JP6167614B2 - Blood flow index calculation program, blood flow index calculation device, and blood flow index calculation method - Google Patents

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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、血流指標算出プログラム、血流指標算出装置および血流指標算出方法に関する。   The present invention relates to a blood flow index calculation program, a blood flow index calculation device, and a blood flow index calculation method.

健康管理の一環として、脈波伝播速度や血圧の測定がなされている。例えば、血圧を測定する場合には、被験者の腕にカフを装着し、カフで腕を圧迫して動脈を閉塞し、その後、カフを減圧する過程で血管壁に生じる振動を用いて血圧を測定する。   As part of health management, pulse wave velocity and blood pressure are measured. For example, when measuring blood pressure, wear a cuff on the subject's arm, press the arm with the cuff to occlude the artery, and then measure the blood pressure using vibration generated in the blood vessel wall in the process of decompressing the cuff. To do.

しかしながら、上記の血圧計は、例えば、血圧を測定する手順が多いので面倒、装置自体が大きいので常時携帯しにくい、血圧の測定時に腕が加圧されるので煩わしいといった欠点がある。   However, the above sphygmomanometer has the disadvantages that, for example, there are many procedures for measuring blood pressure, which is troublesome, the device itself is large and difficult to carry at all times, and the arm is pressurized when measuring blood pressure, which is troublesome.

このことから、利便性の向上を目的として、例えば、腕時計型血圧測定装置が提案されている。腕時計型血圧測定装置には、小型で日常的に携帯される腕時計に血圧を測定する機能が組み込まれる。腕時計型血圧測定装置は、左手首に装着され、フォトトランジスタと心電波を検出する電極である心電波検出電極とが横に並んで設けられている正面部の上に右手指先が置かれる。腕時計型血圧測定装置は、心電波検出電極の上に置かれた右手指先と心電波検出電極に接触している左手首とから心電波を検出し、フォトトランジスタの上に置かれた右手指先の血流から指の脈波を検出する。そして、腕時計型血圧測定装置は、心電波が検出されてから指の脈波が検出されるまでの遅延時間を測定し、遅延時間に基づいて血圧を算出する。   For this reason, for example, a wristwatch type blood pressure measurement device has been proposed for the purpose of improving convenience. The wristwatch-type blood pressure measurement device incorporates a function for measuring blood pressure in a small-sized wristwatch that is routinely carried. The wristwatch-type blood pressure measurement device is worn on the left wrist, and a right fingertip is placed on a front portion in which a phototransistor and a cardiac radio wave detection electrode which is an electrode for detecting cardiac radio waves are provided side by side. The wristwatch-type blood pressure measuring device detects cardiac radio waves from the right hand fingertip placed on the cardiac radio wave detection electrode and the left wrist in contact with the cardiac radio wave detection electrode, and the right fingertip placed on the phototransistor The finger pulse wave is detected from the blood flow. Then, the wristwatch-type blood pressure measurement device measures a delay time from the detection of the heart wave to the detection of the finger pulse wave, and calculates the blood pressure based on the delay time.

特開平4−200439号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-200439 特開2007−319246号公報JP 2007-319246 A

しかしながら、上記の技術は、余計なハードウェアなしには血圧を測定できない。   However, the above technique cannot measure blood pressure without extra hardware.

例えば、上記の腕時計型血圧測定装置は、心電波検出電極やフォトトランジスタなどといった一般の腕時計には組み込まれていない専用のハードウェアを用いて心電波と指の脈波との間での遅延時間を測定する。このため、腕時計型血圧測定装置は、専用のハードウェアを搭載しないと遅延時間および血圧を測定できない。   For example, the wristwatch-type blood pressure measuring device described above uses a dedicated hardware that is not incorporated in a general wristwatch, such as a cardiac radio wave detection electrode or a phototransistor, to delay time between the cardiac radio wave and the pulse wave of the finger. Measure. For this reason, the wristwatch-type blood pressure measurement device cannot measure the delay time and blood pressure unless dedicated hardware is installed.

なお、ここでは、血圧の測定について説明したが、遅延時間から求まる脈波伝播速度についても同様に専用のハードウェアを搭載しないと測定できない。   Although the measurement of blood pressure has been described here, the pulse wave propagation velocity obtained from the delay time cannot be measured unless dedicated hardware is also installed.

1つの側面では、余計なハードウェアなしに血流に関する指標を算出できる血流指標算出プログラム、血流指標算出装置および血流指標算出方法を提供することを目的とする。   An object of one aspect is to provide a blood flow index calculation program, a blood flow index calculation apparatus, and a blood flow index calculation method that can calculate an index related to blood flow without extra hardware.

一態様の血流指標算出プログラムは、コンピュータに、第1のカメラによって第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体の脈波を検出し、第2のカメラによって前記第1の生体とは部位が異なる第2の生体が撮像された画像から前記第2の生体の脈波を検出し、前記第1の生体の脈波と前記第2の生体の脈波との遅延量を算出し、前記遅延量を用いて血流に関する指標を算出し、前記第1のカメラを有する端末の傾きを検出し、前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離を算出し、前記端末の傾き及び前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差を算出し、前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差に基づいて、前記血流に関する指標を補正する処理を実行させる。 According to one aspect of the blood flow index calculation program, a computer detects a pulse wave of the first living body from an image of the first living body captured by the first camera , and uses the second camera to detect the first living body. calculating a delay amount of said second detecting a pulse wave of a living body, pulse wave of the first pulse wave and the second biological biological from an image in which the second organism different sites is captured and Then, an index relating to blood flow is calculated using the delay amount, an inclination of a terminal having the first camera is detected, and the first living body is imaged from the image obtained by capturing the first living body by the first camera. The distance between the living body and the first camera is calculated, and the first living body and the first camera are calculated from the inclination of the terminal and the distance between the first living body and the first camera. Difference in height between the first living body and the first camera Based on the difference between the, to execute processing for correcting an indication as to the blood flow.

一実施形態によれば、余計なハードウェアなしに血流に関する指標を算出できる。   According to one embodiment, an index relating to blood flow can be calculated without extra hardware.

図1は、実施例1に係る血流指標算出装置の機能的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the blood flow index calculating apparatus according to the first embodiment. 図2は、撮影方法の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a photographing method. 図3は、G信号およびR信号の各信号のスペクトルの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the spectrum of each signal of the G signal and the R signal. 図4は、G成分および補正係数kが乗算されたR成分の各信号のスペクトルの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a spectrum of each signal of the R component multiplied by the G component and the correction coefficient k. 図5は、演算後のスペクトルの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a spectrum after calculation. 図6は、第1の波形検出部の機能的構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the first waveform detection unit. 図7は、顔の脈波および指の脈波の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of a facial pulse wave and a finger pulse wave. 図8は、実施例1に係る血流指標算出処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of blood flow index calculation processing according to the first embodiment. 図9は、実施例1に係る第1の検出処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the procedure of the first detection process according to the first embodiment. 図10は、実施例1に係る第2の検出処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating the procedure of the second detection process according to the first embodiment. 図11は、実施例2に係る血流指標算出装置の機能的構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the blood flow index calculation device according to the second embodiment. 図12は、顔及びインカメラの高さの差の算出方法の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for calculating the difference in height between the face and the in-camera. 図13は、実施例2に係る血流指標補正処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of blood flow index correction processing according to the second embodiment. 図14は、複数のフレーム周波数の変更方法の一例を示すグラフである。FIG. 14 is a graph illustrating an example of a method for changing a plurality of frame frequencies. 図15は、実施例1〜実施例3に係る血流指標算出プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of a computer that executes a blood flow index calculation program according to the first to third embodiments.

以下に、本願の開示する血流指標算出プログラム、血流指標算出装置および血流指標算出方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。   Embodiments of a blood flow index calculation program, a blood flow index calculation device, and a blood flow index calculation method disclosed in the present application will be described below in detail with reference to the drawings. Note that this embodiment does not limit the disclosed technology. Each embodiment can be appropriately combined within a range in which processing contents are not contradictory.

[血流指標算出装置の構成]
まず、本実施例に係る血流指標算出装置の機能的構成について説明する。図1は、実施例1に係る血流指標算出装置の機能的構成を示すブロック図である。図1に示す血流指標算出装置10は、2つのカメラによって生体の異なる2つの部位が撮像された画像を用いて2つの部位の脈波を検出し、脈波間での遅延量から血流に関する指標を算出する血流指標算出処理を実行するものである。ここで言う「脈波」とは、血液の体積の変動を指し、いわゆる心拍数や心拍波形などが含まれる。
[Configuration of blood flow index calculation device]
First, the functional configuration of the blood flow index calculation device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the blood flow index calculating apparatus according to the first embodiment. A blood flow index calculation apparatus 10 shown in FIG. 1 detects pulse waves of two parts using images obtained by imaging two different parts of a living body with two cameras, and relates to blood flow from a delay amount between the pulse waves. The blood flow index calculation process for calculating the index is executed. “Pulse wave” as used herein refers to fluctuations in blood volume, and includes so-called heart rate and heart rate waveform.

一態様としては、血流指標算出装置10は、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして提供される血流指標算出プログラムを所望のコンピュータにインストールさせることによって実装できる。例えば、スマートフォン、携帯電話機やPHS(Personal Handyphone System)などの移動体通信網に接続可能な移動体通信端末に上記の血流指標算出プログラムをインストールさせる。また、移動体通信網に接続可能な移動体通信端末に限らず、移動体通信網に接続する能力を持たないデジタルカメラやタブレット端末に上記の血流指標算出プログラムをインストールさせてもよい。これによって、移動体通信端末やタブレット端末等の携帯端末を血流指標算出装置10として機能させることができる。なお、ここでは、血流指標算出装置10の実装例として携帯端末を例示したが、パーソナルコンピュータを始めとする据置き型の端末装置に血流指標算出プログラムをインストールさせることもできる。   As an aspect, the blood flow index calculation device 10 can be implemented by installing a blood flow index calculation program provided as package software or online software on a desired computer. For example, the blood flow index calculation program is installed in a mobile communication terminal that can be connected to a mobile communication network such as a smartphone, a mobile phone, or a PHS (Personal Handyphone System). Further, the blood flow index calculation program may be installed not only in the mobile communication terminal that can be connected to the mobile communication network but also in a digital camera or tablet terminal that does not have the ability to connect to the mobile communication network. Thereby, a portable terminal such as a mobile communication terminal or a tablet terminal can be caused to function as the blood flow index calculating device 10. Here, a portable terminal is illustrated as an example of implementation of the blood flow index calculating device 10, but the blood flow index calculating program can be installed in a stationary terminal device such as a personal computer.

図1に示すように、血流指標算出装置10は、インカメラ11aと、アウトカメラ11bと、第1の取得部12aと、第2の取得部12bと、抽出部13と、第1の波形検出部15aと、第2の波形検出部15bとを有する。さらに、血流指標算出装置10は、第1のピーク検出部16aと、第2のピーク検出部16bと、遅延量算出部17と、伝播速度算出部18と、血圧算出部19とを有する。なお、血流指標算出装置10は、図1に示した機能部以外にも既知の携帯端末が有する各種の機能部を有することとしてもかまわない。例えば、血流指標算出装置10は、タッチパネルやディスプレイなどの入出力デバイス、アンテナ、移動体通信網との接続を実行する無線通信部、GPS(Global Positioning System)受信機や加速度センサなどの機能部をさらに有していてもかまわない。   As shown in FIG. 1, the blood flow index calculation device 10 includes an in-camera 11a, an out-camera 11b, a first acquisition unit 12a, a second acquisition unit 12b, an extraction unit 13, and a first waveform. It has a detector 15a and a second waveform detector 15b. Furthermore, the blood flow index calculation device 10 includes a first peak detection unit 16a, a second peak detection unit 16b, a delay amount calculation unit 17, a propagation velocity calculation unit 18, and a blood pressure calculation unit 19. In addition, the blood flow index calculation device 10 may include various functional units included in known mobile terminals in addition to the functional units illustrated in FIG. For example, the blood flow index calculating apparatus 10 includes functional units such as an input / output device such as a touch panel and a display, an antenna, a wireless communication unit that performs connection with a mobile communication network, a GPS (Global Positioning System) receiver, and an acceleration sensor. You may have more.

インカメラ11aおよびアウトカメラ11bは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を搭載する撮像装置である。例えば、インカメラ11aおよびアウトカメラ11bには、R(red)、G(green)、B(blue)など3種以上の受光素子を搭載することができる。   The in-camera 11a and the out-camera 11b are imaging devices equipped with imaging elements such as a charge coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). For example, the in-camera 11a and the out-camera 11b can be equipped with three or more types of light receiving elements such as R (red), G (green), and B (blue).

このうち、インカメラ11aは、図示しない液晶ディスプレイのある側に搭載されているカメラであり、携帯端末の利用者は、インカメラ11aによって利用者自身の画像を液晶ディスプレイに映し、その写り具合を確認しながら撮影できる。一方、アウトカメラ11bは、液晶ディスプレイのある側とは背面に搭載されているカメラであり、携帯端末の利用者は、アウトカメラ11bによって携帯端末の裏面にある景色を液晶ディスプレイに映して確認しながら風景や人物などの対象を撮影できる。なお、インカメラ11aは、液晶ディスプレイが存在する側であればいずれの位置に配置されてもよく、また、アウトカメラ11bは、インカメラ11aとは異なるカメラであればよく、インカメラ11aが存在する側の背面のいずれの位置に配置されてもよく、インカメラ11aが存在する側にインカメラと併置してもよい。   Among these, the in-camera 11a is a camera mounted on a side having a liquid crystal display (not shown), and the user of the mobile terminal projects an image of the user himself / herself on the liquid crystal display by the in-camera 11a, and changes its appearance. You can shoot while checking. On the other hand, the out camera 11b is a camera mounted on the back side of the side where the liquid crystal display is provided, and the user of the mobile terminal checks the scenery on the back side of the mobile terminal on the liquid crystal display by the out camera 11b. You can shoot subjects such as landscapes and people. The in-camera 11a may be arranged at any position on the side where the liquid crystal display is present, and the out-camera 11b may be a camera different from the in-camera 11a, and the in-camera 11a is present. It may be arranged at any position on the back side of the camera, and may be placed in parallel with the in camera on the side where the in camera 11a is present.

これらインカメラ11a及びアウトカメラ11bは、上記の血流指標算出プログラムが起動された場合に、撮像を並行して実行することによって異なる生体の部位を同時に撮像する。ここでは、一例として、インカメラ11aによって被験者の顔が第1の生体として撮影されるとともに、アウトカメラ11bによって被験者の指が第2の生体として撮影される場合を想定して以下の説明を行う。   The in-camera 11a and the out-camera 11b simultaneously image different biological parts by executing imaging in parallel when the blood flow index calculation program is started. Here, as an example, the following description will be made assuming that the face of the subject is photographed as the first living body by the in-camera 11a and the finger of the subject is photographed as the second living body by the out-camera 11b. .

図2は、撮影方法の一例を示す図である。図2に示すように、インカメラ11aは、血流指標算出装置10の液晶ディスプレイ側を撮像範囲に収め、その撮像範囲内に存在する被写体を撮像する。このとき、血流指標算出装置10の液晶ディスプレイには、インカメラ11aが撮影する画像を表示しつつ、利用者の鼻を映す目標位置を照準として表示させることもできる。このように、利用者の目、耳、鼻や口などの顔パーツの中でも利用者の鼻が撮影範囲の中心部分に収まった画像を撮影できるようにガイダンスする。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a photographing method. As shown in FIG. 2, the in-camera 11 a places the liquid crystal display side of the blood flow index calculation device 10 in the imaging range, and images a subject existing in the imaging range. At this time, the target position that reflects the user's nose can be displayed as an aim on the liquid crystal display of the blood flow index calculation device 10 while displaying the image captured by the in-camera 11a. In this way, guidance is provided so that an image in which the user's nose is within the center of the shooting range can be captured among facial parts such as the user's eyes, ears, nose and mouth.

