従って、この評価実験より、本検出装置100を用いることによって高精度で眼球の向きが検出されることが検証された。 The results in Figure 10 show that the F-measure for the highly accurate classifier for each direction was approximately 0.9. The results in Figure 11 also show that there is variation in the evaluation by the classifier. Therefore, this evaluation experiment verified that the eye direction can be detected with high accuracy by using this detection device 100.

(眼球の運動(眼球の移動方向)の検出) (Detection of eye movement (direction of eye movement))

次に、目の活動として眼球の運動、特に眼球の移動方向を検出する場合について説明する。発明者は、眼球の移動方向は眼球の向きの変化で表されるという視点に立ち、眼球の向きが皮膚までの距離のセンシング結果で表されるという発明者の見出した原理より、眼球の移動方向が短い時間間隔でのセンサ値の変化量から得られることを見出した。 Next, we will explain the case of detecting eye movement, particularly the direction of eye movement, as an example of eye activity. From the perspective that the direction of eye movement is represented by a change in the orientation of the eye, the inventors have discovered that the direction of eye movement can be obtained from the amount of change in the sensor value over a short time interval, based on the principle they discovered that the orientation of the eye is represented by the sensing results of the distance to the skin.

そこで、目の活動として眼球の移動方向を検出する場合、図12を参照して、学習モデル115の機械学習に用いられる教師データには、例えば、上下左右などの特定の方向に眼球を移動させた際の特徴量を入力データT1とした。この場合に用いる特徴量は、目の近傍の複数個所の皮膚の状態の変化を表すものであり、一例として、図12の折れ線グラフで示されたような、各センサ31-1~32-12について一定期間の最初のセンサ値と最後のセンサ値との差分、などである。好ましくは、センサ信号に対して平滑化処理を行ってノイズを軽減させて用いる。一定期間は、例えば、0.3秒程度である。図12のグラフでは、上下左右それぞれについて、各センサからの一定期間の最初のセンサ値と最後のセンサ値との差分が示されている。 Therefore, when detecting the direction of eye movement as eye activity, referring to FIG. 12, the training data used for the machine learning of the learning model 115 is, for example, a feature value when the eye is moved in a specific direction, such as up, down, left, or right, and the like, is used as input data T1. The feature value used in this case represents a change in the condition of the skin at multiple locations near the eye, and is, for example, the difference between the first sensor value and the last sensor value for a certain period for each of the sensors 31-1 to 32-12, as shown in the line graph of FIG. 12. Preferably, the sensor signal is smoothed to reduce noise before use. The certain period is, for example, about 0.3 seconds. The graph in FIG. 12 shows the difference between the first sensor value and the last sensor value for a certain period from each sensor for up, down, left, and right.

眼球の移動方向を検出する際、プロセッサ11は、センサ31-1~32-12から一定期間に得られたセンサ値から上記の特徴量を抽出し、図12のように機械学習された学習モデル115に入力する。プロセッサ11は、学習モデル115から移動方向の出力値を得ることで、眼球の移動方向を検出する。 When detecting the eye movement direction, the processor 11 extracts the above-mentioned features from the sensor values obtained from the sensors 31-1 to 32-12 over a certain period of time, and inputs them into the machine-learned learning model 115 as shown in FIG. 12. The processor 11 detects the eye movement direction by obtaining an output value of the movement direction from the learning model 115.

発明者は、検出装置100での眼球の向きの検出精度を検証するための評価実験を行った。具体的に、図13に示されたように、ディスプレイ200に相対して座し、正面を向いた被検者Hが、顔の向きを変化させずにディスプレイ200に表された4点のうちの2点間で視線移動を行い、その期間をセンシングした。1回の移動は2~3秒で行い、各方向合計20秒となる回数、行った。学習モデル115の学習には被検者Hの、検出用センサでのセンシング結果を用いた。 The inventors conducted an evaluation experiment to verify the accuracy of eye direction detection by the detection device 100. Specifically, as shown in FIG. 13, subject H, sitting facing the display 200 and facing forward, moved his/her gaze between two of the four points shown on the display 200 without changing the direction of his/her face, and the period of movement was sensed. Each movement took 2-3 seconds, and was repeated a total of 20 seconds in each direction. The sensing results of subject H using the detection sensor were used to train the learning model 115.

