JP2009072438A - Method and apparatus for reporting appropriate pressurization state of fingertip - Google Patents

Method and apparatus for reporting appropriate pressurization state of fingertip Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for reporting appropriate pressurization state of fingertip, for reporting an appropriate pressurization state when pressurizing a fingertip to a pressurizing surface to a subject so as to stably and highly accurately sample detection data even under an environment wherein external light changes in the detection of pulse waves or the like for instance utilizing a coated camera. <P>SOLUTION: A table wherein a pulse wave threshold for sectioning pulse wave amplitudes that change as small (instable) → large (stable) → small (instable) according to weak (inappropriate) → middle (appropriate) → strong (inappropriate) of a finger pressure therapy level into five stages of 1, 2, 3, 4 and 5 in accordance with respective luminance averages of a plurality of prescribed frames of the photographed image of the fingertip during finger pressure therapy is prepared. During measurement, the luminance average of the plurality of prescribed frames and the amplitudes of pulse wave waveforms are acquired, and what stage the finger pressure therapy level is in is reported to an apparatus user from the amplitude threshold in the table corresponding to them. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、指先を押圧面に押圧した際の適正な押圧状態を装置使用者に報知する指先適正押圧状態報知方法及び装置に関する。   The present invention relates to a fingertip proper pressing state notifying method and apparatus for notifying an apparatus user of an appropriate pressing state when a fingertip is pressed against a pressing surface.

近年、健康管理器具に興味を持つ人が増えており、体脂肪計や脈波計、簡易的な心電計測器など個人で所有できるものも増えている。中でも脈波計にあっては、検出した脈波を分析することで、個人の精神状態(平常/異常)等を推測し、例えば自動車の運転手の脈拍から精神状態を推測することで、安全運行に役立てることが考えられている。   In recent years, the number of people who are interested in health care devices is increasing, and those that can be owned by individuals such as body fat scales, pulse wave meters, and simple electrocardiographs are also increasing. In the case of a sphygmomanometer, by analyzing the detected pulse wave, it is possible to estimate the mental state (normal / abnormal) of an individual, for example, by estimating the mental state from the pulse of the driver of the car. It is considered to be useful for operation.

精神状態の推測に用いるのみでなく、当然ながら脈波(脈拍)データは、血圧や心電波等のデータと並んで、健康管理上において体調判断の重要な指標となるものである。
脈波を採取する装置としては、例えば指や耳朶を挟むクリップ式センサ等があるが、このような専用器具を利用しなくても、常時携帯可能で任意の時に容易に使用できるような小型の脈拍検出装置が要望されている。
Not only is it used for estimating the mental state, but of course, the pulse wave (pulse) data is an important indicator of physical condition judgment in health management, along with data such as blood pressure and cardiac radio waves.
As a device for collecting a pulse wave, for example, there is a clip type sensor that sandwiches a finger or an earlobe, etc., but it is small enough to be portable at all times and easily used at any time without using such a dedicated instrument. There is a need for a pulse detection device.

このような要望に応えるものとして、例えば腕時計にあってはLED及びホトトランジスタを組み込んで脈拍を検出し、その検出した脈拍数を表示するものが知られている。
脈波は、カメラや携帯電話機等に搭載されている皮膜ガラス付カメラでも採取することができる。皮膜ガラス付カメラで脈波を採取する場合には、皮膜部に指先を接触(押圧)させて、該接触させた指先部を撮影することになる。しかし、現在の皮膜ガラス付カメラでは、指先の押圧状態が変動しやすく脈波の安定的な採取が困難である。
As a response to such a demand, for example, in a wristwatch, an LED and a phototransistor are incorporated to detect a pulse and display the detected pulse rate.
The pulse wave can also be collected by a camera with a coating glass mounted on a camera, a mobile phone or the like. When a pulse wave is collected with a camera with a coating glass, a fingertip is brought into contact (pressed) with the coating portion, and the touched fingertip portion is photographed. However, with a current camera with a glass film, the pressing state of the fingertip is likely to fluctuate, and it is difficult to stably collect a pulse wave.

また、上記いずれの測定方法によっても、その測定によって得られる脈波データは、外部光による雑音信号が混入したり、その逆に正常な信号を検出し損なう場合が多い。それにも拘わらず、測定が実行されて、その誤った測定に基づく脈波データが表示装置に表示されると、精度が低くなるという問題が発生する。   In any of the above measurement methods, the pulse wave data obtained by the measurement is often mixed with a noise signal due to external light or, on the contrary, fails to detect a normal signal. Nevertheless, when the measurement is executed and the pulse wave data based on the erroneous measurement is displayed on the display device, there is a problem that the accuracy is lowered.

一方、指先を皮膜ガラスなどの皮膜部に押圧した際の適正な押圧状態を検知するものとして、CCDカメラのカバーを押圧面として、その押圧面を可動にし、その押圧面に指を接触させ、指先で押圧面を押込んだ状態(押圧が加わった状態)で、指先による押圧力が所定の大きさのときに、CCDカメラによって指紋検知を行う指紋検知装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−225998号公報(第3頁、図1)
On the other hand, as a detection of an appropriate pressing state when the fingertip is pressed against a coating part such as coating glass, the cover of the CCD camera is used as a pressing surface, the pressing surface is made movable, and the finger is brought into contact with the pressing surface, There has been proposed a fingerprint detection device that performs fingerprint detection with a CCD camera when the pressing force of the fingertip is a predetermined magnitude in a state where the pressing surface is pressed with the fingertip (a state where pressure is applied) (for example, a patent) Reference 1).
JP-A-11-225998 (page 3, FIG. 1)

ところで、特許文献1では、指紋採取を目的としており、指紋の採取時間は一瞬の時間でよいので、押圧を加えていきながら所望の押圧状態となったときに指紋を検出する構成となっている。   By the way, in Patent Document 1, the purpose is to collect fingerprints, and the fingerprint collection time may be a momentary time. Therefore, the fingerprint is detected when a desired pressing state is obtained while applying pressure. .

ところが、脈波を採取するには、少なくとも脈波の数サイクル(複数の脈動間隔)を採取する必要がある。この脈波の計測のように一定時間を必要とする計測を目的とする場合は、つまり脈波の計測に限らずデータ採取に指先による押圧が一定の時間、一定の状態に保たれることを条件とするような測定を目的とする場合は、構成の目的が異なるので、特許文献1の装置は不向きである。   However, in order to collect a pulse wave, it is necessary to collect at least several pulse wave cycles (a plurality of pulsation intervals). When measuring for a certain period of time, such as this pulse wave measurement, that is, not only the pulse wave measurement, but also that the pressure applied by the fingertip is maintained for a certain period of time for data collection. In the case of aiming at measurement that satisfies the conditions, the purpose of the configuration is different, so the apparatus of Patent Document 1 is not suitable.

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、皮膜つきカメラを利用した例えば脈波などの検出において、外光が変化する環境下においても、安定的かつ高精度で検出データの採取ができるように、指先を皮膜面に押圧した際の適正な押圧状態を被験者に報知する指先適正押圧状態報知方法及び装置を提供することである。     In view of the above-described conventional situation, it is an object of the present invention to be able to collect detection data stably and with high accuracy even in an environment where external light changes in detection of, for example, a pulse wave using a camera with a film. Furthermore, it is to provide a fingertip proper pressing state notification method and apparatus for notifying the subject of an appropriate pressing state when the fingertip is pressed against the coating surface.