一方、アウトカメラ11bは、液晶ディスプレイが設けられた面の背面を撮像範囲に収め、その撮像範囲内に存在する被写体を撮像する。このとき、アウトカメラ11bの撮像範囲に利用者の指が載置されるように各種のガイダンスを行うことができる。例えば、液晶ディスプレイ上でインカメラ11aによって撮像された利用者の顔の画像に「アウトカメラ11bに指を載置して下さい」などのメッセージを重畳して表示させることもできるし、当該メッセージをスピーカから音声出力させることもできる。これによって、利用者の指が撮影範囲に収まった画像を撮影できるようにガイダンスする。   On the other hand, the out camera 11b puts the back surface of the surface on which the liquid crystal display is provided in the imaging range, and images a subject existing in the imaging range. At this time, various kinds of guidance can be performed so that the user's finger is placed in the imaging range of the out camera 11b. For example, a message such as “Please place your finger on the out-camera 11b” can be superimposed on the face image of the user captured by the in-camera 11a on the liquid crystal display. It is also possible to output sound from a speaker. Thus, guidance is provided so that an image in which the user's finger is within the shooting range can be shot.

ここで、血流指標算出装置10は、インカメラ11a及びアウトカメラ11bの間で同期して画像を撮像する。例えば、インカメラ11aによって撮像される画像のフレームと、アウトカメラ11bによって撮像される画像のフレームとの両者がフレーム番号等を用いて対応付けられる。かかる対応付けによって、フレーム番号が同一である画像が同一の時刻に撮像された画像として以降の処理に用いられる。   Here, the blood flow index calculation device 10 captures an image in synchronization between the in-camera 11a and the out-camera 11b. For example, both the frame of the image captured by the in-camera 11a and the frame of the image captured by the out-camera 11b are associated using a frame number or the like. With this association, images having the same frame number are used for subsequent processing as images captured at the same time.

このように、本実施例に係るインカメラ11a及びアウトカメラ11bは、脈波伝播速度や血圧などの血流に関する指標を算出する場合には、2つのカメラの両方を起動し、2つのカメラの各々で撮像された画像をフレームごとに対応付ける。すなわち、撮影モードの切り換えによって一方のカメラが起動し、他方のカメラが停止された状態で1つのカメラを排他的に用いる一般の使用方法とは一線を画す。   Thus, the in-camera 11a and the out-camera 11b according to the present embodiment activate both of the two cameras when calculating an index relating to blood flow such as a pulse wave velocity and blood pressure. The captured images are associated with each frame. In other words, it differs from a general usage method in which one camera is exclusively activated while one camera is activated and the other camera is deactivated by switching the photographing mode.

その後、インカメラ11aによって撮像された顔の画像は、後述の第1の取得部12aへ出力されるとともに、アウトカメラ11bによって撮像された指の画像は、後述の第2の取得部12bへ出力される。なお、ここでは、撮像後に顔の画像及び指の画像が第1の取得部12a及び第2の取得部12bへ出力される場合を例示したが、必ずしも顔の画像や指の画像を直ちに第1の取得部12a及び第2の取得部12bへ出力せずともよい。例えば、図示しないフラッシュメモリやハードディスクなどの補助記憶装置またはメモリカードなどのリムーバブルメディアに顔の画像や指の画像を一時的に保存することもできる。   Thereafter, the face image captured by the in-camera 11a is output to the first acquisition unit 12a described later, and the finger image captured by the out-camera 11b is output to the second acquisition unit 12b described later. Is done. In addition, although the case where the face image and the finger image are output to the first acquisition unit 12a and the second acquisition unit 12b after imaging is illustrated here, the face image and the finger image are not necessarily displayed immediately. It is not necessary to output to the acquisition unit 12a and the second acquisition unit 12b. For example, a face image or a finger image can be temporarily stored in an auxiliary storage device such as a flash memory or a hard disk (not shown) or a removable medium such as a memory card.

図1の説明に戻り、第1の取得部12aは、第1の生体の画像を取得する処理部である。一態様としては、第1の取得部12aは、インカメラ11aによって撮像された顔の画像を取得する。他の一態様としては、第1の取得部12aは、顔の画像を蓄積する補助記憶装置またはリムーバブルメディアから顔の画像を取得することもできる。更なる一態様としては、第1の取得部12aは、外部装置からネットワークを介して受信した顔の画像を取得することもできる。   Returning to the description of FIG. 1, the first acquisition unit 12 a is a processing unit that acquires an image of the first living body. As an aspect, the first acquisition unit 12a acquires a face image captured by the in-camera 11a. As another aspect, the first acquisition unit 12a may acquire a face image from an auxiliary storage device that accumulates a face image or a removable medium. As a further aspect, the first acquisition unit 12a can also acquire a face image received from an external device via a network.

第2の取得部12bは、第2の生体の画像を取得する処理部である。一態様としては、第2の取得部12bは、アウトカメラ11bによって撮影された指の画像を取得する。他の一態様としては、第2の取得部12bは、上記の第1の取得部12aと同様に、指の画像を蓄積する補助記憶装置またはリムーバブルメディアから指の画像を取得することもできる。更なる一態様としては、第2の取得部12bは、上記の第1の取得部12aと同様に、外部装置からネットワークを介して受信した指の画像を取得することもできる。   The second acquisition unit 12b is a processing unit that acquires an image of the second living body. As an aspect, the second acquisition unit 12b acquires a finger image captured by the out camera 11b. As another aspect, the second acquisition unit 12b can acquire a finger image from an auxiliary storage device or a removable medium that accumulates the finger image, similarly to the first acquisition unit 12a. As a further aspect, the second acquisition unit 12b can acquire the image of the finger received from the external device via the network in the same manner as the first acquisition unit 12a.

これら第1の取得部12a及び第2の取得部12bは、CCDやCMOSなどの撮像素子による出力から得られる2次元のビットマップデータやベクタデータなどの画像データを用いて処理を実行する場合を例示したが、次の処理を実行させることとしてもよい。すなわち、第1の取得部12aおよび第2の取得部12bは、1つのディテクタから出力される信号をそのまま取得して後段の処理を実行させることとしてもかまわない。   The first acquisition unit 12a and the second acquisition unit 12b execute processing using image data such as two-dimensional bitmap data or vector data obtained from an output from an image sensor such as a CCD or a CMOS. Although illustrated, it is good also as performing the following process. That is, the first acquisition unit 12a and the second acquisition unit 12b may acquire the signal output from one detector as it is and execute the subsequent processing.

抽出部13は、第1の生体の画像から脈波の検出対象とする第1の生体の領域を抽出する処理部である。一態様としては、抽出部13は、第1の取得部12aによって顔の画像が取得される度に、当該画像にテンプレートマッチング等の画像処理を実行することによって所定の顔パーツ、例えば利用者の目、鼻、唇、頬や髪などを含む顔領域を抽出する。   The extraction unit 13 is a processing unit that extracts a region of the first living body that is a pulse wave detection target from the image of the first living body. As one aspect, each time the face image is acquired by the first acquisition unit 12a, the extraction unit 13 performs image processing such as template matching on the image to obtain a predetermined face part, for example, a user's Extract facial regions including eyes, nose, lips, cheeks and hair.

上記の顔領域の抽出後に、抽出部13は、顔領域に含まれる各画素が持つ画素値に所定の統計処理を実行する。例えば、抽出部13は、顔領域に含まれる各画素が持つ画素値を波長成分ごとに平均する。この他、平均値以外にも、中央値や最頻値を計算することとしてもよく、また、加重平均以外にも任意の平均処理、例えば加重平均や移動平均などを実行することもできる。これによって、顔領域に含まれる各画素が持つ画素値の平均値が当該顔領域を代表する代表値として波長成分ごとに算出される。   After extracting the face area, the extraction unit 13 performs a predetermined statistical process on the pixel value of each pixel included in the face area. For example, the extraction unit 13 averages the pixel values of the pixels included in the face area for each wavelength component. In addition to the average value, the median value and the mode value may be calculated. In addition to the weighted average, an arbitrary average process such as a weighted average or a moving average may be executed. As a result, an average value of pixel values of each pixel included in the face area is calculated for each wavelength component as a representative value representing the face area.

第1の波形検出部15aは、抽出部13によって抽出された領域に含まれる各画素の波長成分別の代表値の信号から、各波長成分の間で脈波が採り得る脈波周波数帯以外の特定周波数帯の成分が互いに相殺された信号の波形を検出する処理部である。   The first waveform detection unit 15a has a signal other than a pulse wave frequency band in which a pulse wave can be taken between each wavelength component from a signal of a representative value for each wavelength component of each pixel included in the region extracted by the extraction unit 13. It is a processing unit that detects a waveform of a signal in which components in a specific frequency band are canceled each other.

一態様としては、第1の波形検出部15aは、画像に含まれる3つの波長成分、すなわちR成分、G成分およびB成分のうち血液の吸光特定が異なるR成分とG成分の2つの波長成分の代表値の時系列データを用いて、顔の脈波の波形を検出する。   As an aspect, the first waveform detection unit 15a includes three wavelength components included in the image, that is, two wavelength components of R component, G component, and B component, which are different in R light absorption component and G component. The pulse waveform of the face is detected using time series data of the representative values.

これを説明すると、顔表面には、毛細血管が流れており、心拍により血管に流れる血流が変化すると、血流で吸収される光量も心拍に応じて変化するため、顔からの反射によって得られる輝度も心拍に伴って変化する。かかる輝度の変化量は小さいが、顔領域全体の平均輝度を求めると、輝度の時系列データには脈波成分が含まれる。ところが、輝度は、脈波以外に体動等によっても変化し、これが、脈波検出のノイズ成分、いわゆる体動アーチファクトとなる。そこで、血液の吸光特性の異なる2種類以上の波長、例えば吸光特性が高いG成分(525nm程度)、吸光特性が低いR成分(700nm程度)で脈波を検出する。心拍は、0.5Hz〜4Hz、1分あたりに換算すれば30bpm〜240bpmの範囲であるので、それ以外の成分はノイズ成分とみなすことができる。ノイズには、波長特性は無い、あるいはあっても極小であると仮定すると、G信号およびR信号の間で0.5Hz〜4Hz以外の成分は等しいはずであるが、カメラの感度差により大きさが異なる。それゆえ、0.5Hz〜4Hz以外の成分の感度差を補正して、G成分からR成分を減算すれば、ノイズ成分は除去されて脈波成分のみを取り出すことができる。   To explain this, there are capillaries on the face surface, and when the blood flow flowing through the blood vessels changes due to the heartbeat, the amount of light absorbed by the bloodstream also changes according to the heartbeat. The brightness that is produced also changes with the heartbeat. Although the amount of change in luminance is small, when the average luminance of the entire face region is obtained, the time-series data of luminance includes a pulse wave component. However, the luminance also changes due to body movement in addition to the pulse wave, and this becomes a noise component of pulse wave detection, so-called body movement artifact. Therefore, a pulse wave is detected with two or more wavelengths having different light absorption characteristics of blood, for example, a G component having a high light absorption characteristic (about 525 nm) and an R component having a low light absorption characteristic (about 700 nm). Since the heart rate is in the range of 30 bpm to 240 bpm when converted to 0.5 Hz to 4 Hz per minute, other components can be regarded as noise components. Assuming that noise does not have wavelength characteristics or is minimal even if it is present, components other than 0.5 Hz to 4 Hz should be equal between the G signal and the R signal. Is different. Therefore, by correcting the sensitivity difference between components other than 0.5 Hz to 4 Hz and subtracting the R component from the G component, the noise component can be removed and only the pulse wave component can be extracted.

例えば、G成分及びR成分は、下記の式(1)および下記の式(2)によって表すことができる。下記の式(1)における「Gs」は、G信号の脈波成分を指し、「Gn」は、G信号のノイズ成分を指し、また、下記の式(2)における「Rs」は、R信号の脈波成分を指し、「Rn」は、R信号のノイズ成分を指す。また、ノイズ成分は、G成分およびR成分の間で感度差があるので、感度差の補正係数kは、下記の式(3)によって表される。   For example, the G component and the R component can be represented by the following formula (1) and the following formula (2). “Gs” in the following equation (1) indicates the pulse wave component of the G signal, “Gn” indicates the noise component of the G signal, and “Rs” in the following equation (2) indicates the R signal. “Rn” indicates the noise component of the R signal. Further, since the noise component has a sensitivity difference between the G component and the R component, the correction coefficient k for the sensitivity difference is expressed by the following equation (3).

Ga=Gs+Gn・・・(1)
Ra=Rs+Rn・・・(2)
k=Gn/Rn・・・(3)
Ga = Gs + Gn (1)
Ra = Rs + Rn (2)
k = Gn / Rn (3)

感度差を補正してG成分からR成分を減算すると、脈波成分Sは、下記の式(4)となる。これを上記の式(1)及び上記の式(2)を用いて、Gs、Gn、Rs及びRnによって表される式へ変形すると、下記の式(5)となり、さらに、上記の式(3)を用いて、補正係数kを消し、式を整理すると下記の式(6)が導出される。   When the sensitivity difference is corrected and the R component is subtracted from the G component, the pulse wave component S is expressed by the following equation (4). When this is transformed into the formula represented by Gs, Gn, Rs and Rn using the above formula (1) and the above formula (2), the following formula (5) is obtained, and further, the above formula (3 ) To eliminate the correction coefficient k and rearrange the equations, the following equation (6) is derived.

S=Ga−kRa・・・(4)
S=Gs+Gn−k(Rs+Rn)・・・(5)
S=Gs−(Gn/Rn)Rs・・・(6)
S = Ga-kRa (4)
S = Gs + Gn−k (Rs + Rn) (5)
S = Gs− (Gn / Rn) Rs (6)

ここで、G信号およびR信号は、吸光特性が異なり、Gs>(Gn/Rn)Rsである。したがって、上記の式(6)によってノイズが除去された脈波成分Sを算出することができる。   Here, the G signal and the R signal have different light absorption characteristics, and Gs> (Gn / Rn) Rs. Therefore, the pulse wave component S from which noise is removed can be calculated by the above equation (6).

図3は、G信号およびR信号の各信号のスペクトルの一例を示す図である。図3に示すグラフの縦軸は、信号強度を指し、また、横軸は、周波数(bpm)を指す。図3に示すように、G成分およびR成分は、撮像素子の感度が異なるので、両者の信号強度はそれぞれ異なる。その一方、R成分およびG成分は、いずれにおいても30bpm〜240bpmの範囲外、特に3bpm以上20bpm未満の特定周波数帯でノイズが現れることには変わりはない。このため、図3に示すように、3bpm以上20bpm未満の特定周波数帯に含まれる指定の周波数Fnに対応する信号強度をGn及びRnとして抽出できる。これらGn及びRnによって感度差の補正係数kを導出できる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the spectrum of each signal of the G signal and the R signal. The vertical axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the signal intensity, and the horizontal axis indicates the frequency (bpm). As shown in FIG. 3, since the sensitivity of the image sensor differs between the G component and the R component, the signal intensities of the two differ. On the other hand, in both the R component and the G component, there is no change in that noise appears outside the range of 30 bpm to 240 bpm, particularly in a specific frequency band of 3 bpm or more and less than 20 bpm. For this reason, as shown in FIG. 3, the signal intensity corresponding to the designated frequency Fn included in the specific frequency band of 3 bpm or more and less than 20 bpm can be extracted as Gn and Rn. The sensitivity difference correction coefficient k can be derived from these Gn and Rn.

