JP2002511923A - 手洗いを監視するための装置および方法 - Google Patents

手洗いを監視するための装置および方法

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JP2002511923A JP53593498A JP53593498A JP2002511923A JP 2002511923 A JP2002511923 A JP 2002511923A JP 53593498 A JP53593498 A JP 53593498A JP 53593498 A JP53593498 A JP 53593498A JP 2002511923 A JP2002511923 A JP 2002511923A
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Abstract

(57)【要約】 被験者が石鹸または洗浄液を手に塗ってそれを彼または彼女の手の平および手の甲にわたって広げた後に彼または彼女の手が検査される、手洗いを監視するための装置および方法。被験者の手の光学像は、デジタル化されて、石鹸を識別する参照用特性と画素対画素で比較され、次いで、満足すべき報告を受けるために、被験者の手が充分な石鹸または洗浄液で覆われているかどうかを示す報告が出される。

Description

【発明の詳細な説明】 手洗いを監視するための装置および方法 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、手洗いを監視するための装置および方法に関する。使用者の手およ び背景から識別することのできる格別な特徴(たとえば色や不透明性)を有する 石鹸もまた、開示されている。 2.従来技術の簡単な説明 レストランに関する記事によれば、「食品供給業の作業員が手を洗わずにいた りあるいは洗ってもそれが不充分であると、アメリカ合衆国で毎年、およそ12 50万件の食品に基づく病気が発生する」とのことである。サルモネラ菌および 大腸菌による食中毒に起因する最近の騒動と死亡とにより、食品供給業の従業員 による適切な手洗いの軽視が進行している点を産業界が注目することに再び焦点 が当たった。 食品供給業の法規には手洗いに関する規則があるものの、信頼のシステムは機 能していない。手洗いを監督するために、従業員を各自の休憩室に配することが できるが、これはコストがかかるうえ、プライバシーの問題を引き起こす。要求 されているのは、合意の上で監視するための効果的な方法である。 現在、市販されている手洗い監視システムはただ1つだけである。そのシステ ムは、ウルトラクレンズ社によって販売されており、従業員を完全な「手洗いサ イクル」に漸進的に導くデジタル式読出スクリーンを伴っている。 このウルトラクレンズシステムは、付属する手洗い専用のステンレス鋼製洗面 台における温水および冷水バルブを制御する。従業員がそのシステ ムのキーボードに彼または彼女の識別番号を入力すると、読出スクリーンがその 従業員に彼または彼女の手を濡らすように指示する。その蛇口から水が10秒間 、自動的に流れ出し、その後、従業員が彼または彼女の手をディスペンサーの下 に置くと、「石鹸を塗ってください」との指示が行われる。次いで、その従業員 は、石鹸を塗って、推奨の20秒間、手をこすることになっている。もし、その 従業員が「石鹸を塗ってください」との語句を避けたときには、プログラムが遮 断されることになるので、その従業員の識別コードを入力することで再始動させ なければならない。従業員が石鹸をどうするか、彼または彼女が石鹸を塗って手 をこするかどうかは監視されていない。上記20秒は「カウントダウン」方式で そのモニターに表示され、その時間が経過すると、再び、水がすすぎのために自 動的に出てくる。すすぎ水が止まると、その従業員に彼または彼女の手を完全に 乾かすように指示が行われる。この「手洗いサイクル」が完結したことは、従業 員が電子センサーの前で彼または彼女の手を振った時に確認されて登録される。 