本発明で開示する指先適正押圧状態報知方法は、カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得工程と、該指先画像取得工程により取得された上記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出工程と、該平均輝度算出工程により算出された平均輝度から振幅を取得する振幅取得工程と、該振幅取得工程により取得される振幅の複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶工程と、該振幅閾値記憶工程に記憶される上記閾値グループの中から、上記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択工程と、該閾値選択工程により選択された上記閾値グループの各閾値に基づいて、上記振幅取得工程により取得される振幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力工程と、を含んで構成される。   The fingertip proper pressing state notification method disclosed in the present invention includes a fingertip image acquisition step of acquiring a plurality of frames of a fingertip image taken by a camera and in contact with a transparent plate-like member at predetermined time intervals, and the fingertip image acquisition A frame luminance calculating step for calculating average luminance for each frame of the image of the fingertip acquired in the step, an amplitude acquiring step for acquiring amplitude from the average luminance calculated by the average luminance calculating step, and the amplitude acquiring step An amplitude threshold value storing step for grouping and storing a plurality of threshold values of amplitude acquired by the step, and an average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip from the threshold value group stored in the amplitude threshold value storing step A threshold selection step for selecting one threshold group based on the threshold value, and the amplitude adjustment based on each threshold of the threshold group selected by the threshold selection step. Amplitude obtained by the process determines whether or not exceed the predetermined threshold value, configured to include a judgment result output step of outputting the determination result to the notification device.

本発明によれば、指先画像の平均輝度が高い場合には計測結果の脈波振幅が大きくなることに着目して、指先画像の平均輝度の高低に応じて閾値とする振幅も大小に変化させるので、外光が変化する状況下であっても、常に同様な指先の押圧状態を識別でき、これにより、指先を皮膜面に押圧した際の適正な押圧状態を装置使用者に報知する指先適正押圧状態報知方法及び装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, when the average luminance of the fingertip image is high, paying attention to the fact that the pulse wave amplitude of the measurement result increases, the amplitude as the threshold value is also changed depending on the average luminance of the fingertip image. Therefore, even under circumstances where the external light changes, it is always possible to identify the same fingertip pressing state, thereby notifying the device user of the appropriate pressing state when the fingertip is pressed against the coating surface. It is possible to provide a pressing state notification method and apparatus.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明における指先の適正な押圧状態を検知するための検出装置を示す図である。同図に示すように、検出装置1は、装置筐体2と、この装置筐体2の中に配設された撮像部3を備えている。   FIG. 1 is a diagram showing a detection device for detecting an appropriate pressing state of a fingertip in the present invention. As shown in FIG. 1, the detection device 1 includes a device housing 2 and an imaging unit 3 disposed in the device housing 2.

撮像部3は、底部にCCD撮像素子4を備え、その上方に鏡枠5に保持されたレンズ6を備え、レンズ6の上方にレンズを保護するための透明板状部材であるガラス板7を備えている。なお、ガラス板7は、その部材をガラスかつ板状に限るものではなく、透明、または有色であっても光を透過させる部材で、指先8の押圧により変形しない程度の固さがある部材であれば、どのようなものであっても構わない。また、ガラス板7を設置せず、レンズ6に指を直接接触させてもよい。   The imaging unit 3 includes a CCD imaging device 4 at the bottom, a lens 6 held by a lens frame 5 above the imaging unit 3, and a glass plate 7 that is a transparent plate member for protecting the lens above the lens 6. I have. The glass plate 7 is not limited to glass and plate, but is a member that transmits light even if it is transparent or colored, and is a member that does not deform due to the pressing of the fingertip 8. Anything can be used. Further, the glass plate 7 may not be installed, and the finger may be brought into direct contact with the lens 6.

このガラス板7の上面に、装置使用者がその指先8を載せて、不図示の入力操作部から、例えば脈波の計測を指示すると、後述する制御部からの制御のもとに脈波の計測が開始される。   When the user puts the fingertip 8 on the upper surface of the glass plate 7 and instructs to measure, for example, a pulse wave from an input operation unit (not shown), the pulse wave is controlled under the control of the control unit described later. Measurement starts.

この脈波の計測では、指先の血管を流れる血流量が脈拍に応じて変化することにより、指先8の周囲から射し込む外光9による指先透過光量が変化する。
その指先の画像をCCD撮像素子4により所定の時間隔(携帯電話のカメラ(CCD撮像素子)では7.5、10、15、30フレーム/秒などが多い)で撮像し、1フレーム毎の輝度平均を算出する。
In the measurement of the pulse wave, the blood flow amount flowing through the blood vessel of the fingertip changes in accordance with the pulse, so that the transmitted light amount of the fingertip due to the external light 9 entering from around the fingertip 8 changes.
The image of the fingertip is picked up by the CCD image pickup device 4 at a predetermined time interval (7.5, 10, 15, 30 frames / second is often used in a mobile phone camera (CCD image pickup device)), and the luminance for each frame Calculate the average.


CCD撮像素子4により撮影されるフレームの輝度平均は指先の血液の脈流によって変化するので、輝度平均の変化を追跡すれば、脈波の振幅及び周期を検出することができる。

Since the average luminance of the frame imaged by the CCD image sensor 4 changes depending on the blood flow of the fingertip, the amplitude and period of the pulse wave can be detected by tracking the change in the average luminance.

脈波を検出するためには、1フレーム毎の平均輝度の極大(=血流少)/極小(=血流大)状態の振幅繰り返しを検出する必要がある。振幅が大きいほどS/N比が向上するので正確に検知しやすくなる。 また、計測された脈波の振幅は、指先8のガラス板7への接触圧が所定の範囲から外れるほど小さくなる傾向がある。即ち、指圧の強さが弱→中→強となるに応じて、計測される脈波の振幅は小→大→小となる。   In order to detect a pulse wave, it is necessary to detect a repetition of amplitude in a state of maximum (= low blood flow) / minimum (= high blood flow) average luminance for each frame. Since the S / N ratio improves as the amplitude increases, it becomes easier to detect accurately. The amplitude of the measured pulse wave tends to decrease as the contact pressure of the fingertip 8 on the glass plate 7 departs from a predetermined range. That is, the amplitude of the pulse wave to be measured is changed from small to large to small as the strength of the finger pressure is changed from weak to medium to strong.

従って、正確に脈波を検出するためには、検出に要する時間の間(例えば約5秒以上)、被験者(装置の使用者)が所定範囲の指圧(上記の指圧の強さが中)で指をガラス板7に押圧し続けることが望ましい。   Therefore, in order to accurately detect the pulse wave, the subject (user of the device) is in a predetermined range of finger pressure (the strength of the above-mentioned finger pressure is medium) during the time required for detection (for example, about 5 seconds or more). It is desirable to keep pressing the finger against the glass plate 7.