図4は、G成分および補正係数kが乗算されたR成分の各信号のスペクトルの一例を示す図である。図4の例では、説明の便宜上、補正係数の絶対値を乗算した結果が図示されている。図4に示すグラフにおいても、縦軸は、信号強度を指し、また、横軸は、周波数(bpm)を指す。図4に示すように、G成分及びR成分の各信号のスペクトルに補正係数kが乗算された場合には、G成分およびR成分の各成分の間で感度が揃う。特に、特定周波数帯におけるスペクトルの信号強度は、大部分においてスペクトルの信号強度が略同一になっている。その一方で、実際に脈波が含まれる周波数の周辺領域400は、G成分およびR成分の各成分の間でスペクトルの信号強度が揃っていない。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a spectrum of each signal of the R component multiplied by the G component and the correction coefficient k. In the example of FIG. 4, the result of multiplying the absolute value of the correction coefficient is shown for convenience of explanation. Also in the graph shown in FIG. 4, the vertical axis indicates the signal strength, and the horizontal axis indicates the frequency (bpm). As shown in FIG. 4, when the spectrum of each signal of the G component and the R component is multiplied by the correction coefficient k, the sensitivity is uniform between the components of the G component and the R component. In particular, the spectrum signal intensity in a specific frequency band is almost the same in most spectrum signals. On the other hand, in the peripheral region 400 of the frequency where the pulse wave is actually included, the signal intensity of the spectrum is not uniform between the G component and the R component.

図5は、演算後のスペクトルの一例を示す図である。図5では、脈波が現れている周波数帯の視認性を上げる観点から縦軸である信号強度の尺度を大きくして図示している。図5に示すように、G信号のスペクトルから補正係数kの乗算後のR信号のスペクトルが差し引かれた場合には、G成分およびR成分の間での吸光特性の差によって脈波が現れる信号成分の強度が可及的に維持された状態でノイズ成分が低減されていることがわかる。このようにしてノイズ成分だけが除去された脈波波形を検出することができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a spectrum after calculation. In FIG. 5, the scale of the signal intensity, which is the vertical axis, is enlarged from the viewpoint of improving the visibility of the frequency band in which the pulse wave appears. As shown in FIG. 5, when the spectrum of the R signal after the multiplication of the correction coefficient k is subtracted from the spectrum of the G signal, a signal in which a pulse wave appears due to the difference in the light absorption characteristics between the G component and the R component. It can be seen that the noise component is reduced with the strength of the component maintained as much as possible. In this way, it is possible to detect a pulse wave waveform from which only noise components have been removed.

続いて、第1の波形検出部の機能的構成についてさらに具体的に説明する。図6は、第1の波形検出部の機能的構成を示すブロック図である。図6に示すように、第1の波形検出部15aは、BPF(Band-Pass Filter)152R及び152Gと、抽出部153R及び153Gと、LPF(Low-Pass Filter)154R及び154Gと、算出部155と、BPF156R及び156Gと、乗算部157と、演算部158とを有する。なお、図3〜図5の例では、周波数空間にて脈波を検出する例を説明したが、図6では、周波数成分への変換にかかる時間を削減する観点から、時系列空間にてノイズ成分をキャンセルして脈波を検出する場合の機能的構成を図示している。   Next, the functional configuration of the first waveform detection unit will be described more specifically. FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration of the first waveform detection unit. As shown in FIG. 6, the first waveform detection unit 15a includes BPF (Band-Pass Filter) 152R and 152G, extraction units 153R and 153G, LPF (Low-Pass Filter) 154R and 154G, and a calculation unit 155. And BPFs 156R and 156G, a multiplication unit 157, and a calculation unit 158. In the example of FIGS. 3 to 5, the example in which the pulse wave is detected in the frequency space has been described. However, in FIG. 6, the noise in the time series space is reduced from the viewpoint of reducing the time required for the conversion to the frequency component. The functional structure in the case of detecting a pulse wave by canceling components is shown.

例えば、抽出部13から第1の波形検出部15aには、顔領域に含まれる各画素が持つR成分の画素値の代表値を信号値とするR信号の時系列データが入力されるとともに、顔領域に含まれる各画素が持つG成分の画素値の代表値を信号値とするG信号の時系列データが入力される。このうち、顔領域のR信号は、第1の波形検出部15a内のBPF152R及びBPF156Rへ入力されるとともに、顔領域のG信号は、第1の波形検出部15a内のBPF152G及びBPF156Gへ入力される。   For example, the time-series data of the R signal whose signal value is the representative value of the R component pixel value of each pixel included in the face area is input from the extraction unit 13 to the first waveform detection unit 15a. The time series data of the G signal having the representative value of the G component pixel value of each pixel included in the face area as a signal value is input. Among these, the R signal of the face area is input to the BPF 152R and BPF 156R in the first waveform detector 15a, and the G signal of the face area is input to the BPF 152G and BPF 156G in the first waveform detector 15a. The

BPF152R、BPF152G、BPF156R及びBPF156Gは、いずれも所定の周波数帯の信号成分だけを通過させてそれ以外の周波数帯の信号成分を除去するバンドパスフィルタである。これらBPF152R、BPF152G、BPF156R及びBPF156Gは、ハードウェアによって実装されることとしてもよいし、ソフトウェアによって実装されることとしてもよい。   Each of BPF 152R, BPF 152G, BPF 156R, and BPF 156G is a band-pass filter that passes only signal components in a predetermined frequency band and removes signal components in other frequency bands. These BPF 152R, BPF 152G, BPF 156R, and BPF 156G may be implemented by hardware, or may be implemented by software.

これらBPFが通過させる周波数帯の違いについて説明する。BPF152R及びBPF152Gは、ノイズ成分が他の周波数帯よりも顕著に現れる特定周波数帯の信号成分を通過させる。   The difference in the frequency band that the BPF passes will be described. The BPF 152R and the BPF 152G pass a signal component in a specific frequency band in which a noise component appears more noticeably than other frequency bands.

かかる特定周波数帯は、脈波が採り得る周波数帯との間で比較することによって定めることができる。脈波が採り得る周波数帯の一例としては、0.5Hz以上4Hz以下である周波数帯、1分あたりに換算すれば30bpm以上240bpm以下である周波数帯が挙げられる。このことから、特定周波数帯の一例としては、脈波として計測され得ない0.5Hz未満及び4Hz超過の周波数帯を採用することができる。また、特定周波数帯は、脈波が採り得る周波数帯との間でその一部が重複することとしてもよい。例えば、脈波として計測されることが想定しづらい0.7Hz〜1Hzの区間で脈波が採り得る周波数帯と重複することを許容し、1Hz未満及び4Hz以上の周波数帯を特定周波数帯として採用することもできる。また、特定周波数帯は、1Hz未満及び4Hz以上の周波数帯を外縁とし、ノイズがより顕著に現れる周波数帯に絞ることもできる。例えば、ノイズは、脈波が採り得る周波数帯よりも高い高周波数帯よりも、脈波が採り得る周波数帯よりも低い低周波数帯でより顕著に現れる。このため、1Hz未満の周波数帯に特定周波数帯を絞ることもできる。また、空間周波数がゼロである直流成分の近傍には、各成分の撮像素子の感度の差が多く含まれるので、0.05Hz以上1Hz未満の周波数帯に特定周波数帯を絞ることもできる。さらに、人の体の動き、例えば瞬きや体の揺れの他、環境光のチラツキなどのノイズが現れやすい0.05Hz以上0.3Hz以下の周波数帯に特定周波数帯を絞ることもできる。   Such a specific frequency band can be determined by comparing with a frequency band that can be taken by a pulse wave. An example of a frequency band that can be taken by a pulse wave is a frequency band of 0.5 Hz to 4 Hz, and a frequency band of 30 bpm to 240 bpm when converted per minute. From this, as an example of the specific frequency band, a frequency band of less than 0.5 Hz and more than 4 Hz that cannot be measured as a pulse wave can be employed. Further, the specific frequency band may partially overlap with the frequency band that can be taken by the pulse wave. For example, it is allowed to overlap with the frequency band that the pulse wave can take in the section of 0.7 Hz to 1 Hz that is difficult to be measured as a pulse wave, and the frequency band of less than 1 Hz and 4 Hz or more is adopted as the specific frequency band. You can also Further, the specific frequency band can be narrowed down to a frequency band in which noise is more noticeable with the frequency band of less than 1 Hz and 4 Hz or more as the outer edge. For example, noise appears more noticeably in a low frequency band lower than a frequency band that can take a pulse wave, rather than a high frequency band that is higher than a frequency band that the pulse wave can take. For this reason, a specific frequency band can also be narrowed down to a frequency band of less than 1 Hz. Further, since there are many differences in the sensitivity of the image sensor of each component in the vicinity of the direct current component where the spatial frequency is zero, the specific frequency band can be narrowed down to a frequency band of 0.05 Hz to less than 1 Hz. Furthermore, the specific frequency band can be narrowed down to a frequency band of 0.05 Hz or more and 0.3 Hz or less where noise such as flickering of ambient light other than human body movement, for example, blinking or shaking of the body, is likely to appear.

ここでは、一例として、BPF152R及びBPF152Gが特定周波数帯として0.05Hz以上0.3Hz以下の周波数帯の信号成分を通過させる場合を想定して以下の説明を行う。なお、ここでは、特定周波数帯の信号成分を抽出するために、バンドパスフィルタを用いる場合を例示したが、一定の周波数未満の周波数帯の信号成分を抽出する場合などには、ローパスフィルタを用いることもできる。   Here, as an example, the following description will be given assuming that the BPF 152R and the BPF 152G pass a signal component in a frequency band of 0.05 Hz to 0.3 Hz as a specific frequency band. Here, the case where a bandpass filter is used to extract a signal component in a specific frequency band is illustrated, but a low-pass filter is used when a signal component in a frequency band below a certain frequency is extracted. You can also

一方、BPF156R及びBPF156Gは、脈波が採り得る周波数帯、例えば0.5Hz以上4Hz以下の周波数帯の信号成分を通過させる。なお、以下では、脈波が採り得る周波数帯のことを「脈波周波数帯」と記載する場合がある。   On the other hand, the BPF 156R and the BPF 156G pass signal components in a frequency band that can be taken by a pulse wave, for example, a frequency band of 0.5 Hz to 4 Hz. Hereinafter, a frequency band that can be taken by a pulse wave may be referred to as a “pulse wave frequency band”.

抽出部153Rは、R信号の特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する。例えば、抽出部153Rは、R成分の特定周波数帯の信号成分の絶対値演算処理を実行することによって特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する。また、抽出部153Gは、G信号の特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する。例えば、抽出部153Gは、G成分の特定周波数帯の信号成分の絶対値演算処理を実行することによって特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する。   The extraction unit 153R extracts the absolute intensity value of the signal component in the specific frequency band of the R signal. For example, the extraction unit 153R extracts the absolute intensity value of the signal component in the specific frequency band by executing an absolute value calculation process of the signal component in the specific frequency band of the R component. Further, the extraction unit 153G extracts the absolute intensity value of the signal component in the specific frequency band of the G signal. For example, the extraction unit 153G extracts the absolute intensity value of the signal component in the specific frequency band by executing an absolute value calculation process of the signal component in the specific frequency band of the G component.

LPF154R及びLPF154Gは、特定周波数帯の絶対強度値の時系列データに対し、時間変化に応答させる平滑化処理を実行するローパスフィルタである。これらLPF154R及びLPF154Gは、LPF154Rへ入力される信号がR信号であり、LPF154Gへ入力される信号がG信号である以外に違いはない。かかる平滑化処理によって、特定周波数帯の絶対値強度R´n及びG´nが得られる。   The LPF 154R and the LPF 154G are low-pass filters that perform a smoothing process that responds to time changes on time-series data of absolute intensity values in a specific frequency band. The LPF 154R and the LPF 154G are the same except that the signal input to the LPF 154R is an R signal and the signal input to the LPF 154G is a G signal. By such smoothing processing, absolute value intensities R′n and G′n in a specific frequency band are obtained.

算出部155は、LPF154Gによって出力されたG信号の特定周波数帯の絶対値強度G´nを、LPF154Rによって出力されたR信号の特定周波数帯の絶対値強度R´nで除する除算「G´n/R´n」を実行する。これによって、感度差の補正係数kを算出する。   The calculation unit 155 divides the absolute value strength G′n of the specific frequency band of the G signal output by the LPF 154G by the absolute value strength R′n of the specific frequency band of the R signal output by the LPF 154R. n / R'n "is executed. Thereby, a correction coefficient k for the sensitivity difference is calculated.

乗算部157は、BPF156Rによって出力されたR信号の脈波周波数帯の信号成分に算出部155によって算出された補正係数kを乗算する。   The multiplier 157 multiplies the signal component in the pulse wave frequency band of the R signal output from the BPF 156R by the correction coefficient k calculated by the calculator 155.

演算部158は、BPF156Gによって出力されたG信号の脈波周波数帯の信号成分から乗算部157によって補正係数kが乗算されたR信号の脈波周波数帯の信号成分を差し引く演算「Gs−k*Rs」を実行する。このようにして得られた信号は、顔の脈波の波形に相当し、そのサンプリング周波数は画像が撮像されるフレーム周波数に対応する。なお、以下では、脈波の波形のことを「脈波波形」と記載する場合がある。   The calculation unit 158 subtracts the signal component of the pulse wave frequency band of the R signal multiplied by the correction coefficient k by the multiplication unit 157 from the signal component of the pulse wave frequency band of the G signal output by the BPF 156G “Gs−k *”. Rs "is executed. The signal thus obtained corresponds to the waveform of the facial pulse wave, and the sampling frequency thereof corresponds to the frame frequency at which the image is captured. Hereinafter, the waveform of the pulse wave may be referred to as “pulse wave waveform”.

図1の説明に戻り、第2の波形検出部15bは、第2の取得部によって取得された第2の生体の画像に含まれる各画素の波長成分の代表値の信号から、脈波周波数帯以外の特定周波数帯の成分が除去された信号の波形を検出する処理部である。一態様としては、第2の波形検出部15bは、指の画像に含まれる各画素の画素値に上記の統計処理を実行することによって代表値を算出する。このとき、第2の波形検出部15bは、3つの波長成分、すなわちR成分、G成分およびB成分のうちG成分の画素値に対象を絞って上記の統計処理を実行する。その上で、第2の波形検出部15bは、図示しないBPF等を用いて、指の画像のG成分の代表値の信号に含まれる特定周波数帯の信号成分を除去するとともに脈波周波数帯の信号成分を通過させる。これによって、脈波周波数帯の信号成分を抽出する。このように、第2の波形検出部15bによって出力される脈波周波数帯の信号の時系列データは、指の脈波波形に相当する。尚、第2の波形検出部15bは第1の波形検出部と同様にG成分の代表値とR成分の代表値から指の脈波波形を抽出しても良い。   Returning to the description of FIG. 1, the second waveform detection unit 15 b calculates the pulse wave frequency band from the signal of the representative value of the wavelength component of each pixel included in the image of the second living body acquired by the second acquisition unit. It is a processing part which detects the waveform of the signal from which the component of the specific frequency band other than is removed. As one aspect, the second waveform detection unit 15b calculates the representative value by executing the above statistical processing on the pixel value of each pixel included in the image of the finger. At this time, the second waveform detection unit 15b performs the statistical processing by focusing on the pixel value of the G component among the three wavelength components, that is, the R component, the G component, and the B component. Then, the second waveform detector 15b removes the signal component of the specific frequency band included in the signal of the representative value of the G component of the image of the finger using a BPF (not shown) and the like, and uses the pulse wave frequency band. Pass the signal component. Thereby, the signal component of the pulse wave frequency band is extracted. Thus, the time-series data of the pulse wave frequency band signal output by the second waveform detector 15b corresponds to the pulse wave waveform of the finger. Note that the second waveform detector 15b may extract the pulse waveform of the finger from the representative value of the G component and the representative value of the R component, similarly to the first waveform detector.