これまで、このような議論の焦点は食品供給業の作業員に当てられてきだか、 アメリカ医学協会の雑誌、ランセットおよび他の医学雑誌における多発的な報告 は、病院、養護施設および児童保護センターにおいて、基礎衛生学の衰微を細菌 およびウイルスによる病気の騒動に関連させる研究について言及している。これ らの団体における効果的な手洗い監視方法もまた有用なものである。 発明の概要 上記の観点において、本発明の1つの目的は、手洗いを監視するための効果的 な装置および方法を提供することである。別の目的は、従業員が疾 患を広めたための訴訟において雇用者に責任がある場合に、「妥当な注意」と「 支払うべき努力」とを立証する証拠資料を提供することである。本発明の他の目 的と特徴とは、以下で一部明らかになりかつ一部示されるであろう。 本発明によれば、従業員は、同定が行われた後に、背景に対する石鹸の塗られ た手の光学像がコンピュータに入力されるデジタル像に変換されることで、彼ま たは彼女の手に石鹸が塗られたかどうかが点検される。色やテクスチャーのよう な第1参照用特性は、背景を石鹸と被験者の手とから識別することを同定するも のであり、第2参照用特性は、石鹸を背景と被験者の手とから識別することを同 定するものである。コンピュータの中で実行されるアルゴリズムは、デジタル化 像を第1および第2参照用特性と画素対画素で比較する。このアルゴリズムは、 石鹸が塗られた領域を表示する、第2参照用特性に合致する画素の数と、石鹸が 塗られなかった手の領域を表示する、第1参照用特性にも第2参照用特性にも合 致しない画素の数とを累積し、石鹸が塗られなかった手の領域に対する石鹸が塗 られた領域の割合を計算し、必要とされる適用範囲の所定水準と比較する。もし も、石鹸が塗られた領域が合格に必要とされる適用範囲の水準よりも少ない場合 には、その被験者に不充分な報告が与えられ、もう一度、試みるように指示が出 される。証拠資料は自動的に保存される。本発明に従って用いられる石鹸は、使 用者の手および背景と識別できるように、格別な特徴(例えば、色や不透明性) を有していなければならない。 図面の簡単な説明 本発明の種々の可能な実施態様の1つが図示されている添付図面において、対 応する参照記号は、これらの図面のいくつかの図を通して、対応す る部分を表している。 図1は、本発明に係る手洗い監視装置の使用状態を例示する。 図2は、その装置によって行われた報告を再検討するために管理できるモニタ ーを示す。 図3は、被験者が彼の手を表示してもよい前方における背景と、一体化された デジタル化装置を有する入力モニターと、その結果を表示するためのビデオモニ ターとを含んでいる装置の同部分の分解斜視図である。 図4は、被験者の手の1つのデジタル化された光学像と、石鹸で覆われた彼ま たは彼女の手の同部分を示す第2デジタル化像との拡大図である。 発明の詳細な説明 参照記号によって一層詳しく図面を参照すれば、参照符号10は、本発明に係 る手洗い監視装置を表している。主要部では、装置10は、被験者が石鹸または 洗浄液16を彼または彼女の手に塗ってその層を手の平および手の甲にわたって 広げた後に彼または彼女の手14を位置させる前方の入力装置12を含んでいる 。被験者の手を照明するために光源18が設けられてもよい。入力装置12は、 石鹸16および手14からの反射光を光学像に変換する。装置20は、その光学 像を、以下で一層詳しく説明するようにコンピュータ22で処理された複数の画 素にデジタル化する。 石鹸16を手14から識別する1つの参照用特性がそのコンピュータに格納さ れる。この参照用特性は、コンピュータ言語的に取り出すことのできる、石鹸の どのような特性でもよい。参照用特性は、色およびテクスチャーを含んでいるが 、これらに限定されない。人間の手とその手が誰のものであるかとがその装置に 表されていることを保証するのに役立てるために、パターンの合致を用いること ができる。装置10に表された、指を含 む被験者の形状を同定することは、無関係な他の被権者がその入力装置の視界の 中にいなかったということを保証するのに役立つであろう。 色による同定を補足しあるいは置き換えるために、石鹸を持たない各従業員の 手の像を格納することで、テクスチャー地図作成法を用いることができる。