被験者に所定範囲の指圧で指をガラス板7に押圧させ続けるためには、被験者に、装置の操作状態(指による押圧状態)が脈波検知に適した状態になっているか否かを知らせる必要がある。そのためには、指の押圧状態(以下、指圧という)を適切に被験者へ通知する仕組が必要になる。   In order to keep the subject pressing the finger against the glass plate 7 with a predetermined range of finger pressure, it is necessary to inform the subject whether or not the operation state of the device (pressing state by the finger) is in a state suitable for pulse wave detection. There is. For this purpose, a mechanism for appropriately notifying the subject of the finger pressing state (hereinafter referred to as finger pressure) is required.

一方、指圧による振幅変化とは独立した事象として、後述するように、フレームの平均輝度の振幅は画像の平均輝度が明るくなる状態(=外光量が多い、もしくは指が小さい/薄いなど)で計測されるほど大きくなる傾向もある。従って、同一被験者が同じ指圧で脈波を計測した場合あっても、画像の平均輝度が明るくなる状態、即ち外光量が多い状態であるほど大きな振幅が得られることになる。   On the other hand, as an event independent of amplitude change due to finger pressure, as described later, the amplitude of the average luminance of the frame is measured in a state where the average luminance of the image is bright (= the external light amount is large or the finger is small / thin, etc.) There is also a tendency to become larger. Therefore, even when the same subject measures a pulse wave with the same finger pressure, a larger amplitude is obtained as the average brightness of the image becomes brighter, that is, when the external light quantity is larger.

同じ指圧であっても、外光量の変化(例えば、歩きながら計測して外光状態が変化する等)に応じて検知への適否が異なるかたちで被験者に通知されると、被験者の操作容易性を損なうので、外光量の変化に関わらず、指圧が同程度であれば検知への適否状態も同程度として被験者へ通知されることが望ましい。   Even if the finger pressure is the same, if the subject is notified that the suitability for detection differs according to changes in the amount of external light (for example, changes in the ambient light state by measuring while walking) Therefore, regardless of the change in the amount of external light, if the finger pressure is the same, it is desirable to notify the subject that the suitability for detection is also the same.

さらには、簡便性を維持するために、専用の脈波検出装置ではなく、携帯端末へCCDカメラを搭載する以外の装置を追加することなく、上記のような脈波検知のための指圧状態の適否の被験者への通知を実現することが望ましい。   Furthermore, in order to maintain simplicity, not the dedicated pulse wave detection device, but the addition of a device other than mounting a CCD camera to the portable terminal, the above-mentioned acupressure state for pulse wave detection It is desirable to realize notification to the subject of suitability.

このように、本発明の目的は、脈波を検出することにあるのでは無く、指先の適正な押圧状態を一定時間維持するために、適正であるべき押圧状態に対して現在実行中の押圧状態がどの押圧レベルであるかを装置使用者に報知することにある。   Thus, the purpose of the present invention is not to detect the pulse wave, but to maintain the proper pressing state of the fingertip for a certain period of time, the pressing currently being performed on the pressing state that should be appropriate This is to notify the user of the device which pressure level the state is.

図2(a) は、外光の明るさを一定にしたときの指圧の弱から強への変化と、そのときの検出脈波の輝度及び波形との関係を示す図である。図2(b) は同図(a) の波形11又は13の部分の拡大図であり、同図(c) は同図(a) の波形12の部分の拡大図である。   FIG. 2A is a diagram showing a relationship between a change in finger pressure from weak to strong when the brightness of external light is constant, and the luminance and waveform of the detected pulse wave at that time. FIG. 2 (b) is an enlarged view of the portion of the waveform 11 or 13 in FIG. 2 (a), and FIG. 2 (c) is an enlarged view of the portion of the waveform 12 in FIG. 2 (a).

尚、図2(a) は、横軸に指圧の強さを示し、縦軸に検出脈波の輝度を示している。また、外光は指先の脇からも幾分入射し、この指先の脇から入射する外光は画像の雑音信号となるが、指先画像の輝度は、指先の血液の脈流の強弱に応じて上下し、脈波の上下のピークは輝度の上下で決まるので、指圧が正常な脈流を妨げない程度の強さで一定していればよい。   In FIG. 2 (a), the horizontal axis indicates the strength of the finger pressure, and the vertical axis indicates the luminance of the detected pulse wave. In addition, external light is incident somewhat from the side of the fingertip, and external light incident from the side of the fingertip becomes an image noise signal, but the brightness of the fingertip image depends on the strength of blood pulsation at the fingertip. Since the up and down peaks and the top and bottom peaks of the pulse wave are determined by the top and bottom of the luminance, it is only necessary that the finger pressure be constant with a strength that does not interfere with normal pulsating flow.

ところで、図2(a) では、波形11に示すように、指圧が低いと指先画像の輝度が低下
すると共に脈波の波形も不安定な状態になることがわかる。
そして、波形12に示すように、指圧が或る程度強くなると指先画像の輝度が上昇すると共に脈波の波形が安定し、脈波計測のための理想的な状態となることがわかる。
In FIG. 2A, as shown by the waveform 11, it can be seen that when the finger pressure is low, the brightness of the fingertip image is lowered and the waveform of the pulse wave is also unstable.
As shown in the waveform 12, when the finger pressure is increased to some extent, the brightness of the fingertip image is increased and the pulse wave waveform is stabilized, which is an ideal state for pulse wave measurement.

そして、波形13に示すように、更に指圧が強くなると、輝度も更に上昇するが、脈波の波形は再び不安定な状態になることが判明する。
これらの状態は、指圧が低いと指先が厚くなり、外光の透過率が悪くなって輝度が下がると共に、血液の脈流の強弱も画像の輝度に明瞭に反映されなくなり、脈波の波形が不安定になるためと推測される。
Then, as shown in the waveform 13, when the finger pressure is further increased, the luminance is further increased, but it is found that the waveform of the pulse wave becomes unstable again.
In these states, when the finger pressure is low, the fingertips become thick, the external light transmittance deteriorates and the brightness decreases, and the intensity of the blood pulsation is not clearly reflected in the brightness of the image, and the waveform of the pulse wave is Presumed to be unstable.

また、極端に指圧が強いと、指先が薄くなり、その分、外光の透過率が良くなって輝度は上がるが、強い指圧で血管が圧迫されるので脈流が妨げられ、脈流の強弱が画像の輝度に明瞭に反映されなくなり、この場合も脈波の波形が不安定になるためと推測される。   In addition, if the finger pressure is extremely strong, the fingertips become thinner, and the brightness of external light is improved and the brightness is increased, but the blood pressure is increased by strong finger pressure, so the pulsating flow is disturbed and the strength of the pulsating flow is weakened. Is not clearly reflected in the brightness of the image, and it is presumed that the waveform of the pulse wave also becomes unstable in this case.