第1のピーク検出部16aは、第1の生体の脈波波形のピークを検出する処理部である。一態様としては、第1のピーク検出部16aは、第1の波形検出部15aによって検出される顔の脈波波形を時間微分することによって顔の脈波の微分波形を算出し、微分係数の符号が正から負へ変化するゼロクロス点、すなわちピークを示す極大点を検出する。例えば、第1のピーク検出部16aは、顔の脈波波形の振幅値が検出される度に、1つ前のサンプリング点で検出された振幅値の微分係数がゼロであるか否かを判定する。このとき、第1のピーク算出部16aは、1つ前のサンプリング点で検出された振幅値の微分係数がゼロである場合に、前後のサンプリング点で振幅値の微分係数の符号が正から負へ変化するか否かをさらに判定する。この結果、第1のピーク検出部16aは、前後で微分係数の符号が正から負へと変化する場合に、当該微分係数がゼロであるサンプリング点を顔の脈波波形のピークとして検出し、当該ピークが出現したサンプリング点の時間を図示しない内部メモリへ登録する。なお、ピークの検出は、必ずしも脈波波形の時間微分によって実現されずともよく、顔の脈波波形そのものから検出することとしてもかまわない。   The first peak detector 16a is a processor that detects the peak of the pulse waveform of the first living body. As one aspect, the first peak detector 16a calculates a differential waveform of the facial pulse wave by time-differentiating the facial pulse waveform detected by the first waveform detector 15a, and the differential coefficient A zero cross point where the sign changes from positive to negative, that is, a maximum point indicating a peak is detected. For example, the first peak detector 16a determines whether or not the differential coefficient of the amplitude value detected at the previous sampling point is zero each time the amplitude value of the face pulse waveform is detected. To do. At this time, when the differential coefficient of the amplitude value detected at the previous sampling point is zero, the first peak calculation unit 16a changes the sign of the differential coefficient of the amplitude value from positive to negative at the previous and subsequent sampling points. It is further determined whether or not to change. As a result, when the sign of the differential coefficient changes from positive to negative before and after, the first peak detector 16a detects the sampling point where the differential coefficient is zero as the peak of the pulse waveform of the face, The time of the sampling point at which the peak appears is registered in an internal memory (not shown). Note that the peak detection does not necessarily have to be realized by time differentiation of the pulse waveform, and may be detected from the face pulse waveform itself.

第2のピーク検出部16bは、第2の生体の脈波波形のピークを検出する処理部である。一態様としては、第2のピーク検出部16bは、上記の第1のピーク検出部16aと同様に、指の脈波の微分波形からゼロクロス点を検出することによって指の脈波波形のピークを検出し、ピークが出現したサンプリング点の時間を内部メモリに登録する。   The second peak detector 16b is a processor that detects the peak of the pulse waveform of the second living body. As one aspect, the second peak detector 16b detects the peak of the finger pulse waveform by detecting the zero-cross point from the differential waveform of the finger pulse wave, similar to the first peak detector 16a. Detect and register the time of the sampling point where the peak appears in the internal memory.

図7は、顔の脈波および指の脈波の一例を示すグラフである。図7に示すグラフの縦軸は、信号強度(振幅)を指し、また、横軸は、時間を指す。図7に示すように、顔の脈波では、ピークがT1の時点に出現する一方で、指の脈波では、ピークがT2の時点に出現する。これら顔の脈波及び指の脈波は、ピークが出現する時点が互いに異なり、指の脈波のピークの方が顔の脈波のピークよりも遅れていることがわかる。これは、心臓から送り出される血液が生体の各々の部位へ到達するタイミングには時間差があるからである。一般に、顔よりも指の方が心臓から離れているので、先に顔へ脈波が伝搬した後に指に伝搬することになる。   FIG. 7 is a graph showing an example of a facial pulse wave and a finger pulse wave. The vertical axis of the graph shown in FIG. 7 indicates signal intensity (amplitude), and the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 7, in the pulse wave of the face, the peak appears at the time point T1, while in the pulse wave of the finger, the peak appears at the time point T2. It can be seen that the facial pulse wave and the finger pulse wave have different points in time when the peaks appear, and the peak of the finger pulse wave is later than the peak of the facial pulse wave. This is because there is a time difference in the timing at which the blood delivered from the heart reaches each part of the living body. Generally, since the finger is farther from the heart than the face, the pulse wave first propagates to the face and then propagates to the finger.

遅延量算出部17は、第1の生体の脈波波形及び第2の生体の脈波波形の間での遅延量を算出する処理部である。一態様としては、遅延量算出部17は、第1のピーク検出部16aによって顔の脈波波形から検出されたピークの時間と、第2のピーク検出部16bによって指の脈波波形から検出されたピークの時間との間で時間差を算出することによって顔と指の脈波の遅延量を算出する。例えば、図7に示す例で言えば、遅延量算出部17は、時間T2から時間T1を減算することによって指と顔の間の遅延量を算出できる。なお、ここでは、指の脈波波形でピークが検出された時間T2から顔の脈波波形でピークが検出された時間T1を減算することとしたが、T1からT2を減算することとしてもよく、その場合には絶対値をとることによって同値を算出できる。   The delay amount calculation unit 17 is a processing unit that calculates a delay amount between the pulse wave waveform of the first living body and the pulse wave waveform of the second living body. As one aspect, the delay amount calculation unit 17 detects the peak time detected from the pulse wave waveform of the face by the first peak detection unit 16a and the pulse wave waveform of the finger by the second peak detection unit 16b. The amount of delay between the pulse waves of the face and finger is calculated by calculating the time difference between the peak times. For example, in the example shown in FIG. 7, the delay amount calculation unit 17 can calculate the delay amount between the finger and the face by subtracting the time T1 from the time T2. Here, the time T1 when the peak is detected in the face pulse waveform is subtracted from the time T2 when the peak is detected in the finger pulse waveform, but T2 may be subtracted from T1. In this case, the same value can be calculated by taking an absolute value.

伝播速度算出部18は、第1の生体及び第2の生体の間での遅延量を用いて、脈波伝播速度を算出する処理部である。ここで、速度の計算には、距離と時間が用いられるが、距離と時間のうち時間については、遅延量算出部17によって顔に脈波が伝搬してから指に脈波が伝搬するまでの時間差である遅延量が求められている。このため、脈波の起点となる心臓から指までの距離と心臓から顔までの距離との間の距離差を予めキャリブレーションしておくことによって、下記の式(7)を用いて、脈波伝播速度を算出することができる。かかる式(7)における「Vp」は、脈波伝播速度を指し、「L」は、心臓から指までの距離と心臓から顔までの距離との間の距離差を指し、「Td」は、遅延量を指す。   The propagation velocity calculation unit 18 is a processing unit that calculates a pulse wave propagation velocity using a delay amount between the first living body and the second living body. Here, distance and time are used to calculate the speed, but the time from the distance and time until the pulse wave propagates to the finger after the pulse wave propagates to the face by the delay amount calculation unit 17. A delay amount that is a time difference is required. Therefore, by calibrating the distance difference between the distance from the heart to the finger and the distance from the heart to the face, which is the starting point of the pulse wave, The propagation speed can be calculated. In this equation (7), “Vp” refers to the pulse wave velocity, “L” refers to the distance difference between the heart-to-finger distance and the heart-to-face distance, and “Td” is Refers to the amount of delay.

Vp=L/Td・・・(7)   Vp = L / Td (7)

すなわち、伝搬速度算出部18は、遅延量算出部17によって算出された遅延量Tdおよび内部メモリ上に設定された距離差Lを上記の式(7)へ代入することによって脈波伝播速度Vpを算出できる。かかる距離差Lは、一例として、血流指標算出装置10の利用者に初期設定させることができる。例えば、図示しない入力デバイスを介して、距離差Lの値そのものを入力させることとしてもよいし、心臓から顔までの距離L1と心臓から指までの距離L2とを入力させることによって初期設定させることとしてもよい。また、年齢、性別及び身長などの項目の組合せごとに当該組合せに対応する距離差の統計値が対応付けられた統計データから利用者によって入力させた年齢、性別及び身長を検索することによって距離差を初期設定させることとしてもかまわない。   That is, the propagation velocity calculation unit 18 substitutes the pulse wave propagation velocity Vp by substituting the delay amount Td calculated by the delay amount calculation unit 17 and the distance difference L set on the internal memory into the above equation (7). It can be calculated. As an example, the distance difference L can be initially set by the user of the blood flow index calculation device 10. For example, the value of the distance difference L itself may be input via an input device (not shown), or may be initially set by inputting a distance L1 from the heart to the face and a distance L2 from the heart to the finger. It is good. In addition, for each combination of items such as age, gender and height, the distance difference is obtained by searching for the age, gender and height input by the user from the statistical data in which the statistical value of the distance difference corresponding to the combination is associated. It is also possible to have the default setting.

ここで、上記の脈波伝播速度は、動脈硬化の進展を診断するのに有用な指標であり、例えば、脈波伝播速度から血管年齢などを計測することもできる。このように、脈波伝播速度は動脈硬化の進展度や血管年齢を算出するアプリケーションプログラムへ出力されることによって健康管理に有用な指標を取得する情報源とすることができる。   Here, the above-mentioned pulse wave velocity is an index useful for diagnosing the progress of arteriosclerosis, and for example, blood vessel age can be measured from the pulse wave velocity. Thus, the pulse wave velocity can be used as an information source for obtaining an index useful for health management by being output to an application program for calculating the degree of progression of arteriosclerosis and the age of blood vessels.

血圧算出部19は、血圧を算出する処理部である。一態様としては、血圧算出部19は、下記の式(8)に対し、伝播速度算出部18によって算出された脈波伝播速度を代入することによって血圧を算出する。下記の式(8)は、血圧の算出式の一例であり、目的変数である血圧が脈波伝播速度を説明変数とする一次式に近似されている。なお、下記の式(8)における「P」は、血圧を指し、「Vp」、は脈波伝播速度を指す。また、下記の式(8)における「A」は、1次式の傾きを指し、「B」は、1次式の切片を指し、いずれも定数である。   The blood pressure calculation unit 19 is a processing unit that calculates blood pressure. As one aspect, the blood pressure calculation unit 19 calculates the blood pressure by substituting the pulse wave propagation velocity calculated by the propagation velocity calculation unit 18 into the following equation (8). The following formula (8) is an example of a blood pressure calculation formula, and the blood pressure, which is the objective variable, is approximated by a linear formula using the pulse wave velocity as an explanatory variable. In the following equation (8), “P” indicates blood pressure, and “Vp” indicates pulse wave propagation velocity. In the following formula (8), “A” indicates the slope of the linear expression, and “B” indicates the intercept of the linear expression, both of which are constants.

P=A*Vp+B・・・(8)   P = A * Vp + B (8)

これら傾きA及び切片Bは、個人によって異なる値が設定される。例えば、傾きAおよび切片Bは、血流指標算出装置10によって算出された脈波伝播速度とともに、当該脈波伝播速度の算出と同期して血圧計等によって測定された血圧の実測値をリファレンスとして入力させることによって導出できる。これら脈波伝播速度および血圧の実測値の間で最小二乗法などの回帰分析を実行することによって上記の式(8)の傾きAと切片Bを設定できる。   The slope A and the intercept B are set to different values depending on the individual. For example, the slope A and the intercept B are measured using a blood pressure measurement value measured by a sphygmomanometer or the like in synchronization with the calculation of the pulse wave propagation speed, together with the pulse wave propagation speed calculated by the blood flow index calculation device 10. It can be derived by inputting. By executing regression analysis such as the least square method between the measured values of the pulse wave velocity and blood pressure, the slope A and intercept B of the above equation (8) can be set.

ここで、上記の血圧は、各種の診断に有用な指標である。例えば、血圧が高い場合には、高血圧症、腎疾患、動脈硬化、高脂血症、脳血管疾患などの疾患を診断できる。一方、血圧が低い場合には、心不全、貧血、大出血などの疾患を診断することもできる。このように、血圧は、上記の各種の診断を実行するアプリケーションプログラムへ出力されることによって健康管理に有用な指標を取得する情報源とすることができる。   Here, the blood pressure is an index useful for various diagnoses. For example, when blood pressure is high, diseases such as hypertension, renal disease, arteriosclerosis, hyperlipidemia, and cerebrovascular disease can be diagnosed. On the other hand, when the blood pressure is low, diseases such as heart failure, anemia, and major bleeding can be diagnosed. Thus, the blood pressure can be used as an information source for obtaining an index useful for health care by being output to the application program for executing the various diagnoses described above.

例えば、脈波伝播速度や血圧は、血流指標算出装置10が有する図示しない表示デバイスを始め、任意の出力先へ出力することができる。例えば、脈波伝播速度を用いて血管年齢や血圧等の測定を行う測定プログラム、血圧から各種の疾患を診断する診断プログラムが血流指標算出装置10にインストールされている場合には、測定プログラムや診断プログラムを出力先とすることができる。また、測定プログラムや診断プログラムをWebサービスとして提供するサーバ装置などを出力先とすることもできる。さらに、血流指標算出装置10を利用する利用者の関係者、例えば介護士や医者などが使用する端末装置を出力先とすることもできる。これによって、院外、例えば在宅や在席のモニタリングサービスも可能になる。なお、測定プログラムや診断プログラムの測定結果や診断結果も、血流指標算出装置10を始め、関係者の端末装置に表示させることができるのも言うまでもない。   For example, the pulse wave velocity and blood pressure can be output to an arbitrary output destination including a display device (not shown) included in the blood flow index calculation device 10. For example, when a measurement program for measuring blood vessel age, blood pressure, or the like using the pulse wave velocity, or a diagnostic program for diagnosing various diseases from blood pressure is installed in the blood flow index calculation device 10, a measurement program, A diagnostic program can be the output destination. In addition, a server device that provides a measurement program or a diagnostic program as a Web service can be used as an output destination. Further, a terminal device used by a person concerned of the user who uses the blood flow index calculation device 10, such as a caregiver or a doctor, can be used as the output destination. This also enables monitoring services outside the hospital, for example, at home or at home. Needless to say, the measurement results and the diagnostic results of the measurement program and the diagnostic program can be displayed on the terminal devices of the persons concerned including the blood flow index calculation device 10.

なお、上記の機能部は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などに血流指標算出プログラムを実行させることによって実現できる。また、上記の機能部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードワイヤードロジックによっても実現できる。上記の機能部には、第1の取得部12a、第2の取得部12b、抽出部13、第1の波形検出部15a、第2の波形検出部15b、第1のピーク検出部16a、第2のピーク検出部16b、遅延量算出部17、伝播速度算出部18及び血圧算出部19などが含まれる。   In addition, said function part is realizable by making a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), etc. run a blood-flow parameter | index calculation program. Further, the above-described functional unit can be realized by a hard wired logic such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA). The functional unit includes the first acquisition unit 12a, the second acquisition unit 12b, the extraction unit 13, the first waveform detection unit 15a, the second waveform detection unit 15b, the first peak detection unit 16a, the first 2 peak detector 16b, delay amount calculator 17, propagation velocity calculator 18, blood pressure calculator 19, and the like.

[処理の流れ]
続いて、本実施例に係る血流指標算出装置10の処理の流れについて説明する。なお、ここでは、血流指標算出装置10によって実行される(1)血流指標算出処理について説明した後に、血流指標算出処理のサブルーチンとして実行される(2)第1の検出処理および(3)第2の検出処理について説明することとする。
[Process flow]
Subsequently, the flow of processing of the blood flow index calculation device 10 according to the present embodiment will be described. Here, after (1) blood flow index calculation processing executed by the blood flow index calculation device 10 is described, (2) first detection processing and (3) executed as a subroutine of blood flow index calculation processing ) The second detection process will be described.