石鹸 を持った像のテクスチャーは、石鹸による検出を促進するには充分、異なってい るであろう。色による同定に加えてあるいは置き換えてテクスチャーを用いるこ とは、石鹸による検出の精度を増加させるであろう。 参照用特性が色である場合には、被験者は彼または彼女の手を背景24の前方 に位置させるのが好ましく、それゆえ、光学像は背景と被験者の石鹸付きの手と を含む。入力装置12は、内部にデジタル化装置20が一体化されたデジタルカ ラーカメラであってもよい。第1参照用特性は背景を石鹸および被験者の手から 識別するのに用いられ、第2参照用特性は石鹸を背景および被験者の手から識別 するのに用いられる。人間の手14は基本的に赤色ないし茶色であるので、背景 24は青色で石鹸16は緑色、またはその逆であるのが好ましい。 背景24の参照用特性は以下のステップによって決定される。 すなわち、 A.背景だけを含んだ光学像をデジタル化するステップ B.各画素のRGB(赤、緑および青)値をHSV(色相、彩度および明度) のような色空間に変換するステップ C.色空間またはHSV値への青または緑の派生色ではないすべての色をフィ ルタで取り除くステップ D.フィルタで取り除かれなかった唯一の色空間またはHSV値のリストを作 成してそれぞれの出現を数えるステップ E.唯一の色空間またはHSV値のそれぞれに対して、色相、彩度および明度 における百分率の小さい差を許容するステップ この百分率はそれぞれの色空間またはHSV値ごとに異なる。 F.このステップDにおける出現に基づく最も一般的な色空間またはHSV値 から出発して、その色空間またはHSV値をステップEからの百分率範囲を用い て集束させ、測定されたすべての背景色を含んだ範囲/束のリストを作成するス テップ G.その背景色範囲に基づく影の色範囲を同定するステップ 影に対する色空間またはHSV値は、あらかじめ計算されかつ背景色範囲によ って補充される。換言すれば、実際の影の色は背景および他の物体の色によって 左右される。あらかじめ計算された色空間またはHSV範囲は、さまざまな背景 色を用いて、影に対する色空間またはHSV値を検討することで得られる。 石鹸16の参照用特性は、背景とおもに石鹸とを備えた像を作成することによ り決定される。像を適切なものにするために、その石鹸は、ある程度の不透明性 と、入力装置12によって手の上で適切に識別されることのできる色の質感とを 有している必要がある。この像は、想定された石鹸で覆われた人間の手のもので あってもよく、開口した平坦な容器の中の石鹸のものであってもよい。背景でな い像の百分率は、石鹸の色を正確に読み取るために優勢を占める石鹸を含んでい る必要があり、その像の少なくとも65%が石鹸であって、35%未満が石鹸で 覆われていない手または容器であるのが好ましい。石鹸の色範囲の同定は、背景 の色範囲を同定することとほとんど同じであり、以下のステップを含んでいる。 A.各画素のRGB値を色空間またはHSVに変換するステップ B.背景または影である色空間またはHSV値をフィルタで取り除くス テップ もしも、その色空間またはHSV値が背景または影の色空間またはHSV値に 含まれるならば、それは背景または影であるとみなされる。青または緑に基づか ない色のフィルタによる除去。再び、その背景が青か緑のどちらかに違いない場 合には、石鹸色は使われていない他の色であるだろう。背景および石鹸は、正確 には青または緑でなくてもよいが、真の青または真の緑に近ければ近いほど好ま しい。 C.フィルタで取り除かれかった唯一の色空間またはHSV値のリストを作成 してそれぞの出現を数えるステップ D.ステップCからの出現に基づく最も一般的な色空間またはHSV値から出 発して、その色空間またはHSV値を、色空間またはHSV値における百分率の 小さい差を許容することで集束させるステップ すべての石鹸色を含んだ範囲/束のリストの作成。 E.石鹸色に対する範囲を検討して、出現と同範囲の大半への接近とによって いかなる部外者をも同定するステップ これは、人間の手の上または開口容器の中に存在することのできる石鹸によっ て達成され、手または容器に最もありそうに思われるその色範囲をフィルタで取 り除く。