したがって、正しい脈波を検出しようとする場合は、一定時間、例えば10秒くらいの間、波形12の状態になるよう指圧を一定に維持することが重要となる。
そこで、指圧の状態(レベル)を、例えば5段階に区分し、図2(a) の波形12の状態をレベル5とし、この波形12を中心にして左(指圧が弱くなる)右(指圧が高くなる)のいずれかに変化するほど、レベル4、3、2、1と、レベルを下げていき、このレベルを装置使用者に報知するようにすれば、装置使用者は、そのレベルの報知を視認して最適な指圧レベル5に指圧を維持するように努力することができると考えられる。
Therefore, in order to detect a correct pulse wave, it is important to keep the finger pressure constant so that the waveform 12 is maintained for a certain period of time, for example, about 10 seconds.
Therefore, the state (level) of the acupressure is divided into, for example, five levels, and the state of the waveform 12 in FIG. 2 (a) is set to the level 5, and the left side (the acupressure becomes weaker) around the waveform 12 (the acupressure is reduced) If the level is lowered to levels 4, 3, 2, 1 and the level is notified to the device user, the device user is notified of that level. It is considered that an effort can be made to maintain the acupressure at the optimum acupressure level 5 by visually recognizing

図3は、図1の指先8のガラス板7への押圧状態を一定にして、外光9の明るさを暗から明に変化させたときの外光9の明るさと脈波振幅の変化の関係を示す図である。
尚、同図は横軸に指先画像の明るさを示し、縦軸に振幅の大きさを示している。また、外光9の明るさの変化の影響は、例えば、外光9の光源を指先8の背に、遠いところから徐々に近づけることによって確認可能である。
FIG. 3 shows changes in the brightness of the external light 9 and the pulse wave amplitude when the brightness of the external light 9 is changed from dark to bright while the pressing state of the fingertip 8 of FIG. 1 on the glass plate 7 is constant. It is a figure which shows a relationship.
In the figure, the horizontal axis indicates the brightness of the fingertip image, and the vertical axis indicates the amplitude. The influence of the change in the brightness of the external light 9 can be confirmed, for example, by gradually bringing the light source of the external light 9 closer to the back of the fingertip 8 from a far place.

図3に示すように、指先の押圧状態が一定であれば、外光9が明るくなる、つまり指先の画像が明るくなる、換言すれば、指先画像の輝度が大きくなるに従い、脈波の振幅は大きく検出されることが分かる。   As shown in FIG. 3, if the fingertip is in a constant pressing state, the external light 9 becomes bright, that is, the image of the fingertip becomes brighter. In other words, the amplitude of the pulse wave increases as the brightness of the fingertip image increases. It turns out that it is detected greatly.

図4(a) は、指先の検出装置の具体的な例を示す図であり、図4(b) は、指先押圧状態の強弱を示す指圧レベルを装置使用者に報知する場合の具体的な報知例を示す図である。
図4(a) は、検出装置として、携帯電話15の撮像部を利用する例を示している。また、図4(a) は、装置使用者が携帯電話15を右手に持ち、左手の人差指16の指先を携帯電話15の撮像部の皮膜ガラス(図では指先の下に隠れているため見えない)の上に押圧している状態を示している。
FIG. 4 (a) is a diagram showing a specific example of a fingertip detection device, and FIG. 4 (b) is a specific case of notifying the device user of the acupressure level indicating the strength of the fingertip pressing state. It is a figure which shows the alerting | reporting example.
FIG. 4A shows an example in which the imaging unit of the mobile phone 15 is used as the detection device. FIG. 4 (a) shows that the device user holds the mobile phone 15 in the right hand and the fingertip of the index finger 16 of the left hand is not visible because it is covered with the coating glass of the imaging unit of the mobile phone 15 (in the figure, hidden under the fingertip). ) Is being pressed.

携帯電話15の撮像部の上方には、表示部17が設けられている。表示部17には、脈拍数を示す「70」と、人差指16の指圧レベルを示すハートマークが表示されている。
装置使用者に指圧レベルを報知する情報である指圧レベルのハートマークには、種々の表示方法がある。同図(b) に示す例は、内部の記憶装置に記憶される指圧レベルと報知されるマークとの関係を示すテーブルである。
A display unit 17 is provided above the imaging unit of the mobile phone 15. The display unit 17 displays “70” indicating the pulse rate and a heart mark indicating the acupressure level of the index finger 16.
There are various display methods for the heart mark of the acupressure level, which is information for notifying the apparatus user of the acupressure level. The example shown in FIG. 5B is a table showing the relationship between the acupressure level stored in the internal storage device and the notified mark.

同図(b) には、最上段の左から右へ、指圧レベル5、4、3、2、1が設定されており、その下に、指圧レベル5、4、3、2、1にそれぞれ対応する報知マークのグループが設定されている。   In FIG. 5 (b), acupressure levels 5, 4, 3, 2, 1 are set from left to right in the uppermost stage, and below that, acupressure levels 5, 4, 3, 2, 1 are respectively set. Corresponding notification mark groups are set.

第1の報知グループ21は、ハートマークの大きさが、指圧レベルに応じて順次変化す
るものである。そして、例えば、指圧レベル5のときに最大の大きさ、指圧レベル1のときに最小の大きさで表示されるようになっている。
In the first notification group 21, the size of the heart mark changes sequentially according to the acupressure level. For example, when the finger pressure level is 5, the maximum size is displayed, and when the finger pressure level is 1, the minimum size is displayed.

また、第2の報知グループ22は、ハートマークの濃さが指圧レベルに応じて順次変化するものである。そして、例えば、指圧レベル5のときに最高濃度、指圧レベル1のときに最低濃度で表示されるようになっている。   In the second notification group 22, the darkness of the heart mark changes sequentially according to the acupressure level. For example, when the finger pressure level is 5, the highest density is displayed. When the finger pressure level is 1, the lowest density is displayed.

また、第3の報知グループ23は、ハートマークの色が指圧レベルに応じて順次変化するものである。そして、例えば、指圧レベル5のときは「良し」を示す「緑」、指圧レベル4のときは「良しに近いが外れている」ことを示す「黄緑」、指圧レベル3のときは「要注意」を示す「黄」、指圧レベル2のときは「悪い」示す「橙」、指圧レベル1のときは「危険」を示す「赤」、といった色分けになっている。   Moreover, the 3rd alerting | reporting group 23 changes the color of a heart mark sequentially according to acupressure level. Then, for example, “green” indicating “good” when the acupressure level is 5, “yellowish green” indicating “nearly good but out” when the acupressure level is 4, and “necessary” when the acupressure level is 3. “Yellow” indicating “attention”, “orange” indicating “bad” when the finger pressure level is 2, and “red” indicating “danger” when the finger pressure level is 1.

また、第4の報知グループ24は、ハートマークではなく、ブロックの積み重ね数が指圧レベルに応じて順次変化するものである。例えば、指圧レベル5のときにブロックが最大数の5個、指圧レベル1のときにブロックが最少数の1個となって表示されるようになっている。   Moreover, the 4th alerting | reporting group 24 is not a heart mark, but the number of stacked blocks changes sequentially according to the acupressure level. For example, when the acupressure level is 5, the maximum number of blocks is five, and when the acupressure level is 1, the minimum number of blocks is one.

