瞬目計測の適用

著者らの先行研究[38, 87]において，3.3.2項の方法で瞬目時波形を抽出し，瞬目 の特徴パラメータを検討した．このとき，検討の対象とした瞬目サンプルは，目 視の結果と比べて自動抽出に成功したもののみとした．これは，瞬目の特徴の本 質を捉えることを目指して加えた条件であり，該当の先行研究[38, 87]においては 適切であった．しかし，オンライン処理においては，目視と大きくことなる瞬目 時波形（抽出不良）を手動でとり除くことはできない．そこで，著者は瞬目抽出

において3.3.2項の方法をもとに開始点や終了点の決定条件を追加し，抽出不良の

発生を抑えることを目指す[43]．なお，本論文における「オンライン処理」とは，

リアルタイムに処理される瞬目計測のうち，記録済みの動画像ではなく，ビデオ カメラから逐次入力される動画像を対象としたものを指す．

予備実験により確かめたところ，抽出不良を生じる原因は主に2つであること がわかった．一つは，表情の変化や視線移動によって生じる開眼中のまぶたの動 きを，誤って開始点として検出する場合である．もう一つは，開始点は正しく検

出されたものの，閉眼中のまぶたの動きにより誤って終了点を検出してしまう場 合である．これらはいずれも，瞬目波形の振幅方向の情報を用いることで対処で きる．一般に，瞬目発生時には瞬目波形のサンプル値が大きく変化する．とくに，

閉眼時波形では開眼状態を時系列の先頭としてサンプル値が大きく減少し，開眼 時波形では閉眼状態を先頭として大きく増加する．著者らの先行研究において，瞬 目の最大振幅値の半値をしきい値とすれば瞬目発生時のサンプル値の大きな変化 を検出できることがわかっている[105]．この知見を用い，サンプル値において閉 眼時波形または開眼時波形の候補から瞬目の最大振幅値の半値をこえる変化があ るものをしきい値判定により選択すると，上述した抽出不良の原因となるような まぶたの動きによる小さなサンプル値の変化の誤検出を抑えることが期待できる．

このとき，オンラインでの計測においては瞬目の終了点が確定する前には対象 の瞬目の最大振幅値が不明であり，最大振幅値の推定が必要である．著者らの瞬 目種類識別においては，キャリブレーション時に得られる瞬目から正規化された 最大振幅値のパラメータの代表値（平均値）を得ることができる（パラメータ値

は0.2〜0.7程度となる）ため，これに瞬目抽出処理において得られた開始点の候

補（閉眼時波形の先頭のサンプル値）を乗じると，対象とした瞬目の最大振幅値 の推定値を得ることができる．この最大振幅値の推定値を含めた具体的なしきい 値の算出法を，以下にそれぞれ述べる．

設定するしきい値の模式図を図5.6に示す．図5.6において，縦軸は眼球開口部 面積，横軸は時間軸をそれぞれ表している．開始点の検出については，差分値が

3.3.2項の式3.5以下の期間を閉眼時波形の候補とし，時系列に走査した末尾の点

P_e1におけるサンプル値A_e1が次に示すしきい値A_th1以下であればその期間を閉眼 時波形として確定して，その時系列の先頭のサンプル点P_s1を開始点と決定する．

A_th1 = A_s1−A_s1×MA_iv

2 (5.1)

式5.1において，A_s1は閉眼時波形の候補において時系列に走査した先頭のサン

サンプル点（1/60秒）

眼球開口部面積 

Ps1(As1)

Pe1(Ae1)

P_e2(A_e2)

Ps2(As2) Ath1

Ath2

図 5.6: オンライン瞬目抽出のためのしきい値[43]

発性瞬目の正規化された最大振幅値パラメータの平均値を示す．この第2項の分 子(A_s1×MA_iv)が，上述した最大振幅値の推定値に相当する．また，終了点の検 出については，差分値が3.3.2項の式3.4以上の期間を開眼時波形の候補とし，時 系列に走査した末尾の点P_e2におけるサンプル値A_e2が次に示すしきい値A_th2以 上であればその期間を開眼時波形として確定し，末尾のサンプル点 P_e2を終了点 と決定する．

A_th2 = A_e1+ A_s1×MA_iv

2 (5.2)

式5.2において，A_e1は上述の式5.1によって確定した閉眼時波形の末尾のサン プル値を示している．そのほかの変数は，式5.1と同様である．以上の式5.1およ び式5.2の最大振幅値パラメータには，自発性瞬目の値のみを用いている．一般 に，随意性瞬目よりも自発性瞬目のほうが最大振幅値は小さい傾向にあり[87]，正 しく抽出するための条件が厳しい．そのため，これらの設定によれば随意性瞬目 についても正しく抽出可能であると推測できる．

なお，式5.2の条件により，ごく少数ではあるが瞬目の終了点が検出できない場 合が確認された．そのため，瞬目の持続時間が次に述べる設定値（しきい値）を こえた場合は瞬目開始点の誤検出とみなし，識別対象から除外する．誤検出判定 のしきい値を適切に設定するため，著者らの先行研究[87]において，対象とした

被験者10名の中で随意性瞬目の持続時間の平均値が最大であった例を参考に，持 続時間の平均値(約1.36秒)とその標準偏差（約0.38秒）の2倍の和を求めて2.12 秒という値を得た．一般に，随意性瞬目の持続時間はこれよりも短くなると考え られるが，さらに少しの余裕をもたせ2.5秒を誤検出判定のしきい値に採用した．