図14は、評価実験の結果として、下方向、左方向、右方向、上方向それぞれの認識精度を示している。認識精度は、K近傍法(Knn:K Nearest Neighbor)、サポートベクターマシン(SVM:support vector machine)、決定木(Decision Tree)、及び、ランダムフォレスト(Random Forest)それぞれの分類器を用いた場合のF値で表している。図15は、分類器ごとの4方向のF値の平均値である。 Figure 14 shows the recognition accuracy for the downward, leftward, rightward, and upward directions as a result of the evaluation experiment. The recognition accuracy is expressed as the F-score when using each of the following classifiers: K Nearest Neighbor (Knn), support vector machine (SVM), decision tree, and random forest. Figure 15 shows the average F-score for each classifier in the four directions.

図14の結果より、いずれの方向も精度の高い分類器では、F値が0.9程度であった。また、図15の結果より、4方向の平均で見ると分類器による評価にばらつきが大きくは生じないこともわかった。従って、この評価実験より、本検出装置100を用いることによって高精度で眼球の移動方向が検出されることが検証された。 The results in Figure 14 show that the F-measure for the highly accurate classifier in each direction was approximately 0.9. The results in Figure 15 also show that there is not much variation in the evaluation by the classifier when averaging the four directions. Therefore, this evaluation experiment verified that the eye movement direction can be detected with high accuracy by using this detection device 100.

<3.付記>
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
<3. Notes>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

10 :演算装置
11 :プロセッサ
12 :メモリ
13 :通信装置
14 :出力装置
30 :メガネ
31-1 :センサ
31-2 :センサ
31-3 :センサ
31-4 :センサ
31-5 :センサ
31-6 :センサ
31-7 :センサ
31-8 :センサ
31-9 :センサ
31-10 :センサ
31-11 :センサ
31-12 :センサ
32-1 :センサ
32-2 :センサ
32-3 :センサ
32-4 :センサ
32-5 :センサ
32-6 :センサ
32-7 :センサ
32-8 :センサ
32-9 :センサ
32-10 :センサ
32-11 :センサ
32-12 :センサ
100 :検出装置
111 :特徴量抽出処理
114 :判定処理
115 :学習モデル
117 :出力制御処理
121 :ユーザデータ
122 :プログラム
200 :ディスプレイ
H :被検者
LA :右目用レンズ
LB :左目用レンズ
P1 :開始点
P2 :終了点
P3 :折り返し点
R :領域
T1 :入力データ
T2 :出力データ
10: Calculation device 11: Processor 12: Memory 13: Communication device 14: Output device 30: Glasses 31-1: Sensor 31-2: Sensor 31-3: Sensor 31-4: Sensor 31-5: Sensor 31-6: Sensor 31-7: Sensor 31-8: Sensor 31-9: Sensor 31-10: Sensor 31-11: Sensor 31-12: Sensor 32-1: Sensor 32-2: Sensor 32-3: Sensor 32-4: Sensor 32-5: Sensor 32-6: Sensor 32-7: Sensor 32-8: Sensor 32-9: Sensor 32-10: Sensor 32-11: Sensor 32-12: Sensor 100: Detection device 111: Feature extraction process 114: Judgment process 115: Learning model 117 : Output control process 121 : User data 122 : Program 200 : Display H : Subject LA : Right eye lens LB : Left eye lens P1 : Start point P2 : End point P3 : Turning point R : Region T1 : Input data T2 : Output data

Claims (5)