また、第5の報知グループ25も、ハートマークではなく、不等号記号のような矢印「>」の表示数が、指圧レベルに応じて順次増減して変化するものである。例えば、指圧レベル5のときには矢印は「>>>>>」のように5個表示され、指圧レベル1のときには矢印は「>」のように1個表示されるようになっている。なお、指圧レベルを報知するために出力する情報は、上述の5種類に限るものではなく、指圧レベルにより内容が変化する情報で、装置使用者がそれを視認できる情報であれば、どのようなものであっても構わない。   In the fifth notification group 25 as well, the display number of the arrow “>” such as an inequality sign instead of a heart mark is sequentially increased or decreased according to the acupressure level. For example, when the finger pressure level is 5, five arrows are displayed as “>>>>”, and when the finger pressure level is 1, one arrow is displayed as “>>”. Note that the information to be output for notifying the acupressure level is not limited to the above five types, but is information that changes in content depending on the acupressure level and can be any information as long as the device user can visually recognize it. It doesn't matter.

装置使用者は、上記のような報知マークを予め選択してから、指先で携帯電話15の撮像部の皮膜ガラスを押圧し、報知マークの変化を見ながら最適な指圧レベル5に対応する報知マークが出るように指圧レベルを加減して、指圧レベル5に対応する報知マークが出たところで、その指圧レベルを維持すればよい。
ところで、図1に示したCCD4で撮像した指先画像の平均輝度から取得される脈波の波形は、外光の明るさによって振幅が異なることは前述した。
The apparatus user selects the notification mark as described above in advance, and then presses the coating glass of the imaging unit of the mobile phone 15 with the fingertip, and the notification mark corresponding to the optimum acupressure level 5 while observing the change of the notification mark. The acupressure level is adjusted so as to appear, and when the notification mark corresponding to the acupressure level 5 appears, the acupressure level may be maintained.
Incidentally, as described above, the pulse wave waveform acquired from the average luminance of the fingertip image captured by the CCD 4 shown in FIG. 1 has different amplitudes depending on the brightness of the external light.

図5は、指先の押圧状態を強弱変化させたときに、外光が明るいときは検出される脈波の振幅が全体に大きくなり、外光が暗いときは脈波の振幅が全体に小さくなることを示す図である。図中において、脈波計測に適した状態をレベル5とし、適した状態から離れるほどにレベルの数字が下がるようにレベル分けがされており、各レベルを区別するための閾値として、脈波の振幅の幅、即ち、CCD4により撮像された指先画像のフレームの平均輝度の変化によって形成される各振幅の極大値と極小値との輝度値の差分を用いている。   FIG. 5 shows that when the pressure state of the fingertip is changed in strength, the amplitude of the detected pulse wave is large when the external light is bright, and the amplitude of the pulse wave is small when the external light is dark. FIG. In the figure, the state suitable for pulse wave measurement is set to level 5, and the level is divided so that the number of the level decreases as the distance from the appropriate state increases. As a threshold for distinguishing each level, the pulse wave The width of the amplitude, that is, the difference between the luminance values of the maximum value and the minimum value of each amplitude formed by the change in the average luminance of the frame of the fingertip image captured by the CCD 4 is used.

ここで、同図の下方に示すように、外光が暗いときの脈波の振幅(フレーム平均輝度の各振幅の極大値と極小値との輝度値の差分)を基準として、中央に指圧レベル5を設定し、その左右に順次低下していく指圧レベル4、3、2、1を設定したとする。   Here, as shown in the lower part of the figure, the acupressure level is centered on the basis of the amplitude of the pulse wave when the outside light is dark (difference between the maximum value and the minimum value of each amplitude of the frame average luminance). Suppose that 5 is set and acupressure levels 4, 3, 2, and 1 that gradually decrease to the left and right are set.

同図の下方に示す外光が暗いときの指圧レベルの設定は、ほぼ等間隔に近い状態で設定されているので、装置の使用者の目には、指圧の強弱に応じて変化する指圧レベルの報知マークの変化する時間的間隔は比較的緩やかである。   Since the setting of the acupressure level when the outside light shown in the lower part of the figure is dark is set at a substantially equal interval, the acupressure level that changes according to the intensity of the acupressure to the eyes of the user of the device The time interval at which the notification mark changes is relatively gradual.

一方、同図の上方に示す外光が明るいときの指圧レベルの設定で、外光が暗いときと同
様の基準で、つまり振幅が全体に小さいときの基準で、指圧レベルを設定すると、外光が明るいときの脈波の振幅は全体に大きくなるので、振幅が小さくなることに対応して順次小さく設定されている指圧レベル4、3、2、1は、中央より遠く離れて、左右の端に固まってしまう。
On the other hand, when setting the acupressure level when the external light is bright as shown in the upper part of the figure, the acupressure level is set based on the same standard as when the external light is dark. Since the amplitude of the pulse wave when the light is bright is increased as a whole, the acupressure levels 4, 3, 2, 1 which are sequentially set to be smaller corresponding to the decrease in the amplitude are farther away from the center and left and right ends. It will harden.

したがって、装置の使用者の目には、指圧の強弱に応じて変化する指圧レベルの報知マークが、指圧が弱すぎるときと強すぎるときの左右両端で、変化の時間的間隔が短くなり、指圧が弱すぎるときも強すぎるときも、指圧レベルの報知マークが、めまぐるしく変化するように見えてしまう。   Therefore, the notification mark of the acupressure level, which changes according to the intensity of the acupressure, is displayed on the eyes of the user of the device. When it is too weak or too strong, the acupressure level notification mark appears to change rapidly.

これでは、装置の使用者は、外光の明るいところでは、指圧レベルをちょうど良い中央部分に調節しようとしても、めまぐるしく変化する報知マークの表示に、指先の調節が追随していくことが出来ず、調節することが困難になってくる。   In this case, even if the user of the device tries to adjust the acupressure level to a good central part in a place where the outside light is bright, the adjustment of the fingertip cannot follow the display of the notice mark that changes rapidly. It becomes difficult to adjust.

そこで、本例では、前述したように外光が明るいときには脈波の振幅が全体に大きくなることが分かっているので、撮像した指先の画像が明るいときほど、計測した脈波の振幅(フレーム平均輝度の各振幅の極大値と極小値との輝度値の差分)に対して設定するレベルの境界値となる振幅閾値を、大きく設定する。   Therefore, in this example, as described above, it is known that the amplitude of the pulse wave increases overall when the external light is bright. Therefore, the measured pulse wave amplitude (the frame average) increases as the captured fingertip image becomes brighter. The amplitude threshold value that is the boundary value of the level to be set with respect to the difference in luminance value between the maximum value and the minimum value of each luminance amplitude is set large.

図6は、指先画像の明るさに応じて計測脈波の振幅を5段階のレベルに区分するために用いられるレベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線(図では直線)である。同図は横軸に指先画像の明るさを示し、縦軸に計測した脈波の振幅を示している。   FIG. 6 is a characteristic curve (straight line in the figure) for setting the amplitude threshold value for each level used to classify the amplitude of the measured pulse wave into five levels according to the brightness of the fingertip image. In the figure, the horizontal axis represents the brightness of the fingertip image, and the vertical axis represents the measured pulse wave amplitude.

なお、同図の横軸に示す指先画像の明るさは、Nフレームの平均輝度によって求めている。尚、本例では秒当りの撮影フレーム数は、15枚であるが、これに限ることなく20枚であってもよく、また、それ以上であってもよい。要は、そのときの測定環境における輝度が求まればよい。   In addition, the brightness of the fingertip image shown on the horizontal axis in the figure is obtained by the average luminance of N frames. In this example, the number of frames taken per second is 15. However, the number of frames is not limited to 20 frames, and may be 20 frames or more. In short, the luminance in the measurement environment at that time may be obtained.