このステップでは、背景でない色の少なくとも65%が石鹸であるのが 好ましい。このステップでは石鹸を同定するために色範囲の65〜98%が用い られ、2〜35%は石鹸のそばにある何か他の物体であると推定される。 第1および第2の参照用特性はコンピュータ22に格納されている。このコン ピュータ内で実行されたアルゴリズムは、背景の前方における被験者の手のデジ タル化像を比較し、それを第1および第2の参照用特性と画素対画素で比較し、 石鹸が塗られた領域を表示する、第1参照用特性に合 致する画素の数と、石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、どちらの参照用 特性にも合致しない画素の数とを累積する。このアルゴリズムは、その後に、第 2参照用特性に合致する画素の数とどちらの参照用特性にも合致しない画素の数 とを足したものを第1参照用特性に合致する画素の数で割った値が、像のかなり 多くが背景であるとの報告を作成する、所定の大きさ、例えば30%よりも小さ いかどうかを計算してもよい。このアルゴリズムは、その後に、第2参照用特性 に合致する画素の数とどちらの参照用特性にも合致しない画素の数とを足した全 数のうちの第2参照用特性に合致する画素の数が、適用範囲の所定水準よりもは るかに大きいかどうかを計算し、その出力部を通して送り出される報告を作成す る。50%の適用範囲はたやすく得られるが、85%の適用範囲は一層困難であ る。適用範囲の所定水準は管理者によって形成することができる。 もしも、照明の状態が入力装置12を混乱させる(すなわち、影が手の一部と して判断される)のであれば、合格のために適用範囲のより低い百分率(例えば 、約70%)を要求してもよい。必要な適用範囲の百分率を減らすことは、使用 者の手首が光学像に含まれる場合に、エラーの起きる余地をもたらすことにもな る。影の影響あるいは手首の包含を打ち消すために、他の方法が存在する。例え ば、影の影響は、使用者の手を2波長で走査することで打ち消されるのであろう し、赤外部にある物は照明の状態によってだまされないであろう。使用者の手首 の包含の影響は、その像を公知の手の諸特性と比較するこで打ち消されるであろ う。例えば、手の平均長さが人差し指の長さの2倍であるときには、使用者の手 の像はその長さで切り詰められると思われ、それによって手首の包含の影響が取 り除かれる。 合格するために被験者の手が必要とされる割合の石鹸で覆われているか どうかについて報告を表示するために、被験者の視界にあるビデオモニター26 が設けられてもよい。加えて、その結果を見たいという従業員の要求を満たすた めに、モニターの存在は、従業員が手洗いのために試験されることを喜んで理解 すると思われる消費者および患者へのピーアール効果を有しているであろう。コ ンピュータ22内のアルゴリズムは、石鹸が塗られた領域を表示する、第2参照 用特性に合致する画素だけまたは、石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、 どちらの参照用特性にも合致しない画素だけを含んだ光学像から、第2デジタル 化像を作成してもよい。この第2デジタル化像は、その領域がビデオモニター2 6に表示されたときに視覚的に事実上、識別できる形態でそのコンピュータから 出力される。図3に示されるように、モニター26、光源18、入力装置12、 および入力装置12に一体化されたデジタル化装置20は、取り外し可能な正面 パネル27を有する箱の中に収納されてもよい。 装置10は、以下で一層詳しく説明されるが、被験者28が休憩室に入ったと きに彼または彼女を同定する検出器に接続されてもよい。各従業員には、光学走 査可能なバーコードあるいは高周波応答機(RFID)などで読み取られるID が装着されるであろう。被験者28が部屋に入ると検出器が被験者を同定し、装 置10の操作を開始させるコンピュータ22に信号を送る。不満足な管理報告を 避けるために、被験者28は、彼または彼女が休憩室を出る前に装置10による 検査に合格しなければならない。