(1)血流指標算出処理
図8は、実施例1に係る血流指標算出処理の手順を示すフローチャートである。この血流指標算出処理は、血流指標算出装置10の利用者によって血流指標算出プログラムが起動された場合に、処理が起動される。
(1) Blood Flow Index Calculation Processing FIG. 8 is a flowchart illustrating the procedure of blood flow index calculation processing according to the first embodiment. This blood flow index calculation process is started when the user of the blood flow index calculation apparatus 10 starts the blood flow index calculation program.

図8に示すように、第1の取得部12a、抽出部13及び第1の波形検出部15aは、インカメラ11aによって撮像された顔画像から顔の脈波を検出する「第1の検出処理」を実行する(ステップS101)。   As shown in FIG. 8, the first acquisition unit 12a, the extraction unit 13, and the first waveform detection unit 15a detect the pulse wave of the face from the face image captured by the in-camera 11a. "Is executed (step S101).

その後、第1のピーク検出部16aは、ステップS101で検出された顔の脈波波形から微分係数の符号が正から負へ変化するゼロクロス点、すなわちピークを示す極大点を検出できたか否かを判定する(ステップS102)。なお、顔の脈波波形からピークが検出できなかった場合(ステップS102No)には、ステップS103の処理は行わずにステップS104の処理へ移行する。   Thereafter, the first peak detector 16a determines whether or not the zero cross point where the sign of the differential coefficient changes from positive to negative, that is, the maximum point indicating the peak, can be detected from the pulse wave waveform of the face detected in step S101. Determination is made (step S102). If no peak can be detected from the pulse wave waveform of the face (No in step S102), the process proceeds to step S104 without performing step S103.

このとき、顔の脈波波形からピークが検出できた場合(ステップS102Yes)には、第1のピーク検出部16aは、ステップS102で顔の脈波のピークが出現したサンプリング点の時間を図示しない内部メモリに登録する(ステップS103)。   At this time, when a peak can be detected from the pulse wave waveform of the face (Yes in step S102), the first peak detector 16a does not illustrate the time of the sampling point at which the peak of the pulse wave of the face appears in step S102. Register in the internal memory (step S103).

続いて、第2の取得部12bおよび第2の波形検出部15bは、アウトカメラ11bによって撮像された指画像から指の脈波を検出する「第2の検出処理」を実行する(ステップS104)。   Subsequently, the second acquisition unit 12b and the second waveform detection unit 15b execute “second detection processing” for detecting a finger pulse wave from the finger image captured by the out-camera 11b (step S104). .

その後、第2のピーク検出部16bは、ステップS104で検出された指の脈波波形から微分係数の符号が正から負へ変化するゼロクロス点、すなわちピークを示す極大点を検出できたか否かを判定する(ステップS105)。なお、指の脈波からピークが検出できなかった場合(ステップS105No)には、ステップS103の処理は行わずにステップS101の処理へ戻り、第1の検出処理を実行する。   Thereafter, the second peak detector 16b determines whether or not the zero-cross point where the sign of the differential coefficient changes from positive to negative, that is, the maximum point indicating the peak, can be detected from the pulse wave waveform of the finger detected in step S104. Determination is made (step S105). If no peak can be detected from the pulse wave of the finger (No in step S105), the process returns to step S101 without performing the process in step S103, and the first detection process is executed.

このとき、指の脈波波形からピークが検出できた場合(ステップS105Yes)には、遅延量算出部17は、顔の脈波のピーク時間が内部メモリに登録済みであるか否かを判定する(ステップS106)。なお、顔の脈波のピーク時間が登録済みでない場合(ステップS106No)にも、ステップS101の処理へ戻り、第1の検出処理を実行する。   At this time, when a peak can be detected from the pulse waveform of the finger (Yes in step S105), the delay amount calculation unit 17 determines whether or not the peak time of the facial pulse wave has been registered in the internal memory. (Step S106). Even when the peak time of the face pulse wave has not been registered (No in step S106), the process returns to step S101 and the first detection process is executed.

ここで、顔の脈波のピーク時間が登録済みである場合(ステップS106Yes)には、遅延量算出部17は、顔の脈波と指の脈波との間でのピーク時間の時間差である遅延量Tdを算出する(ステップS107)。   Here, when the peak time of the facial pulse wave has been registered (step S106 Yes), the delay amount calculation unit 17 is the time difference of the peak time between the facial pulse wave and the finger pulse wave. A delay amount Td is calculated (step S107).

続いて、伝播速度算出部18は、ステップS107で算出された遅延量とともに、内部メモリに設定された距離差Lを上記の式(7)へ代入することによって脈波伝播速度Vpを算出する(ステップS108)。さらに、血圧算出部19は、ステップS108で算出された脈波伝播速度Vpを上記の式(8)へ代入することによって血圧を算出する(ステップS109)。   Subsequently, the propagation velocity calculation unit 18 calculates the pulse wave propagation velocity Vp by substituting the distance difference L set in the internal memory together with the delay amount calculated in step S107 into the above equation (7) ( Step S108). Furthermore, the blood pressure calculator 19 calculates the blood pressure by substituting the pulse wave velocity Vp calculated in step S108 into the above equation (8) (step S109).

その後、ステップS108で算出された脈波伝播速度Vp及びステップS109で算出された血圧Pを所定の出力先へ出力した上で内部メモリに登録されているピーク時間を削除し、処理を終了する(ステップS110)。なお、ここでは、ピーク時間の削除後に処理を終了する場合を例示したが、ステップS101へ戻り、脈波伝播速度Vp及び血圧Pの出力を繰り返し実行することとしてもかまわない。   After that, the pulse wave velocity Vp calculated in step S108 and the blood pressure P calculated in step S109 are output to a predetermined output destination, the peak time registered in the internal memory is deleted, and the process is terminated ( Step S110). Here, the case where the process is terminated after the peak time is deleted has been illustrated, but the process may return to step S101 and repeatedly output the pulse wave velocity Vp and blood pressure P.

図8に示したフローチャートでは、第1の検出処理を実行した後に第2の検出処理を実行する場合を例示したが、これらの処理の順序は逆であってもよいし、両者を並行して実行することとしてもよい。この場合には、顔の脈波のピーク時間と指の脈波のピーク時間が内部メモリに登録済みである場合に、ステップS107以降の処理を実行することとすればよい。   In the flowchart shown in FIG. 8, the case where the second detection process is executed after the first detection process is executed is illustrated, but the order of these processes may be reversed, or both may be performed in parallel. It may be executed. In this case, when the facial pulse wave peak time and the finger pulse wave peak time have already been registered in the internal memory, the processing after step S107 may be executed.

図8に示したフローチャートでは、脈波伝播速度および血圧の両方を算出する場合を例示したが、必ずしも両方とも算出せずともよく、いずれか一方に絞って算出することとしてもかまわない。   In the flowchart shown in FIG. 8, the case where both the pulse wave velocity and the blood pressure are calculated has been illustrated, but it is not always necessary to calculate both, and it is also possible to calculate only one of them.

(2)第1の検出処理
図9は、実施例1に係る第1の検出処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図8に示したステップS101に対応する処理であり、血流指標算出装置10の利用者によって血流指標算出プログラムが起動された場合に、処理が起動される。
(2) First Detection Process FIG. 9 is a flowchart illustrating the procedure of the first detection process according to the first embodiment. This process is a process corresponding to step S101 shown in FIG. 8, and is started when the blood flow index calculation program is started by the user of the blood flow index calculation apparatus 10.

図9に示すように、インカメラ11aは、利用者の顔を撮影し(ステップS201)、第1の取得部12aは、ステップS201で撮影された顔の画像を取得する(ステップS202)。   As shown in FIG. 9, the in-camera 11a captures the face of the user (step S201), and the first acquisition unit 12a acquires the face image captured in step S201 (step S202).

続いて、抽出部13は、ステップS201で取得された画像にテンプレートマッチング等の画像処理を実行することによって所定の顔パーツ、例えば利用者の目、鼻、唇、頬や髪などを含む顔領域を抽出する(ステップS203)。   Subsequently, the extraction unit 13 performs image processing such as template matching on the image acquired in step S201 to thereby include a face area including predetermined face parts such as the user's eyes, nose, lips, cheeks and hair. Is extracted (step S203).

そして、抽出部13は、ステップS203で抽出された顔領域に含まれる各画素が持つ画素値の代表値をG成分およびR成分の波長成分ごとに算出する(ステップS204)。この結果、顔領域のR成分の代表値であるR信号がBPF152R及びBPF156Rへ出力されるとともに、顔領域のG成分の代表値であるG信号がBPF152G及びBPF156Gへ出力されることになる。   Then, the extraction unit 13 calculates the representative value of the pixel value of each pixel included in the face area extracted in step S203 for each wavelength component of the G component and the R component (step S204). As a result, an R signal that is a representative value of the R component of the face area is output to the BPF 152R and the BPF 156R, and a G signal that is a representative value of the G component of the face area is output to the BPF 152G and the BPF 156G.

続いて、BPF152Rは、R信号の特定周波数帯、例えば0.05Hz以上0.3Hz以下の周波数帯の信号成分を抽出する一方で、BPF152Gは、G信号の特定周波数帯の信号成分を抽出する(ステップS205A)。   Subsequently, the BPF 152R extracts a signal component of a specific frequency band of the R signal, for example, a frequency band of 0.05 Hz to 0.3 Hz, while the BPF 152G extracts a signal component of a specific frequency band of the G signal ( Step S205A).

そして、抽出部153Rは、R信号の特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する一方で、抽出部153Gは、G信号の特定周波数帯の信号成分の絶対強度値を抽出する(ステップS206)。   The extraction unit 153R extracts the absolute intensity value of the signal component of the specific frequency band of the R signal, while the extraction unit 153G extracts the absolute intensity value of the signal component of the specific frequency band of the G signal (step S206). ).

その後、LPF154Rは、R信号の特定周波数帯の絶対強度値の時系列データに対し、時間変化に応答させる平滑化処理を実行する一方で、LPF154Gは、G信号の特定周波数帯の絶対強度値の時系列データに対し、時間変化に応答させる平滑化処理を実行する(ステップS207)。   After that, the LPF 154R performs a smoothing process for responding to a time change on the time-series data of the absolute intensity value in the specific frequency band of the R signal, while the LPF 154G has the absolute intensity value in the specific frequency band of the G signal. A smoothing process for responding to time changes is performed on the time series data (step S207).

続いて、算出部155は、LPF154Gによって出力されたG信号の特定周波数帯の絶対値強度G´nを、LPF154Rによって出力されたR信号の特定周波数帯の絶対値強度R´nで除する除算「G´n/R´n」を実行することによって補正係数kを算出する(ステップS208)。   Subsequently, the calculation unit 155 divides the absolute value strength G′n of the specific frequency band of the G signal output by the LPF 154G by the absolute value strength R′n of the specific frequency band of the R signal output by the LPF 154R. The correction coefficient k is calculated by executing “G′n / R′n” (step S208).

上記のステップS205Aの処理に並行して、BPF156Rは、R信号の脈波周波数帯、例えば0.5Hz以上4Hz以下の周波数帯の信号成分を抽出する一方で、BPF156Gは、G信号の脈波周波数帯の信号成分を抽出する(ステップS205B)。   In parallel with the processing in step S205A, the BPF 156R extracts a pulse wave frequency band of the R signal, for example, a signal component in a frequency band of 0.5 Hz to 4 Hz, while the BPF 156G is a pulse wave frequency of the G signal. A band signal component is extracted (step S205B).

その後、乗算部157は、ステップS205Bで抽出されたR信号の脈波周波数帯の信号成分にステップS208で算出された補正係数kを乗算する(ステップS209)。その上で、演算部158は、ステップS205Bで抽出されたG信号の脈波周波数帯の信号成分からステップS209で補正係数kが乗算されたR信号の脈波周波数帯の信号成分を差し引く演算「Gs−k*Rs」を実行し(ステップS210)、処理を終了する。   Thereafter, the multiplication unit 157 multiplies the signal component in the pulse wave frequency band of the R signal extracted in step S205B by the correction coefficient k calculated in step S208 (step S209). The calculation unit 158 then subtracts the signal component in the pulse wave frequency band of the R signal multiplied by the correction coefficient k in step S209 from the signal component in the pulse wave frequency band of the G signal extracted in step S205B. Gs-k * Rs "is executed (step S210), and the process ends.

このように、上記のステップS210の演算によって得られた信号の時系列データは、顔の脈波波形に相当する。かかる顔の脈波信号の振幅値がフレーム周波数に対応するサンプリングレートで第1のピーク検出部16aへ入力される。   As described above, the time-series data of the signal obtained by the calculation in step S210 corresponds to the pulse wave waveform of the face. The amplitude value of the facial pulse wave signal is input to the first peak detector 16a at a sampling rate corresponding to the frame frequency.

(3)第2の検出処理
図10は、実施例1に係る第2の検出処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図8に示したステップS104に対応する処理であり、第1の検出処理が終了した後に、処理が起動される。なお、第2の検出処理は、第1の検出処理が終了した後に限らず、第1の検出処理より先に実行されてもよいし、第1の検出処理と同時に実行されてもよい。
(3) Second Detection Process FIG. 10 is a flowchart illustrating the procedure of the second detection process according to the first embodiment. This process is a process corresponding to step S104 shown in FIG. 8, and is started after the first detection process is completed. Note that the second detection process is not limited to after the first detection process is completed, and may be executed prior to the first detection process or may be executed simultaneously with the first detection process.

図10に示すように、アウトカメラ11bは、利用者の指を撮影し(ステップS301)、第2の取得部12bは、ステップS301で撮影された指の画像を取得する(ステップS302)。続いて、第2の波形検出部15bは、ステップS302で取得された指の画像の各画素が持つ画素値のG成分の代表値を算出する(ステップS303)。   As shown in FIG. 10, the out-camera 11b captures the user's finger (step S301), and the second acquisition unit 12b acquires the finger image captured in step S301 (step S302). Subsequently, the second waveform detection unit 15b calculates the representative value of the G component of the pixel value of each pixel of the finger image acquired in step S302 (step S303).

その後、第2の波形検出部15bは、G成分の代表値を振幅値とするG信号の脈波周波数帯の信号成分を抽出する(ステップS304)。ステップS304の抽出によって得られた信号の時系列データは、指の脈波の波形に相当する。このように、第2の波形検出部15bは、指の脈波を検出し、処理を終了する。   Thereafter, the second waveform detector 15b extracts a signal component in the pulse wave frequency band of the G signal having the representative value of the G component as an amplitude value (step S304). The time-series data of the signal obtained by the extraction in step S304 corresponds to the waveform of the finger pulse wave. Thus, the 2nd waveform detection part 15b detects the pulse wave of a finger | toe, and complete | finishes a process.

[実施例1の効果]
上述してきたように、本実施例に係る血流指標算出装置10は、2つのカメラのうちインカメラ11aの画像から顔の脈波を検出するとともにアウトカメラ11bの画像から指の脈波を検出し、2つの脈波間での遅延量から血流に関する指標を算出する。このため、本実施例に係る血流指標算出装置10では、一般の携帯端末が有するハードウェアを流用して遅延量を始め、脈波伝播速度および血圧を算出できる。したがって、本実施例に係る血流指標算出装置10によれば、余計なハードウェアなしに血流に関する指標を算出できる。
[Effect of Example 1]
As described above, the blood flow index calculating apparatus 10 according to the present embodiment detects the pulse wave of the face from the image of the in-camera 11a out of the two cameras and detects the pulse wave of the finger from the image of the out-camera 11b. Then, an index relating to blood flow is calculated from the amount of delay between the two pulse waves. For this reason, the blood flow index calculation device 10 according to the present embodiment can calculate the pulse wave velocity and blood pressure by using the hardware of a general mobile terminal and starting the delay amount. Therefore, according to the blood flow index calculation device 10 according to the present embodiment, it is possible to calculate a blood flow index without extra hardware.