また、図6に示すように、画像が明るくなるにつれて、測定した脈波の振幅(フレーム平均輝度の各振幅の極大値と極小値との輝度値の差分)に対する各レベルの設定値(閾値)が高くなっているが、この設定は、実験を繰り返した結果として得られた経験値である。   Further, as shown in FIG. 6, as the image becomes brighter, the set value (threshold value) of each level with respect to the amplitude of the measured pulse wave (difference between the maximum value and the minimum value of each amplitude of the frame average luminance). However, this setting is an empirical value obtained as a result of repeating the experiment.

図7は、上記のレベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線を用いることで指先画像の明るさに関係なく計測脈波の振幅を同じ5段階のレベルに区分できることを示す図である。同図は横軸に指圧を示している。そして、縦軸の上方に外光が明るい場合の指先画像の輝度変化と振幅の変化を示し、下方に外光が暗い場合の指先画像の輝度変化と振幅の変化を示している。   FIG. 7 is a diagram showing that the amplitude of the measured pulse wave can be classified into the same five levels regardless of the brightness of the fingertip image by using the characteristic curve for setting the amplitude threshold for each level. The figure shows acupressure on the horizontal axis. The brightness change and amplitude change of the fingertip image when the outside light is bright are shown above the vertical axis, and the brightness change and amplitude change of the fingertip image when the outside light is dark are shown below.

図6に示したレベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線を用いて明るさに応じた各レベルごとの閾値を設定すれば、図7に示すように、外光が明るいときも暗いときも、装置使用者の同じ指圧レベルに対しては、輝度の上限と下限の間に、同じ範囲の指圧レベルの領域分割が設定される。   If the threshold value for each level according to the brightness is set using the characteristic curve for setting the amplitude threshold value for each level shown in FIG. 6, whether the outside light is bright or dark, as shown in FIG. For the same acupressure level of the device user, the area division of the acupressure level in the same range is set between the upper limit and the lower limit of the luminance.

したがって、外光が明るいときも暗いときも、装置使用者の同じ指圧レベルに対しては同様に指圧レベルの報知マークが変化する。これにより、装置の使用者は、外光が明るいときも暗いときも、指圧を最適な状態にもっていくまでの押圧の調節に違和感なく対処することができる。   Therefore, the notification mark of the acupressure level changes in the same way for the same acupressure level of the user of the apparatus, whether the ambient light is bright or dark. Thereby, the user of the apparatus can cope with the adjustment of the pressure until the finger pressure is brought to an optimum state, even when the outside light is bright or dark.

尚、図6では、レベル毎の振幅閾値の設定に、振幅閾値の設定用特性曲線を用いている
が、所定の許容差を持った「振幅の範囲」と数フレームの輝度から求めた「Nフレームの輝度平均」とに「振幅閾値」を対応させたレベル毎の振幅閾値の設定用テーブルを用いるようにしてもよい。
In FIG. 6, an amplitude threshold setting characteristic curve is used for setting the amplitude threshold for each level. However, “N” obtained from the “amplitude range” having a predetermined tolerance and the luminance of several frames is used. A table for setting an amplitude threshold value for each level in which “amplitude threshold value” is associated with “frame luminance average” may be used.

図8は、指先画像の明るさに応じて計測されたフレームの輝度値の振幅を5段階のレベルに区分するために用いられるレベル毎の振幅閾値の設定用テーブル(レベル評価用テーブルともいう)を示す図である。   FIG. 8 shows an amplitude threshold value setting table (also referred to as a level evaluation table) for each level used for classifying the amplitude of the luminance value of the frame measured according to the brightness of the fingertip image into five levels. FIG.

図8は上段の横欄に、計測環境の明るさを示すNフレームの輝度平均を19以下(「〜19」)、20から39まで(「20〜39」)、40から59まで(「40〜59」)、60から79まで(「60〜79」)、80以上(「80〜」)の5段階で示している。これら5段階に分けた輝度平均の変化は図6の横軸の値の変化に相当する。   In FIG. 8, in the upper row, the average luminance of N frames indicating the brightness of the measurement environment is 19 or less (“˜19”), 20 to 39 (“20 to 39”), 40 to 59 (“40 ˜59 ”), 60 to 79 (“ 60 to 79 ”), and 80 or more (“ 80 ”). The change of the luminance average divided into these five steps corresponds to the change of the value on the horizontal axis in FIG.

また、図8の左側縦欄には、振幅の範囲(フレーム平均輝度の各振幅の極大値と極小値との輝度値の差分)を振幅0.25以下から0.25刻みに昇順に振幅6以上まで示している。これら振幅の範囲の変化は図6の縦軸の値の変化に相当する。   In the left vertical column of FIG. 8, the amplitude range (difference in luminance value between the maximum value and the minimum value of each amplitude of the frame average luminance) is set to an amplitude 6 in ascending order from 0.25 or less to 0.25. The above is shown. These changes in the amplitude range correspond to changes in the value on the vertical axis in FIG.

尚、この縦欄に示す振幅の範囲で、例えば「0.25〜0.5」として示される数値の「0.25」は、「0.25」を含まず「0.25を超えて」の意味であり、それ以下に示す他の範囲を示す左側に来る数値についても同様である。   In the amplitude range shown in this column, for example, the numerical value “0.25” shown as “0.25 to 0.5” does not include “0.25” but exceeds “0.25”. The same applies to the numerical values on the left side indicating other ranges shown below.

そして、図8の横欄の「Nフレームの輝度平均」と縦欄「振幅範囲」に対応するテーブルの各升目には、1〜5までのレベルを示す数値が格納されている。以下の説明では、このレベルを示す数値を「評価値」ということにする。   In each table of the table corresponding to “N-frame luminance average” in the horizontal column and “Amplitude range” in the vertical column in FIG. In the following description, the numerical value indicating this level is referred to as “evaluation value”.

これらの評価値のなかで背景を濃くして表示されている評価値は、単に図8を見やすくするために、評価値が変わる境界の評価値に目印を付けたものである。
図8において、「Nフレームの輝度平均」が最左端の「〜19」のときの「振幅範囲」に対する評価値は、振幅範囲0.5以下(「〜0.25」、「0.25〜0.5」)が評価値「1」、振幅範囲0.5を超えて振幅範囲1以下(「0.5〜0.75」、「0.75〜1」)が評価値「2」、・・・、となっている。
Among these evaluation values, the evaluation values displayed with a dark background are simply marks on the evaluation values at the boundaries where the evaluation values change in order to make it easier to see FIG.
In FIG. 8, the evaluation value for the “amplitude range” when “brightness average of N frames” is “˜19” at the leftmost end is an amplitude range of 0.5 or less (“˜0.25”, “0.25”). 0.5 ”) is the evaluation value“ 1 ”, the amplitude range is 0.5 and below (“ 0.5 to 0.75 ”,“ 0.75 to 1 ”) is the evaluation value“ 2 ”, ....