目の活動を検出する検出装置であって、
目の近傍の複数個所の皮膚までの距離を検出する複数の赤外線距離センサと、
前記複数の赤外線距離センサからの信号を用いて前記目の活動を算出する演算部と、を備え、
前記演算部によって算出される前記目の活動は、視線の移動方向を含み、
前記演算部は、
前記目の近傍の前記複数個所の皮膚までの前記距離それぞれのセンシング結果を示す複数のセンサ信号を受信し、
前記複数のセンサ信号から、前記複数個所の皮膚の状態変化を表す特徴量を抽出し、
前記特徴量は、前記複数の赤外線距離センサからの一定期間の最初の前記センサ信号と最後の前記センサ信号との差分を含み、
前記複数個所の皮膚の状態変化を表す前記特徴量を演算モデルに入力し、前記演算モデルの出力として前記視線の移動方向の判定結果を得るよう構成され、
前記演算モデルは、入力値としての前記複数個所の皮膚の状態変化を表す特徴量、及び、出力値としての前記特徴量に対応した視線の移動方向を、学習データとして得られた機械学習モデルであり、
前記判定結果は、前記視線の移動方向の判定結果として、上方向・下方向・左方向・右方向の判定結果を含み、
前記目の近傍の複数個所は、目の上及び目の下それぞれの左右方向の複数個所並びに目の左右のそれぞれの箇所を含み、
前記特徴量は、目の上及び目の下それぞれの左右方向の複数個所並びに目の左右のそれぞれの箇所の状態変化を表す、
検出装置。
1. A detection device for detecting eye activity, comprising:
a plurality of infrared distance sensors for detecting distances to a plurality of skin locations near the eye;
a calculation unit that calculates the eye activity using signals from the plurality of infrared distance sensors;
The eye activity calculated by the calculation unit includes a gaze movement direction,
The calculation unit is
receiving a plurality of sensor signals indicative of respective sensing results of the distances to the plurality of skin locations proximate the eye;
extracting features representing changes in skin condition at the plurality of locations from the plurality of sensor signals;
the feature amount includes a difference between an initial sensor signal and a final sensor signal during a certain period from the plurality of infrared distance sensors;
The feature amount representing the change in the state of the skin at the plurality of locations is input to a computation model, and a determination result of the movement direction of the gaze is obtained as an output of the computation model,
The computational model is a machine learning model that has, as learning data, feature values representing changes in skin condition at the multiple locations as input values and gaze movement directions corresponding to the feature values as output values;
the determination result includes a determination result of an upward direction, a downward direction, a leftward direction, and a rightward direction as a determination result of a movement direction of the line of sight,
The plurality of locations near the eye include a plurality of locations above the eye and below the eye in the left and right directions, and locations on the left and right sides of the eye,
The feature amount represents a state change of a plurality of locations above and below the eye in the left and right directions, and each location on the left and right sides of the eye.
Detection device.
前記演算部によって算出される前記目の活動は、瞬き及び視線の向きを更に含む
請求項1に記載の検出装置。
The detection device according to claim 1 , wherein the eye activity calculated by the calculation unit further includes blinking and gaze direction .
前記演算モデルに入力される前記特徴量は、判定される前記目の活動の種類に応じた特徴量である
請求項2に記載の検出装置。
The detection device according to claim 2 , wherein the feature amount input to the computational model is a feature amount corresponding to a type of the eye activity to be determined.
前記赤外線距離センサの検出範囲が前記目の近傍となるように被検者の顔に装着可能なメガネ型である
請求項1~のいずれか一項に記載の検出装置。
The detection device according to claim 1 , wherein the detection device is in the form of glasses that can be worn on the subject's face so that the detection range of the infrared distance sensor is in the vicinity of the eyes.
目の近傍の複数個所の皮膚までの距離を複数の赤外線距離センサによってセンシングし、
前記複数の赤外線距離センサによる前記センシングの結果を示す複数のセンサ信号を演算部が受信し、
前記演算部が、前記複数のセンサ信号から、前記複数個所の皮膚の状態変化を表す特徴量を抽出し、
前記演算部が、前記複数個所の皮膚の状態変化を表す前記特徴量を演算モデルに入力し、前記演算モデルの出力として視線の移動方向の判定結果を得る、
ことを備え、
前記特徴量は、前記複数の赤外線距離センサからの一定期間の最初の前記センサ信号と最後の前記センサ信号との差分を含み、
前記演算モデルは、入力値としての前記複数個所の皮膚の状態変化を表す特徴量、及び、出力値としての前記特徴量に対応した視線の移動方向を、学習データとして得られた機械学習モデルであり、
前記判定結果は、前記視線の移動方向の判定結果として、上方向・下方向・左方向・右方向の判定結果を含み、
前記目の近傍の複数個所は、目の上及び目の下それぞれの左右方向の複数個所並びに目の左右のそれぞれの箇所を含み、
前記特徴量は、目の上及び目の下それぞれの左右方向の複数個所並びに目の左右のそれぞれの箇所の状態変化を表す、
検出方法。
sensing distances to a plurality of skin points near the eye using a plurality of infrared distance sensors;
a calculation unit receiving a plurality of sensor signals indicating the results of the sensing by the plurality of infrared distance sensors;
The calculation unit extracts feature amounts representing changes in skin conditions at the plurality of locations from the plurality of sensor signals,
the calculation unit inputs the feature amounts representing the changes in the skin condition at the plurality of locations into a calculation model, and obtains a determination result of the gaze movement direction as an output of the calculation model;
Prepare for this.
the feature amount includes a difference between an initial sensor signal and a final sensor signal during a certain period from the plurality of infrared distance sensors;
The computational model is a machine learning model that has, as learning data, feature values representing changes in skin condition at the multiple locations as input values and gaze movement directions corresponding to the feature values as output values;
the determination result includes a determination result of an upward direction, a downward direction, a leftward direction, and a rightward direction as a determination result of a movement direction of the line of sight,
The plurality of locations near the eye include a plurality of locations above the eye and below the eye in the left and right directions, and locations on the left and right sides of the eye,
The feature amount represents a state change of a plurality of locations above and below the eye in the left and right directions, and each location on the left and right sides of the eye.
Detection methods.
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