さらに、本実施例に係る血流指標算出装置10では、インカメラ11aおよびアウトカメラ11bによって撮像された2つの画像を用いて血流に関する指標を算出するので、一般の血圧計で血流に関する指標を測定する場合よりも装着等に伴って生じる煩わしさを抑制できる。例えば、本実施例に係る血流指標算出装置10では、一般の血圧計のように、被験者の腕にカフを装着する手間やカフで腕が圧迫される圧迫感などの煩わしさを抑制できる。加えて、本実施例に係る血流指標算出装置10では、余計なハードウェアを搭載せずともよいので、装置規模を常時携帯しやすい規模に抑えるとともに、装置のコストを抑えることができる。   Furthermore, in the blood flow index calculating apparatus 10 according to the present embodiment, the blood flow index is calculated using two images captured by the in-camera 11a and the out-camera 11b. It is possible to suppress the troublesomeness caused by wearing or the like than when measuring the. For example, in the blood flow index calculation device 10 according to the present embodiment, it is possible to suppress troublesomeness such as a trouble of wearing the cuff on the subject's arm and a feeling of pressure that the arm is compressed by the cuff, as in a general blood pressure monitor. In addition, since the blood flow index calculating device 10 according to the present embodiment does not need to be equipped with extra hardware, the device scale can be kept at a scale that is always easy to carry and the cost of the device can be reduced.

さて、上記の実施例1では、顔と指の間の遅延量を用いて脈波伝播速度および血圧を算出する場合を例示したが、利用者が顔画像および指画像の撮影時にとる姿勢によっては顔と指の相対的な高さが乖離し、脈波伝播速度や血圧の値が本来よりも高く算出されたり低く算出されたりする場合がある。そこで、本実施例では、顔と指との間の高さの差の大きさによって脈波伝播速度および血圧を補正する場合について説明する。   In the first embodiment, the case where the pulse wave velocity and the blood pressure are calculated using the delay amount between the face and the finger is exemplified. However, depending on the posture that the user takes when photographing the face image and the finger image. In some cases, the relative height between the face and the finger deviates, and the pulse wave velocity and blood pressure are calculated higher or lower than the original values. Therefore, in the present embodiment, a case will be described in which the pulse wave velocity and the blood pressure are corrected based on the height difference between the face and the finger.

[血流指標算出装置の構成]
図11は、実施例2に係る血流指標算出装置の機能的構成を示すブロック図である。図11に示す血流指標算出装置20は、図1に示した血流指標算出装置10と比較して、加速度センサ21、傾き検出部22、距離算出部23、高さ算出部24及び補正部25をさらに有する点が相違する。なお、図11には、図1に示した機能部と同様の機能を発揮する機能部に同一の符号を付し、その説明を省略することとする。
[Configuration of blood flow index calculation device]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the blood flow index calculation device according to the second embodiment. Compared with the blood flow index calculation device 10 shown in FIG. 1, the blood flow index calculation device 20 shown in FIG. 11 has an acceleration sensor 21, an inclination detection unit 22, a distance calculation unit 23, a height calculation unit 24, and a correction unit. 25 is further different. In FIG. 11, the same reference numerals are given to functional units that exhibit the same functions as the functional units illustrated in FIG. 1, and description thereof is omitted.

加速度センサ21は、血流指標算出装置20の加速度を検出するセンサである。かかる加速度センサ21の一態様としては、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の加速度を計測する3軸加速度センサを採用できる。このように加速度センサ21によって計測される3軸方向のセンサ値は、図示しないA/D変換器によってデジタル値に変換された後に傾き検出部22へ出力される。なお、加速度の計測方式には、半導体式を始め、機械式や光学式などの任意の方式を採用できる。   The acceleration sensor 21 is a sensor that detects the acceleration of the blood flow index calculation device 20. As an aspect of the acceleration sensor 21, a triaxial acceleration sensor that measures acceleration in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction can be employed. Thus, the sensor values in the three-axis directions measured by the acceleration sensor 21 are converted into digital values by an A / D converter (not shown) and then output to the inclination detection unit 22. As an acceleration measurement method, any method such as a semiconductor method, a mechanical method, an optical method, or the like can be adopted.

傾き検出部22は、血流指標算出装置20の傾きを検出する処理部である。ここで言う「傾き」とは、鉛直方向に対するインカメラ11aの設置面、すなわち液晶ディスプレイ面の傾きを指す。例えば、傾きは、血流指標算出装置20が鉛直からインカメラ11aの設置面の方へ向けて傾けられる場合に正の値を採り、また、鉛直からアウトカメラ11bのある背面の方向へ傾けられる場合に負の値を採ることとする。一態様としては、傾き算出部22は、加速度センサ21によって加速度が検出される度に、当該加速度を用いて、内部メモリに記憶された傾きを更新することによって最新の傾きを内部メモリに保持させる。   The inclination detection unit 22 is a processing unit that detects the inclination of the blood flow index calculation device 20. The “tilt” here refers to the tilt of the installation surface of the in-camera 11a with respect to the vertical direction, that is, the liquid crystal display surface. For example, the inclination takes a positive value when the blood flow index calculation device 20 is inclined from the vertical toward the installation surface of the in-camera 11a, and is inclined from the vertical toward the back surface where the out-camera 11b is located. In some cases, a negative value is taken. As one aspect, every time acceleration is detected by the acceleration sensor 21, the inclination calculation unit 22 uses the acceleration to update the inclination stored in the internal memory, thereby holding the latest inclination in the internal memory. .

距離算出部23は、第1の生体とインカメラ11aとの間の距離を算出する処理部である。一態様としては、距離算出部23は、下記の式(9)を計算することによって利用者の顔とインカメラ11aとの間の距離Dを算出する。   The distance calculation unit 23 is a processing unit that calculates the distance between the first living body and the in-camera 11a. As an aspect, the distance calculation unit 23 calculates the distance D between the user's face and the in-camera 11a by calculating the following equation (9).

D=D0*Q/Q0・・・(9)   D = D0 * Q / Q0 (9)

ここで、上記の式(9)における「D0」及び「Q0」は、予めキャリブレーションされるパラメータである。このうち、「D0」は、顔とインカメラ11aの間の距離を指す。また、「Q0」は、顔とインカメラ11aの間の距離が距離D0である場合にインカメラ11aによって撮像された顔画像上の複数の特徴点間の画素数を指す。例えば、特徴点には、両目のペアを始め、鼻と口のペア、両耳のペアなどのように、任意の顔パーツの組合せを採用できる。一例として、両目の特徴点間の画素数を求める場合には、両目の特徴点として右目の中心点や左目の中心点を含めて特徴点の抽出を実行できるパターンマッチングのアルゴリズムを抽出部13に採用させる。その上で、顔とインカメラ11aが距離D0を隔てて撮影された顔画像から抽出された右目の中心点及び左目の中心点の間で画素数を計数することによって上記の「Q0」を得ることができる。このようにしてD0及びQ0が予めキャリブレーションされる。   Here, “D0” and “Q0” in the above equation (9) are parameters to be calibrated in advance. Among these, “D0” indicates the distance between the face and the in-camera 11a. In addition, “Q0” indicates the number of pixels between a plurality of feature points on the face image captured by the in-camera 11a when the distance between the face and the in-camera 11a is the distance D0. For example, a combination of arbitrary facial parts such as a pair of eyes, a pair of nose and mouth, a pair of both ears, and the like can be adopted as feature points. As an example, when the number of pixels between the feature points of both eyes is obtained, a pattern matching algorithm that can execute extraction of feature points including the center point of the right eye and the center point of the left eye as the feature points of both eyes is used as the extraction unit 13. Adopt. Then, the above-described “Q0” is obtained by counting the number of pixels between the center point of the right eye and the center point of the left eye extracted from the face image taken by the face and the in-camera 11a at a distance D0. be able to. In this way, D0 and Q0 are calibrated in advance.

また、上記の式(9)における「Q」は、顔とインカメラ11aの間の距離が距離Dである場合にインカメラ11aによって撮像された顔画像上の複数の特徴点間の画素数を指す。かかる「Q」は、上記の「Q0」のように、予めキャリブレーションされた値ではなく、脈波伝播速度および血圧を補正する場合に当該脈波伝播速度及び当該血圧の算出に用いられる顔画像から特徴点間の画素数を抽出部13に計測させることによって得られる。   Further, “Q” in the above equation (9) represents the number of pixels between a plurality of feature points on the face image captured by the in-camera 11a when the distance between the face and the in-camera 11a is the distance D. Point to. The “Q” is not a pre-calibrated value as in “Q0”, but is a face image used for calculating the pulse wave velocity and blood pressure when correcting the pulse wave velocity and blood pressure. To the number of pixels between the feature points.

このように、上記の式(9)のパラメータのうちD0及びQ0は予めキャリブレーションされており、Qは、抽出部13によって脈波伝播速度及び血圧の算出に用いられる顔画像から計測させることができる。よって、距離算出部23は、抽出部13によって顔画像から生体領域が抽出された段階で特徴点間の距離Qを取得し、上記の式(9)へ代入することによって顔およびインカメラ11aの間の距離Dを算出することができる。   Thus, D0 and Q0 among the parameters of the above equation (9) are calibrated in advance, and Q can be measured from the face image used for calculating the pulse wave velocity and blood pressure by the extraction unit 13. it can. Therefore, the distance calculation unit 23 obtains the distance Q between the feature points at the stage where the biological region is extracted from the face image by the extraction unit 13, and substitutes it into the above equation (9) to thereby determine the The distance D between them can be calculated.

高さ算出部24は、第1の生体とインカメラ11aとの間の高さの差を算出する処理部である。一態様としては、高さ算出部24は、傾き検出部22によって検出されたインカメラ11aの設置面の傾きθと距離算出部23によって算出された距離Dとを用いて、顔とインカメラ11aとの間の高さの差Hを算出する。   The height calculation unit 24 is a processing unit that calculates a difference in height between the first living body and the in-camera 11a. As one aspect, the height calculation unit 24 uses the inclination θ of the installation surface of the in-camera 11a detected by the inclination detection unit 22 and the distance D calculated by the distance calculation unit 23, and the face and the in-camera 11a. The difference H in height is calculated.

図12は、顔及びインカメラ11aの高さの差の算出方法の一例を示す図である。図12には、インカメラ11aが利用者の目の位置よりも高くに掲げて顔画像や指画像が撮影されるシーンが図示されているが、インカメラ11aが利用者の目の位置よりも低くに掲げる場合の算出方法も同様である。なお、図12に示す「θ」は、インカメラ11aの設置面の傾きを指し、「D」は、利用者の顔とインカメラ11aとの間の距離を指し、「H」は、利用者の顔とインカメラ11aとの間の高さの差を指す。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for calculating a difference in height between the face and the in-camera 11a. FIG. 12 shows a scene where the in-camera 11a is raised higher than the position of the user's eyes and a face image and a finger image are captured. The in-camera 11a is positioned higher than the position of the user's eyes. The calculation method in the case of lowering is the same. Note that “θ” shown in FIG. 12 indicates the inclination of the installation surface of the in-camera 11a, “D” indicates the distance between the user's face and the in-camera 11a, and “H” indicates the user. The height difference between the face and the in-camera 11a.

図12に示すように、利用者が利用者自身を撮影する場合には、インカメラ11aの設置面を利用者の顔と正対させた上で撮影すると想定できる。この場合には、インカメラ11aの設置面の鉛直方向からの傾きθは、利用者の顔及びインカメラ11aを結ぶ直線と水平方向の直線とがなす角度と等しいとみなすことができる。したがって、利用者の顔とインカメラ11aとの間の高さの差Hは、下記の式(10)に示すように、三角比の正弦をとることによって利用者の顔とインカメラ11aとの間の距離D及びsinθの積で表すことができる。   As shown in FIG. 12, when the user photographs the user himself, it can be assumed that the user installs the in-camera 11a with the installation surface facing the user's face. In this case, the inclination θ from the vertical direction of the installation surface of the in-camera 11a can be regarded as equal to the angle formed by the straight line connecting the user's face and the in-camera 11a and the horizontal line. Therefore, the height difference H between the user's face and the in-camera 11a is obtained by taking the sine of the trigonometric ratio, as shown in the following equation (10). It can be represented by the product of the distance D between and sin θ.

H=D*Sinθ・・・(10)   H = D * Sinθ (10)

このように導出される式(10)を用いて、高さ算出部24は、顔とインカメラ11aとの間の高さの差Hを算出できる。すなわち、高さ算出部24は、傾き検出部22によって検出されたインカメラ11aの設置面の傾きθと距離算出部23によって算出された距離Dとを上記の式(10)へ代入することによって算出できる。例えば、利用者が寝そべりながら脈波伝播速度や血圧を測定する場合には、血流指標算出装置20を顔よりも高く掲げた状態で顔画像を撮影することになる。この場合には、傾きθは正の値となるので、高さの差Hも正の値をとることになる。一方、利用者が座りながら脈波伝播速度や血圧を測定する場合には、血流指標算出装置20を胸のあたりで持ちながら液晶ディスプレイをながめる状態で顔画像を撮影することになる。この場合には、傾きθは負の値となるので、高さの差Hも負の値をとることになる。   Using the expression (10) derived in this way, the height calculation unit 24 can calculate the height difference H between the face and the in-camera 11a. That is, the height calculation unit 24 substitutes the inclination θ of the installation surface of the in-camera 11a detected by the inclination detection unit 22 and the distance D calculated by the distance calculation unit 23 into the above equation (10). It can be calculated. For example, when measuring the pulse wave velocity and blood pressure while lying down, the user captures a face image with the blood flow index calculating device 20 raised above the face. In this case, since the inclination θ has a positive value, the height difference H also has a positive value. On the other hand, when the pulse wave velocity and blood pressure are measured while the user is sitting, the face image is photographed while looking at the liquid crystal display while holding the blood flow index calculating device 20 around the chest. In this case, since the inclination θ has a negative value, the height difference H also takes a negative value.

補正部25は、血流に関する指標の値を補正する処理部である。一態様としては、補正部25は、高さ算出部24によって算出された高さの差Hを用いて、血圧算出部19によって算出された血圧の値を補正する。例えば、補正部25は、下記の式(11)を計算することによって血圧の値を補正できる。下記の式(11)における「Ps」は、補正後の血圧の値を指し、「P」は、補正前の血圧の値を指す。また、「C」は、補正係数を指し、「H」は、利用者の顔とインカメラ11aとの間の高さの差を指す。なお、補正係数「C」には、事前にキャリブレーションを行うことによって得られた値(定数)が設定される。   The correction unit 25 is a processing unit that corrects the value of an index related to blood flow. As an aspect, the correction unit 25 corrects the blood pressure value calculated by the blood pressure calculation unit 19 using the height difference H calculated by the height calculation unit 24. For example, the correction unit 25 can correct the blood pressure value by calculating the following equation (11). In the following equation (11), “Ps” indicates a blood pressure value after correction, and “P” indicates a blood pressure value before correction. “C” indicates a correction coefficient, and “H” indicates a height difference between the user's face and the in-camera 11a. The correction coefficient “C” is set to a value (constant) obtained by performing calibration in advance.

Ps=P+C*H・・・(11)   Ps = P + C * H (11)

ここで、上記の式(11)において、補正前の血圧Pには、血圧算出部19によって算出された値が代入され、高さの差Hには、高さ算出部24によって算出された値が代入される。また、補正係数「C」も、予め設定される既知の値である。このため、補正部25は、上記の式(11)によって補正後の血圧の値を算出できる。なお、ここでは、血圧の補正式を例示したが、同様の趣旨から、補正前の脈波伝播速度Vpに予めキャリブレーションされた補正係数Eを乗算する下記の式(12)を用いて補正後の脈波伝播速度Vpsを算出することもできる。   Here, in the above equation (11), the value calculated by the blood pressure calculation unit 19 is substituted for the blood pressure P before correction, and the value calculated by the height calculation unit 24 is substituted for the height difference H. Is substituted. The correction coefficient “C” is also a known value set in advance. For this reason, the correction | amendment part 25 can calculate the value of the blood pressure after correction | amendment by said Formula (11). Although the blood pressure correction formula is exemplified here, for the same purpose, after correction using the following formula (12), which multiplies the pulse wave velocity Vp before correction by a correction coefficient E calibrated in advance. It is also possible to calculate the pulse wave propagation velocity Vps.