「Nフレームの輝度平均」がテーブルの右方へ大きくなっていくに従って、「振幅範囲」に対する評価値が変わる境界の振幅範囲の値が大きい方に移動している。
これにより、この振幅閾値の設定用テーブルを使用した場合でも、図7に示したよう、外光が明るいときも暗いときも、装置使用者の同じ指圧レベルに対しては、輝度の上限と下限の間に、同じ範囲の指圧レベルの領域分割を設定することができる。
As “N-frame luminance average” increases to the right of the table, the value of the amplitude range at the boundary where the evaluation value for “amplitude range” changes moves to the larger value.
Thus, even when this amplitude threshold setting table is used, as shown in FIG. 7, the upper and lower limits of the luminance are the same for the same acupressure level of the device user regardless of whether the external light is bright or dark. In the meantime, it is possible to set the region division of the same range of acupressure levels.

尚、上記図8の、評価値が変わる境目の評価値に対応する左端縦列の振幅範囲の値が、図6に示した指圧レベルごとの振幅の閾値に相当している。
尚、図8に示すテーブルの各値は、あくまでも例として示したものであって、計測装置に実装されるテーブルが、図8の値に設定されるということではない。
Note that the amplitude range value in the left end column corresponding to the evaluation value at the boundary where the evaluation value changes in FIG. 8 corresponds to the amplitude threshold value for each acupressure level shown in FIG.
Note that the values in the table shown in FIG. 8 are merely examples, and the table mounted on the measurement device is not set to the values in FIG.

図9は、本例の検出装置1において指先適正押圧状態報知を行う制御回路ブロック図である。同図に示すように、検出装置の制御回路は、CPU(central processing unit)31に対しバス32を介して接続されたROM(read only memory)33、RAM(Random Access Memory)34、記憶部35、通信部36、入出力部37、表示部38を備えている。   FIG. 9 is a control circuit block diagram for informing the fingertip proper pressing state in the detection device 1 of the present example. As shown in the figure, the control circuit of the detection apparatus includes a read only memory (ROM) 33, a random access memory (RAM) 34, and a storage unit 35 connected to a central processing unit (CPU) 31 via a bus 32. , A communication unit 36, an input / output unit 37, and a display unit 38.

ROM33には、この検出装置1が例えば携帯用端末であれば、携帯用端末の一般的な動作を制御するプログラムの他に、指先適正押圧状態報知を行うプログラムなどが格納さ
れている。
If the detection device 1 is, for example, a portable terminal, the ROM 33 stores a program for notifying a fingertip proper pressing state in addition to a program for controlling general operations of the portable terminal.

RAM34は、プログラム領域とデータ領域に分かれており、プログラム領域には、CPU31により必要に応じてROM33から読み出されたプログラムが一時的に記憶され、CPU33は、そのプログラムに従って各部の制御を行う。   The RAM 34 is divided into a program area and a data area. In the program area, a program read from the ROM 33 as needed by the CPU 31 is temporarily stored, and the CPU 33 controls each unit according to the program.

一方、RAM34のデータ領域には、CPU33が演算途中の中間データや演算結果のデータが一時的に記憶される。
記憶部35は、内蔵または外付けのハードディスクやフラッシュメモリ等を着脱自在に備えており、これらの記録装置には、予め設定されている例えば図8に示したレベル毎の振幅閾値の設定用テーブル(レベル評価用テーブル)などが格納されている。
On the other hand, in the data area of the RAM 34, intermediate data being calculated by the CPU 33 and data of calculation results are temporarily stored.
The storage unit 35 is provided with a built-in or external hard disk, a flash memory, or the like so as to be detachable. In these recording apparatuses, for example, a preset table for setting an amplitude threshold value for each level shown in FIG. (Level evaluation table) and the like are stored.

通信部36は、この検出装置1が例えば携帯用端末であれば、基地局との電話網による電話通信、インターネット網によるインターネット通信まどの機能を備えている。また、パーソナルコンピュータとのUSB規格の有線通信や赤外線又はブルートゥースによる無線通信機能を備えている。   If the detection device 1 is, for example, a portable terminal, the communication unit 36 has functions such as telephone communication with a base station via a telephone network and Internet communication via an Internet network. In addition, a USB standard wired communication with a personal computer and a wireless communication function using infrared rays or Bluetooth are provided.

入出力部37には、例えばCCD4から出力される指先の撮像画像データが入力され、各種の演算結果が表示部38に出力される。
表示部38は、液晶表示装置であり、この検出装置1が例えば携帯用端末であれば、電話やインターネット通信用の大型の主画面と、自分撮影時の画像や、指先押圧時の指圧レベルを表示報知する小型の副画面を備えている。
For example, captured image data of a fingertip output from the CCD 4 is input to the input / output unit 37, and various calculation results are output to the display unit 38.
The display unit 38 is a liquid crystal display device. If the detection device 1 is a portable terminal, for example, a large main screen for telephone or Internet communication, an image at the time of self-photographing, and an acupressure level at the time of fingertip pressing are displayed. A small sub-screen for displaying and notifying is provided.

図10は、上記の制御回路により指先適正押圧状態報知を行う処理の機能ブロック図である。図10に示すように、指先適正押圧状態報知を行う処理は、入力部37a、輝度平均算出部38、データ記憶部39、レベル評価部40、脈拍検出部41、及び出力部37bから成る機能に基づいて行われる。   FIG. 10 is a functional block diagram of a process for notifying the fingertip proper pressing state by the control circuit. As shown in FIG. 10, the processing for notifying the fingertip proper pressing state is a function including an input unit 37 a, a luminance average calculation unit 38, a data storage unit 39, a level evaluation unit 40, a pulse detection unit 41, and an output unit 37 b. Based on.

上記の脈拍検出部41は、ピーク間隔検出部42と脈拍算出部43の機能を備えている。また、レベル評価部40の細部の機能は図11に示される。
図11は、図10の機能ブロックにおけるレベル評価部40の機能を更に詳しく説明するブロック図である。図11に示すように、レベル評価部40は、タイミング制御部45、振幅算出部46、Nフレーム輝度平均算出部47、振幅評価部48、判定テーブル49の機能を備えている。
The pulse detection unit 41 includes functions of a peak interval detection unit 42 and a pulse calculation unit 43. The detailed functions of the level evaluation unit 40 are shown in FIG.
FIG. 11 is a block diagram for explaining the function of the level evaluation unit 40 in the functional block of FIG. 10 in more detail. As shown in FIG. 11, the level evaluation unit 40 includes functions of a timing control unit 45, an amplitude calculation unit 46, an N frame luminance average calculation unit 47, an amplitude evaluation unit 48, and a determination table 49.

図12は、上記構成の機能ブロックにおいて、データ記憶部39に格納される、カメラにより撮影されて入力部37aに入力されるフレーム毎の輝度平均値のデータテーブルの例を示す図である。同図には指先の撮影画像のフレームNo.1からNo.64までが示され、それらのフレームから輝度平均算出部38により算出された輝度平均値、例えば「34.887」、「34.007」、「33.652」・・・等が、フレーム番号に対応付けられている。   FIG. 12 is a diagram showing an example of a data table of average luminance values for each frame stored in the data storage unit 39 and captured by the camera and input to the input unit 37a in the functional block configured as described above. In the same figure, the frame number of the photographed image of the fingertip is shown. 1 to No. 64, and the average luminance values calculated by the average luminance calculation unit 38 from these frames, for example, “34.887”, “34.007”, “33.652”, etc. are included in the frame number. It is associated.