もしも、2人以上の人間が同時に休憩室にいる 場合に特定の従業員を洗面台に近寄る従業員として同定するために、第2検出器 が設けられてもよい。従業員は、休憩室に入る度に、たとえその従業員が自分の 髪をとかすためだけにその部屋にいるときでも、彼または彼女の手を洗わなけれ ばならない。 入力装置12は石鹸ディスペンサーの近くに配置されるのが好ましい。検査に 合格するために、被験者28は、一回分の石鹸を取ってそれを彼の手の甲と手の 平にわたってこすりつけなければならない。もし、使用者の手のうちの規定部分 が石鹸で覆われていることを入力装置12が検出すれば、モニター26は使用者 に彼または彼女の手を洗うように指示する。システム10は、使用者の手の平と 手の甲とを同時に観察するように変更されてもよく、あるいは一方だけを監視す るように設計されてもよい。 モニター26が検査に合格した被験者28に合図を送ると、その使用者は石鹸 を塗って、彼または彼女の手から石鹸を取り去るために、FDA食品安全勧告に よってかつそれよりも長く設定された推奨の20秒間、手をこする。液体石鹸の 流動性などを変化させることで、石鹸を取り去るために行われる手のこすりと洗 浄との時間を調整することができ、それによって、使用者が石鹸を塗ってこすら なければならない時間を延ばしたり縮めたりする。もしも、従業員が石鹸をペー パータオルや彼または彼女の衣服に塗り付けようとすると、上記のように手のこ すりと洗浄とを促進するために、その従業員の手には不快感を与えるほど充分な 石鹸が残されるであろう。また、たとえ、彼または彼女が水を避ける場合にも、 その従業員の手への殺菌石鹸がその役目を果たすことになるであろう。 報告は、それらが第2モニター30における管理再検討のために呼び出される ことのできるコンピュータ22に格納される。従業員の名前を枠32の中でクリ ックすることで、彼が休憩室で活動を持った日々が枠34の中に示される。その 活動の水準(すなわち、彼または彼女が休憩室を何時間使ったか)は、その活動 日数の多さを変えることで、表示されるようにしてもよい。1日ごとの休憩室活 動のリストは枠36に現れる。もしも、管理者がある日をクリックすると、デジ タル化された被験者の手の元 の光学像が枠38に現れるか、被験者の手と石鹸で覆われたその手の領域とを示 す第2デジタル化像が現れるであろう。 上記の観察において、本発明のいくつかの目的が達成されたこと、また他の有 利な効果が得られたことが認められるであろう。本発明の範囲から逸脱すること なく上記の構成および方法にさまざまな変形が施されるので、ここでの記載に含 まれあるいは添付図面に示されるすべての内容が例示的であって非制限的な意味 に解釈されるべきであることを意図するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,Y U,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.被権者が石鹸または洗浄液を彼または彼女の手の平と手の甲とにわたって塗 りその層を広げた後に彼または彼女の手を前方に位置させる入力装置であって、 石鹸および被験者の手から反射された光を光学像に変換する入力装置と、その光 学像を複数の画素を有するデジタル化像にデジタル化するための装置と、そのデ ジタル化像のための入力部および報告のための出力部を有するコンピュータと、 このコンピュータの中にあり、石鹸を被験者の手から識別する参照用特性と、こ のコンピュータの中で実行され、そのデジタル化像を参照用特性と画素対画素で 比較し、石鹸が塗られた領域を表示する、参照用特性に合致する画素の数と、石 鹸が塗られなかった手の領域を表示する、参照用特性に合致しない画素の数とを 累積し、参照用特性に合致する画素の数と参照用特性に合致しない画素の数とを 足した全数のうちの参照用特性に合致する画素の数が、適用範囲の所定水準より もはるかに大きいかどうかを計算し、その出力部を通して送り出される報告を作 成するアルゴリズムとを備えてなる手洗い監視装置。 2.