Vps=Vp+E*H・・・(12)   Vps = Vp + E * H (12)

例えば、利用者が寝そべりながら脈波伝播速度や血圧を測定する場合には、血流指標算出装置20を顔よりも高く掲げた状態で顔画像を撮影することになる。かかる状態では、顔と指の高さが同じである場合に比べて、腕の圧力が減少するので、脈波伝播速度や血圧が低く算出されることもある。かかる場合には、正の値が算出された高さの差Hに補正係数Cが乗算された値が補正前の血圧Pに加算されるので、顔と指の高さが同一である場合に算出された血圧と同等の値へ補正できる。また、正の値が算出された高さの差Hに補正係数Eが乗算された値が補正前の脈波伝播速度Vpに加算されるので、顔と指の高さが同一である場合に算出された脈波伝播速度と同等の値へ補正できる。   For example, when measuring the pulse wave velocity and blood pressure while lying down, the user captures a face image with the blood flow index calculating device 20 raised above the face. In such a state, the arm pressure is reduced as compared with the case where the height of the face and the finger is the same, so the pulse wave velocity and blood pressure may be calculated lower. In such a case, the value obtained by multiplying the height difference H for which a positive value is calculated by the correction coefficient C is added to the blood pressure P before correction, so that the height of the face and the finger are the same. It can be corrected to a value equivalent to the calculated blood pressure. In addition, since the value obtained by multiplying the height difference H for which a positive value is calculated by the correction coefficient E is added to the pulse wave velocity Vp before correction, the height of the face and the finger is the same. Correction can be made to a value equivalent to the calculated pulse wave velocity.

一方、利用者が座りながら脈波伝播速度や血圧を測定する場合には、血流指標算出装置20を胸のあたりで持ちながら液晶ディスプレイをながめる状態で顔画像を撮影することになる。かかる状態では、顔と指の高さが同じである場合に比べて、腕の圧力が増加するので、脈波伝播速度や血圧が高く算出されることもある。かかる場合には、負の値が算出された高さの差Hに補正係数Cが乗算された値が補正前の血圧Pから減算されるので、顔と指の高さが同一である場合に算出された血圧と同等の値へ補正できる。また、負の値が算出された高さの差Hに補正係数Eが乗算された値が補正前の脈波伝播速度Vpから減算されるので、顔と指の高さが同一である場合に算出された脈波伝播速度と同等の値へ補正できる。   On the other hand, when the pulse wave velocity and blood pressure are measured while the user is sitting, the face image is photographed while looking at the liquid crystal display while holding the blood flow index calculating device 20 around the chest. In such a state, the arm pressure increases as compared with the case where the height of the face and the finger is the same, and thus the pulse wave velocity and blood pressure may be calculated higher. In such a case, a value obtained by multiplying the height difference H for which a negative value is calculated by the correction coefficient C is subtracted from the blood pressure P before correction, so that the height of the face and the finger are the same. It can be corrected to a value equivalent to the calculated blood pressure. In addition, since the value obtained by multiplying the height difference H calculated as a negative value by the correction coefficient E is subtracted from the pulse wave velocity Vp before correction, the height of the face and the finger is the same. Correction can be made to a value equivalent to the calculated pulse wave velocity.

なお、上記の距離算出部23と、高さ算出部24と、補正部25とは、CPUやMPUなどに血流指標算出プログラムを実行させることによって実現できる。また、上記の各機能部は、ASICやFPGAなどのハードワイヤードロジックによっても実現できる。   In addition, said distance calculation part 23, the height calculation part 24, and the correction | amendment part 25 are realizable by making CPU, MPU, etc. run a blood-flow parameter | index calculation program. Each functional unit described above can also be realized by a hard-wired logic such as ASIC or FPGA.

[処理の流れ]
続いて、本実施例に係る血流指標算出装置20の処理の流れについて説明する。なお、血流指標算出装置20によって実行される血流指標算出処理は、実施例1に係る血流指標算出処理と同様であるので説明を省略し、血流指標算出処理後に実行される血流指標補正処理について説明することとする。
[Process flow]
Subsequently, a flow of processing of the blood flow index calculating device 20 according to the present embodiment will be described. The blood flow index calculation process executed by the blood flow index calculation device 20 is the same as the blood flow index calculation process according to the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted, and the blood flow executed after the blood flow index calculation process will be omitted. The index correction process will be described.

図13は、実施例2に係る血流指標補正処理の手順を示すフローチャートである。この血流指標補正処理は、血流指標算出処理によって脈波伝播速度および血圧が算出された場合に、処理が起動される。   FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of blood flow index correction processing according to the second embodiment. This blood flow index correction process is started when the pulse wave velocity and blood pressure are calculated by the blood flow index calculation process.

図13に示すように、血流指標算出処理によって脈波伝播速度および血圧が算出されると、傾き検出部22は、加速度センサ21によって算出された加速度を用いて、インカメラ11aの鉛直からの傾きθを検出する(ステップS401)。その後、距離算出部23は、抽出部13によって顔画像から抽出された特徴点間の距離Qを式(9)へ代入することによって、利用者の顔とインカメラ11aとの間の距離Dを算出する(ステップS402)。   As shown in FIG. 13, when the pulse wave velocity and blood pressure are calculated by the blood flow index calculation process, the inclination detection unit 22 uses the acceleration calculated by the acceleration sensor 21 from the vertical of the in-camera 11a. The inclination θ is detected (step S401). Thereafter, the distance calculation unit 23 substitutes the distance Q between the feature points extracted from the face image by the extraction unit 13 into the equation (9), thereby calculating the distance D between the user's face and the in-camera 11a. Calculate (step S402).

続いて、高さ算出部24は、ステップS401で検出された傾きθとステップS402で算出された距離Dとを上記の式(10)へ代入することによって、利用者の顔とインカメラ11aとの間の高さの差Hを算出する(ステップS403)。   Subsequently, the height calculation unit 24 substitutes the inclination θ detected in step S401 and the distance D calculated in step S402 into the above equation (10), whereby the user's face, the in-camera 11a, The difference H in height is calculated (step S403).

その後、補正部25は、ステップS403で算出された高さの差Hと、補正前の脈波伝播速度Vpとを上記の式(12)へ代入することによって補正後の脈波伝播速度Vpsを算出する(ステップS404)。続いて、補正部25は、ステップS403で算出された高さの差Hと、補正前の血圧Pとを上記の(11)へ代入することによって補正後の血圧を算出し(ステップS405)、処理を終了する。   Thereafter, the correcting unit 25 substitutes the pulse wave velocity Vps after correction by substituting the height difference H calculated in step S403 and the pulse wave velocity Vp before correction into the above equation (12). Calculate (step S404). Subsequently, the correcting unit 25 calculates the corrected blood pressure by substituting the height difference H calculated in step S403 and the uncorrected blood pressure P into (11) above (step S405). The process ends.

[実施例2の効果]
上述してきたように、本実施例に係る血流指標算出装置20は、血流指標算出装置20の傾きと、第1の生体の画像から算出された第1の生体とインカメラ11aとの間の高さの差とを用いて、脈波伝播速度および血圧を補正する。このため、本実施例に係る血流指標算出装置20では、第1の生体と第2の生体との間で高さが違う場合でも、脈波伝播速度および血圧の検出精度が劣化しない。したがって、本実施例に係る血流指標算出装置20では、脈波伝播速度および血圧を高精度に算出できる。
[Effect of Example 2]
As described above, the blood flow index calculation device 20 according to the present embodiment is between the inclination of the blood flow index calculation device 20 and the first living body calculated from the image of the first living body and the in-camera 11a. The pulse wave velocity and blood pressure are corrected using the difference in height between the two. For this reason, in the blood flow index calculation device 20 according to the present embodiment, even when the heights of the first living body and the second living body are different, the pulse wave velocity and blood pressure detection accuracy do not deteriorate. Therefore, the blood flow index calculating device 20 according to the present embodiment can calculate the pulse wave velocity and blood pressure with high accuracy.

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。   Although the embodiments related to the disclosed apparatus have been described above, the present invention may be implemented in various different forms other than the above-described embodiments. Therefore, another embodiment included in the present invention will be described below.

[遅延量の算出]
上記の実施例1及び実施例2では、一定のフレーム周波数で撮像された顔画像および指画像から遅延量を算出する場合を例示したが、可変のフレーム周波数で撮像された顔画像および指画像から遅延量を算出することもできる。
[Calculation of delay amount]
In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the delay amount is calculated from the face image and the finger image captured at the constant frame frequency is exemplified. However, from the face image and the finger image captured at the variable frame frequency, The amount of delay can also be calculated.

すなわち、インカメラ11aおよびアウトカメラ11bのフレーム周波数を高くするほど時間分解能が上がるので、顔および指の脈波の検出精度を向上させることができるが、その分、演算する画像の枚数も多くなるので、処理負荷も増大する。特に、携帯端末のように、据置き型の情報処理装置よりも性能が低く低消費電力で動作が必要な装置で脈波伝播速度や血圧を算出する場合には、処理負荷の増大は端末の消費電力増大につながり、ひいては端末の電池駆動時間の減少につながる。   That is, since the time resolution increases as the frame frequency of the in-camera 11a and the out-camera 11b is increased, the detection accuracy of pulse waves of the face and fingers can be improved, but the number of images to be calculated increases accordingly. Therefore, the processing load also increases. In particular, when calculating the pulse wave velocity and blood pressure on a device that has lower performance than a stationary information processing device and requires operation with low power consumption, such as a portable terminal, the increase in processing load is This leads to an increase in power consumption, which in turn leads to a decrease in the battery driving time of the terminal.

このことから、本実施例では、フレーム周波数を高くすることによって処理負荷が増大するのを抑制するために、脈波波形のうちピークが出現する近傍はフレーム周波数を高く変更する一方で、ピークの近傍以外はフレーム周波数を低く変更する。   Therefore, in this embodiment, in order to suppress an increase in processing load by increasing the frame frequency, the vicinity of the peak where the peak appears in the pulse wave waveform is changed to a higher frame frequency while the peak frequency is increased. The frame frequency is changed to a lower value except in the vicinity.

図14は、複数のフレーム周波数の変更方法の一例を示すグラフである。図14には、インカメラ11aによって撮像された画像から検出された顔の脈波波形と顔の脈波の微分波形との2つの波形が図示されている。図14に示すグラフの縦軸は、信号強度(振幅)を指し、横軸は、時間を指す。なお、図14の例では、インカメラ11a及びアウトカメラ11bが約15Hz〜20Hz程度の第1のフレーム周波数Tc及び約60Hz程度の第2のフレーム周波数Tfで画像を撮像する能力を有する場合を想定して以下の説明を行う。   FIG. 14 is a graph illustrating an example of a method for changing a plurality of frame frequencies. FIG. 14 shows two waveforms, a facial pulse wave waveform detected from an image captured by the in-camera 11a and a differential waveform of the facial pulse wave. The vertical axis of the graph shown in FIG. 14 indicates signal strength (amplitude), and the horizontal axis indicates time. In the example of FIG. 14, it is assumed that the in-camera 11a and the out-camera 11b have an ability to capture an image at a first frame frequency Tc of about 15 Hz to 20 Hz and a second frame frequency Tf of about 60 Hz. The following explanation will be given.

血流指標算出装置10または20は、将来のピークの出現を予測する準備段階として、脈波波形から連続する2つのピークを検出する。この場合には、おおよその脈波周期を予測することができればよいので、インカメラ11aに利用者の顔を第1のフレーム周波数Tcで撮像させる。なお、脈波周期の予測には、顔の脈波または指の脈波の一方だけを検出すれば足りるので、ここでは、顔の脈波を脈波周期の予測に用いる場合について例示する。   The blood flow index calculating device 10 or 20 detects two continuous peaks from the pulse wave waveform as a preparation stage for predicting the appearance of future peaks. In this case, since it is only necessary to be able to predict an approximate pulse wave cycle, the in-camera 11a is caused to image the user's face at the first frame frequency Tc. In addition, since it is sufficient to detect only one of the pulse wave of the face or the pulse wave of the finger in order to predict the pulse wave cycle, here, a case where the pulse wave of the face is used for prediction of the pulse wave cycle is illustrated.

すると、血流指標算出装置10または20は、第1のフレーム周波数Tcで撮像された顔画像から図14に示す顔の脈波波形および顔の脈波波形の微分波形が検出される。この場合には、顔の脈波波形の微分波形のピークはTp1の時点に出現した後にTp2の時点に出現する。このように、少なくとも連続する2つのピークが検出された場合に、下記の式(13)を用いて、将来にピークが出現する時間Tp3を予測する。下記の式(13)における「Tp1」は、1番目にピークが出現する時間を指し、「Tp2」は、2番目にピークが出現する時間を指すので、「Tp2―Tp1」は、脈波周期を意味する。また、「N」は、任意の整数であり、例えば、Nに1を代入することによってTp2の1周期後にピークが出現する時間を求めることができる。   Then, the blood flow index calculation device 10 or 20 detects the face pulse waveform and the differential waveform of the face pulse waveform shown in FIG. 14 from the face image captured at the first frame frequency Tc. In this case, the peak of the differential waveform of the facial pulse waveform appears at the time Tp1 and then appears at the time Tp2. Thus, when at least two consecutive peaks are detected, the time Tp3 at which a peak appears in the future is predicted using the following equation (13). In the following formula (13), “Tp1” indicates the time when the first peak appears, and “Tp2” indicates the time when the second peak appears. Therefore, “Tp2-Tp1” indicates the pulse wave period. Means. “N” is an arbitrary integer. For example, by substituting 1 for N, the time for which a peak appears after one cycle of Tp2 can be obtained.

Tp3=Tp2+N*(Tp2−Tp1)・・・(13)   Tp3 = Tp2 + N * (Tp2-Tp1) (13)

例えば、上記の式(13)において、第1のピーク検出部16aによって検出される値をTp1およびTp2へ代入し、Nには整数「1」を代入することによってTp2の1周期後に出現するピークの予測出現時間Tp3を算出できる。   For example, in the above formula (13), the value detected by the first peak detector 16a is substituted into Tp1 and Tp2, and an integer “1” is substituted into N, so that a peak appears one cycle after Tp2. The predicted appearance time Tp3 can be calculated.

このようにしてピークの予想出現時間Tp3が算出された後に、血流指標算出装置10または20は、脈波波形の振幅値を出力する度に、時間がピークの予測出現時間Tp3の所定の範囲、すなわちTp3±α以内であるか否かを判定する。このとき、血流指標算出装置10または20は、時間がピークの予測出現時間Tp3±α以内でない場合には、インカメラ11a及びアウトカメラ11bに第1のフレーム周波数Tcで顔画像および指画像を撮像させる。   After the predicted peak appearance time Tp3 is calculated in this manner, the blood flow index calculating device 10 or 20 outputs a predetermined range of the peak predicted appearance time Tp3 every time the amplitude value of the pulse wave waveform is output. That is, it is determined whether or not it is within Tp3 ± α. At this time, when the time is not within the peak predicted appearance time Tp3 ± α, the blood flow index calculation device 10 or 20 displays the face image and the finger image at the first frame frequency Tc on the in-camera 11a and the out-camera 11b. Let's take an image.