被験者が石鹸または洗浄液を彼または彼女の手の平と手の甲とにわたって塗 りその層を広げた後に彼または彼女の手を前方に位置させる背景と、この背景、 石鹸および被験者の手から反射された光を光学像に変換するための入力装置と、 その像を複数の画素にデジタル化するための装置と、そのデジダル化像のための 入力部および報告のための出力部を有するコンピュータと、このコンピュータの 中にともに格納され、背景を石鹸および被験者の手から識別する第1参照用特性 と、石鹸を背景および被験者の手から識別する第2参照用特性と、このコンピュ ータの中で実行され、そのデジタル化像を第1および第2の参照用特性と、画素 対画素で比較し、石鹸が塗られた領域を表示する、第1参照用特性に合致する画 素の数 または、石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、どちらの参照用特性にも合 致しない画素の数を累積し、第2参照用特性に合致する画素の数とどちらの参照 用特性にも合致しない画素の数とを足した全数のうちの第2参照用特性に合致す る画素の数が、適用範囲の所定水準よりもはるかに大きいかどうかを計算し、そ の出力部を通して送り出される報告を作成するアルゴリズムとを備えてなる手洗 い監視装置。 3.報告を表示するための、被験者の視界にあるビデオモニターをさらに備えて いる請求項2記載の装置。 4.アルゴリズムが、前記第1デジタル化像から第2デジタル化像を作成し、こ の第2デジタル化像は、石鹸が塗られた領域を表示する、第2参照用特性に合致 する画素だけまたは、石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、どちらの参照 用特性にも合致しない画素だけを含んでおり、この像は、その領域がモニターで 視覚的に識別できる形態にあり、第2デジタル化像は、そのビデオモニターに表 示される請求項3記載の装置。 5.第1デジタル化像が、第2デジタル化像との視覚的比較のために、そのビデ オモニターに表示される請求項4記載の装置。 6.背景を背にして被験者の手を照明するための光源をさらに備えている請求項 2記載の装置。 7.石鹸または洗浄液を彼または彼女の手の平と手の甲とにわたって塗りその層 を広げた後に彼または彼女の手を背景の前方に位置させる被験者を有することと 、その背景、石鹸および被験者の手から反射された光を光学像に変換することと 、その像を複数の画素を有するデジタル化像にデジタル化することと、ともにコ ンピュータの中にあり、背景を石鹸および被験者の手から識別する第1参照用特 性と、石鹸を背景および被験者の手から識別する第2参照用特性とを同定するこ とと、そのコンピュータの中で実 行され、そのデジタル化像を第1および第2の参照用特性と画素対画素で比較し 、石鹸が塗られた領域を表示する、第1参照用特性に合致する画素の数または、 石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、どちらの参照用特性にも合致しない 画素の数を累積し、第2参照用特性に合致する画素の数とどちらの参照用特性に も合致しない画素の数とを足した全数のうちの第2参照用特性に合致する画素の 数が、適用範囲の所定水準よりもはるかに大きいかどうかを計算し、報告を作成 するアルゴリズムを実行することとを備えてなる手洗い監視方法。 8.被験者の視界にあるビデオモニターに報告を表示することをさらに備えてい る請求項7記載の方法。 9.アルゴリズムが、前記第1デジタル化像から第2デジタル化像を作成し、こ の第2デジタル化像は、石鹸が塗られた領域を表示する、第2参照用特性に合致 する画素だけまたは、石鹸が塗られなかった手の領域を表示する、どちらの参照 用特性にも合致しない画素だけを含んでおり、この像は、その領域がモニターで 視覚的に識別できる形態にあり、第2デジタル化像は、そのビデオモニターに表 示される請求項8記載の方法。 10.第1デジタル化像が、第2デジタル化像との視覚的比較のために、そのビ デオモニターに表示される請求項9記載の方法。
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