一方、血流指標算出装置10または20は、時間がピークの予測出現時間Tp3±α以内である場合には、インカメラ11a及びアウトカメラ11bに第2のフレーム周波数Tfで顔画像および指画像を撮像させる。この場合には、第1のフレーム周波数Tcよりも高い時間分解能で撮像された顔画像および指画像から顔の脈波および指の脈波を検出することができ、さらには、遅延量、脈波伝播速度や血圧を算出することができる。図14に示す例で言えば、実際には、上記の式(13)によってピークが予測された時間Tp3とは1フレーム異なる時間Tp3fにピークが検出されることになるが、かかる時間Tp3fも予測出現時間Tp3±αに含まれるので、時間分解能が高い状態でピークを検出できる。   On the other hand, when the time is within the peak predicted appearance time Tp3 ± α, the blood flow index calculation device 10 or 20 displays the face image and the finger image at the second frame frequency Tf on the in-camera 11a and the out-camera 11b. Let's take an image. In this case, the face pulse wave and the finger pulse wave can be detected from the face image and the finger image captured with a temporal resolution higher than the first frame frequency Tc, and further, the delay amount, the pulse wave can be detected. The propagation speed and blood pressure can be calculated. In the example shown in FIG. 14, the peak is actually detected at a time Tp3f that is one frame different from the time Tp3 at which the peak was predicted by the above equation (13). However, the time Tp3f is also predicted. Since it is included in the appearance time Tp3 ± α, a peak can be detected with a high time resolution.

このように、脈波波形のうちピークが出現する近傍はフレーム周波数を高く変更する一方でピークの近傍以外はフレーム周波数を低く変更するので、脈波のピーク検出を高精度化するとともにフレーム周波数の向上に伴って増加する処理負荷を抑制できる。   In this way, the vicinity of the peak where the peak appears in the pulse wave waveform changes the frame frequency to a higher value, while the frame frequency is changed to a lower value except for the vicinity of the peak. The processing load that increases with the improvement can be suppressed.

[血流指標算出プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをスマートフォン、携帯電話機やPHSなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図15を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する血流指標算出プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。
[Blood flow index calculation program]
The various processes described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a smartphone, a mobile phone, or a PHS. In the following, an example of a computer that executes a blood flow index calculation program having the same function as that of the above embodiment will be described with reference to FIG.

図15は、実施例1〜実施例3に係る血流指標算出プログラムを実行するコンピュータの一例について説明するための図である。図15に示すように、コンピュータ100は、操作部110aと、スピーカ110bと、インカメラ110cと、アウトカメラ110dと、ディスプレイ120と、通信部130とを有する。さらに、このコンピュータ100は、CPU150と、ROM170と、RAM180とを有する。これら110〜180の各部はバス140を介して接続される。   FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an example of a computer that executes a blood flow index calculation program according to the first to third embodiments. As illustrated in FIG. 15, the computer 100 includes an operation unit 110 a, a speaker 110 b, an in camera 110 c, an out camera 110 d, a display 120, and a communication unit 130. Further, the computer 100 includes a CPU 150, a ROM 170, and a RAM 180. These units 110 to 180 are connected via a bus 140.

ROM170には、図15に示すように、上記の実施例1で示した第1の取得部12a、第2の取得部12b、抽出部13、第1の波形検出部15a、第2の波形検出部15b、血圧算出部17、伝播速度算出部18および血圧算出部19と同様の機能を発揮する血流指標算出プログラム170aが予め記憶される。また、ROM170には、上記の実施例2で示した第1の取得部12a、第2の取得部12b、抽出部13、第1の波形検出部15a、第2の波形検出部15b、遅延量算出部17、伝播速度算出部18、血圧算出部19、傾き検出部22、距離算出部23、高さ算出部24及び補正部25と同様の機能を発揮する血流指標算出プログラム170aが予め記憶されることとしてもかまわない。この血流指標算出プログラム170aについては、図1や図11に示した各々の機能部の各構成要素と同様、適宜統合又は分離しても良い。すなわち、ROM170に格納される各データは、常に全てのデータがROM170に格納される必要はなく、処理に必要なデータのみがROM170に格納されれば良い。   As shown in FIG. 15, the ROM 170 has the first acquisition unit 12a, the second acquisition unit 12b, the extraction unit 13, the first waveform detection unit 15a, and the second waveform detection shown in the first embodiment. A blood flow index calculation program 170a that performs the same functions as the unit 15b, the blood pressure calculation unit 17, the propagation velocity calculation unit 18, and the blood pressure calculation unit 19 is stored in advance. The ROM 170 also includes the first acquisition unit 12a, the second acquisition unit 12b, the extraction unit 13, the first waveform detection unit 15a, the second waveform detection unit 15b, and the delay amount described in the second embodiment. A blood flow index calculation program 170a that performs the same functions as the calculation unit 17, the propagation velocity calculation unit 18, the blood pressure calculation unit 19, the inclination detection unit 22, the distance calculation unit 23, the height calculation unit 24, and the correction unit 25 is stored in advance. It does not matter if it is done. The blood flow index calculation program 170a may be integrated or separated as appropriate, similarly to each component of each functional unit shown in FIGS. That is, it is not always necessary that all data stored in the ROM 170 is stored in the ROM 170, and only data necessary for processing is stored in the ROM 170.

そして、CPU150が、血流指標算出プログラム170aをROM170から読み出してRAM180に展開する。これによって、図15に示すように、血流指標算出プログラム170aは、血流指標算出プロセス180aとして機能する。この血流指標算出プロセス180aは、ROM170から読み出した各種データを適宜RAM180上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開した各種データに基づいて各種処理を実行する。なお、血流指標算出プロセス180aは、図1や図11に示した機能部にて実行される処理、例えば図8〜図10や図13に示す処理を含む。また、CPU150上で仮想的に実現される各処理部は、常に全ての処理部がCPU150上で動作する必要はなく、処理に必要な処理部のみが仮想的に実現されれば良い。   Then, the CPU 150 reads the blood flow index calculation program 170 a from the ROM 170 and expands it in the RAM 180. Thus, as shown in FIG. 15, the blood flow index calculation program 170a functions as a blood flow index calculation process 180a. The blood flow index calculation process 180a expands various data read from the ROM 170 in an area allocated to itself on the RAM 180 as appropriate, and executes various processes based on the expanded various data. The blood flow index calculation process 180a includes processing executed by the functional units shown in FIGS. 1 and 11, for example, processing shown in FIGS. 8 to 10 and FIG. In addition, each processing unit virtually realized on the CPU 150 does not always require that all processing units operate on the CPU 150, and only a processing unit necessary for the processing needs to be virtually realized.

なお、上記の血流指標算出プログラム170aについては、必ずしも最初からROM170に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ100に挿入されるメモリーカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させる。そして、コンピュータ100がこれらの可搬用の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ100に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ100がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。   Note that the blood flow index calculation program 170a is not necessarily stored in the ROM 170 from the beginning. For example, each program is stored in a “portable physical medium” such as a memory card inserted into the computer 100. Then, the computer 100 may acquire and execute each program from these portable physical media. In addition, each program is stored in another computer or server device connected to the computer 100 via a public line, the Internet, a LAN, a WAN, etc., and the computer 100 acquires and executes each program from these. It may be.

10 血流指標算出装置
11a インカメラ
11b アウトカメラ
12a 第1の取得部
12b 第2の取得部
13 抽出部
15a 第1の波形検出部
15b 第2の波形検出部
16a 第1のピーク検出部
16b 第2のピーク検出部
17 遅延量算出部
18 伝播速度算出部
19 血圧算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood flow parameter | index calculation apparatus 11a In camera 11b Out camera 12a 1st acquisition part 12b 2nd acquisition part 13 Extraction part 15a 1st waveform detection part 15b 2nd waveform detection part 16a 1st peak detection part 16b 1st 2 peak detection units 17 delay amount calculation unit 18 propagation speed calculation unit 19 blood pressure calculation unit

Claims (5)

コンピュータに、
第1のカメラによって第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体の脈波を検出し、
第2のカメラによって前記第1の生体とは部位が異なる第2の生体が撮像された画像から前記第2の生体の脈波を検出し、
前記第1の生体の脈波と前記第2の生体の脈波との遅延量を算出し、
前記遅延量を用いて血流に関する指標を算出し、
前記第1のカメラを有する端末の傾きを検出し、
前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離を算出し、
前記端末の傾き及び前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差を算出し、
前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差に基づいて、前記血流に関する指標を補正する
処理を実行させることを特徴とする血流指標算出プログラム。
On the computer,
Detecting a pulse wave of the first living body from an image of the first living body captured by the first camera;
A pulse wave of the second living body is detected from an image of a second living body that is different from the first living body by a second camera;
Calculating a delay amount between the pulse wave of the first living body and the pulse wave of the second living body;
Using the delay amount to calculate an index related to blood flow ,
Detecting the tilt of the terminal having the first camera;
Calculating a distance between the first living body and the first camera from an image of the first living body captured by the first camera;
Calculating a difference in height between the first living body and the first camera from an inclination of the terminal and a distance between the first living body and the first camera;
A blood flow index calculation program for executing a process of correcting an index relating to the blood flow based on a difference in height between the first living body and the first camera .
前記コンピュータに、
前記第1の生体の脈波または前記第2の生体の脈波から当該脈波の波形または当該脈波の微分波形のピークを算出し、
前記脈波の波形のピークまたは前記脈波の微分波形のピークから前記第1の生体の脈波および前記第2の生体の脈波のピークを予測する
処理をさらに実行させ、
前記第1の生体の脈波を検出する処理として、
前記ピークが予測された時刻から所定の範囲内である場合に、所定の範囲外である場合に前記第1のカメラによって用いられる第1の時間分解能よりも高い第2の時間分解能で前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体の脈波を検出し、
前記第2の生体の脈波を検出する処理として、
前記ピークが予測された時刻から所定の範囲内である場合に、所定の範囲外である場合に前記第2のカメラによって用いられる第1の時間分解能よりも高い第2の時間分解能で前記第2のカメラによって前記第2の生体が撮像された画像から前記第2の生体の脈波を検出し、
前記遅延量を算出する処理として、
前記第2の時間分解能で撮像された画像から検出された第1の生体の脈波と、前記第2の時間分解能で撮像された画像から検出された第2の生体の脈波との遅延量を算出することを特徴とする請求項に記載の血流指標算出プログラム。
In the computer,
From the pulse wave of the first living body or the pulse wave of the second living body, calculate the waveform of the pulse wave or the peak of the differential waveform of the pulse wave,
Further executing a process of predicting the pulse wave of the first living body and the peak of the pulse wave of the second living body from the peak of the waveform of the pulse wave or the peak of the differential waveform of the pulse wave,
As a process for detecting the pulse wave of the first living body,
When the peak is within a predetermined range from the predicted time, the first time resolution is higher than the first time resolution used by the first camera when the peak is outside the predetermined range. Detecting a pulse wave of the first living body from an image of the first living body captured by the camera of
As a process for detecting the pulse wave of the second living body,
When the peak is within a predetermined range from the predicted time, the second time resolution is higher than the first time resolution used by the second camera when the peak is out of the predetermined range. Detecting a pulse wave of the second living body from an image of the second living body captured by the camera of
As a process of calculating the delay amount,
The amount of delay between the pulse wave of the first living body detected from the image captured with the second time resolution and the pulse wave of the second living body detected from the image captured with the second time resolution. The blood flow index calculation program according to claim 1 , wherein the blood flow index calculation program is calculated.
前記第1の生体の脈波を検出する処理として、
前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像に含まれる前記第1の生体領域を抽出し、
前記第1の生体領域に含まれる各画素の波長成分別の代表値の信号から、各波長成分の間で脈波が採り得る周波数帯以外の特定周波数帯の成分を抽出し、
各波長成分の間で前記特定周波数帯の成分の大きさを比較することによって、各波長成分の間で前記代表値の信号の差が演算される場合に当該代表値の信号へ乗算される補正係数であって前記特定周波数帯の成分が演算後に最小化される補正係数を算出し、
各波長成分の代表値の信号のうち少なくとも一方の信号に前記補正係数を乗算し、
前記補正係数の乗算後に各波長成分の間で前記代表値の信号の差を算出することによって前記特定周波数帯の成分が互いに相殺された信号の波形を検出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の血流指標算出プログラム。
As a process for detecting the pulse wave of the first living body,
Extracting the first living body region included in an image of the first living body captured by the first camera;
Extracting a component of a specific frequency band other than a frequency band in which a pulse wave can be taken between each wavelength component from a representative value signal for each wavelength component of each pixel included in the first biological region,
Correction by which the signal of the representative value is multiplied when the difference of the signal of the representative value is calculated between the wavelength components by comparing the magnitude of the component of the specific frequency band between the wavelength components Calculating a correction coefficient that is a coefficient and is minimized after the component of the specific frequency band is calculated;
Multiplying at least one of the signals of representative values of each wavelength component by the correction coefficient,
Claim 1 or, characterized in that to detect the waveform of the signal component of the specific frequency band is offset to one another by calculating a difference between the signal of the representative value among the wavelength components after the multiplication of the correction coefficient 2. A blood flow index calculation program according to 2.
第1のカメラによって第1の生体が撮像された画像から第1の生体の脈波を検出する第1の波形検出部と、
第2のカメラによって前記第1の生体とは部位が異なる第2の生体が撮像された画像から第2の生体の脈波を検出する第2の波形検出部と、
前記第1の生体の脈波と前記第2の生体の脈波との遅延量を算出する遅延量算出部と、
前記遅延量を用いて血流に関する指標を算出する血流指標算出部と
前記第1のカメラを有する端末の傾きを検出する傾き検出部と、
前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離を算出する距離算出部と、
前記端末の傾き及び前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差を算出する高さ算出部と、
前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差に基づいて、前記血流に関する指標を補正する補正部と
を有することを特徴とする血流指標算出装置。
A first waveform detector that detects a pulse wave of the first living body from an image obtained by imaging the first living body by the first camera;
A second waveform detector that detects a pulse wave of the second living body from an image obtained by imaging a second living body that is different from the first living body by the second camera;
A delay amount calculation unit for calculating a delay amount between the pulse wave of the first living body and the pulse wave of the second living body;
A blood flow index calculation unit that calculates an index related to blood flow using the delay amount ;
An inclination detecting unit for detecting an inclination of a terminal having the first camera;
A distance calculation unit that calculates a distance between the first living body and the first camera from an image obtained by capturing the first living body by the first camera;
A height calculation unit that calculates a difference in height between the first living body and the first camera from an inclination of the terminal and a distance between the first living body and the first camera;
A blood flow index calculation apparatus comprising: a correction unit that corrects an index related to the blood flow based on a difference in height between the first living body and the first camera .
コンピュータが、
第1のカメラによって第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体の脈波を検出し、
第2のカメラによって前記第1の生体とは部位が異なる第2の生体が撮像された画像から前記第2の生体の脈波を検出し、
前記第1の生体の脈波と前記第2の生体の脈波との遅延量を算出し、
前記遅延量を用いて血流に関する指標を算出し、
前記第1のカメラを有する端末の傾きを検出し、
前記第1のカメラによって前記第1の生体が撮像された画像から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離を算出し、
前記端末の傾き及び前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の距離から前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差を算出し、
前記第1の生体と前記第1のカメラとの間の高さの差に基づいて、前記血流に関する指標を補正する
処理を実行することを特徴とする血流指標算出方法。
Computer
Detecting a pulse wave of the first living body from an image of the first living body captured by the first camera;
A pulse wave of the second living body is detected from an image of a second living body that is different from the first living body by a second camera;
Calculating a delay amount between the pulse wave of the first living body and the pulse wave of the second living body;
Using the delay amount to calculate an index related to blood flow ,
Detecting the tilt of the terminal having the first camera;
Calculating a distance between the first living body and the first camera from an image of the first living body captured by the first camera;
Calculating a difference in height between the first living body and the first camera from an inclination of the terminal and a distance between the first living body and the first camera;
A blood flow index calculation method , comprising: executing a process of correcting an index relating to the blood flow based on a difference in height between the first living body and the first camera .
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