図13は、図12のデータテーブルの輝度平均の値をプロットして得られるグラフの例を示す図である。同図は横軸に計測時刻を示し、縦軸にフレーム毎の輝度平均を示している。この図13に示す波形が、図2(a) 、図5、図7に示した脈波の波形に対応する。そして、各波の極大値と極小値との差分が、振幅閾値と比較される対象となる振幅となる。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a graph obtained by plotting the luminance average value of the data table of FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the measurement time, and the vertical axis indicates the luminance average for each frame. The waveform shown in FIG. 13 corresponds to the waveform of the pulse wave shown in FIGS. 2 (a), 5 and 7. FIG. Then, the difference between the maximum value and the minimum value of each wave becomes the amplitude to be compared with the amplitude threshold value.

以下、上記の図10〜図13を用いて、制御回路による指先適正押圧状態報知を行う処理について説明する。
先ず、カメラ(図1に示すCCD4)から入力部37aに、指先8を撮影した画像デー
タが例えば毎秒15フレームの割合で入力される。この撮影画像データは輝度平均算出部38に転送される。
Hereinafter, the process of notifying the fingertip proper pressing state by the control circuit will be described with reference to FIGS.
First, image data obtained by photographing the fingertip 8 is input from the camera (CCD 4 shown in FIG. 1) to the input unit 37a at a rate of 15 frames per second, for example. The captured image data is transferred to the luminance average calculation unit 38.

輝度平均算出部38では、1フレーム毎に画像データの輝度平均を算出する。輝度平均は1フレームの画素毎の輝度を平均したものである。尚、このように、1フレームの輝度を表す数値として上記のような輝度平均とせず、1フレームの画素毎の輝度の総和を採用するようにしてもよい。   The average brightness calculation unit 38 calculates the average brightness of the image data for each frame. The luminance average is obtained by averaging the luminance for each pixel of one frame. In this way, as a numerical value representing the luminance of one frame, the luminance average for each pixel of one frame may be adopted instead of the luminance average as described above.

あるいは、輝度ではなく、画像データのRGB要素のR成分を用いても良く、あるいは、画像データがテレビ放送やデジタルビデオの録画形式で一般的に使われているYUVフォーマットもしくはYIQフォーマットのときは、Y成分を用いることもできる。なお、画像フォーマットや使用する成分はこれらに限るものではなく、脈波が採取できれば画像のフォーマット、成分はどのようなものでも良い。   Alternatively, the R component of the RGB element of the image data may be used instead of the luminance, or when the image data is in the YUV format or YIQ format generally used in the recording format of television broadcasting or digital video, A Y component can also be used. Note that the image format and components used are not limited to these, and any image format or component may be used as long as a pulse wave can be collected.

いずれにしても、この処理により図12に示したようなフレーム毎の輝度データのテーブル(又は輝度データに相当するデータ)が生成され、このフレーム毎の輝度データが、レベル評価部40、データ記憶部39及び脈拍検出部41に送信される。   In any case, this process generates a table of luminance data for each frame as shown in FIG. 12 (or data corresponding to the luminance data), and the luminance data for each frame is stored in the level evaluation unit 40 and the data storage. Is transmitted to the unit 39 and the pulse detection unit 41.

データ記憶部39では、上記のフレームの輝度に関する情報(フレーム毎の輝度平均もしくは輝度総和)を受信すると、受信した順に時系列に、輝度データを格納する。
この輝度データの格納数は、例えば図12に示したように64フレームに対応する64個の輝度データであり、65個目以降の輝度データを受信すると、テーブル内の最古のデータを上書きして更新する。これにより、常に最新の64フレーム分の輝度データがデータ記憶部39に保持されることになる。なお、データ格納数は64に限るものではない。
When the data storage unit 39 receives the information on the luminance of the frame (luminance average or luminance sum for each frame), the luminance data is stored in time series in the order received.
The number of stored luminance data is, for example, 64 pieces of luminance data corresponding to 64 frames as shown in FIG. 12. When the 65th and subsequent pieces of luminance data are received, the oldest data in the table is overwritten. Update. As a result, the latest 64 frames of luminance data are always held in the data storage unit 39. The data storage number is not limited to 64.

また、データ記憶部39は、脈波検出用アプリケーションが終了したことを検出した(検出方法は問わない)ときには、テーブルの輝度データをクリアする。
脈波検出部41は、毎秒例えば15フレームの割合で入力される輝度データから、先ず、ピーク間隔検出部42によりピーク間隔を検出する。このピーク間隔を検出するための輝度データのピーク値は、最高値でも最低値でもよい。いずれにしても、図13に示す輝度の波形から、最高又は最低のピーク値と次のピーク値との時間間隔が検出される。
In addition, when the data storage unit 39 detects that the pulse wave detection application has ended (regardless of the detection method), the data storage unit 39 clears the luminance data in the table.
The pulse wave detector 41 first detects the peak interval by the peak interval detector 42 from the luminance data input at a rate of 15 frames per second, for example. The peak value of the luminance data for detecting this peak interval may be the highest value or the lowest value. In any case, the time interval between the highest or lowest peak value and the next peak value is detected from the luminance waveform shown in FIG.

脈拍算出部43では、上記の最高又は最低のピーク値の出現時間間隔のデータをピーク間隔検出部42から受け取って、波形の周期を算出し、その算出した波形周期を脈拍数として、出力部37bに出力する。   The pulse calculation unit 43 receives the above-mentioned data of the appearance time interval of the highest or lowest peak value from the peak interval detection unit 42, calculates the period of the waveform, uses the calculated waveform period as the pulse rate, and outputs the output unit 37b. Output to.

出力部37bは、その脈拍数を、表示部38に出力し、表示部38は、例えば表示装置の、指圧レベル表示報知領域の上方に脈拍数を表示する。図4(a) に示す例では、脈拍数が「70」と表示されている。   The output unit 37b outputs the pulse rate to the display unit 38, and the display unit 38 displays the pulse rate above the acupressure level display notification area of the display device, for example. In the example shown in FIG. 4A, the pulse rate is displayed as “70”.

一方、レベル評価部40では、図11に示すように、先ず、タイミング制御部45が、指圧レベル計測開始のタイミングを振幅算出部46に通知する。例えばタイミング制御部45が、例えば1秒毎に指圧レベル計測開始のタイミングを通知すれば、以降の処理もそれに従って1秒毎に起動されることになる。従って、表示部38に出力される指圧レベルの値も、1秒毎に表示が更新されることになる。なお、タイミング制御部45は必須の構成ではなく、振幅算出部46が波形もしくは波形のピークを算出するたびに、後段の処理を行うようにしても構わない。   On the other hand, in the level evaluation unit 40, as shown in FIG. 11, first, the timing control unit 45 notifies the amplitude calculation unit 46 of the timing for starting the measurement of the finger pressure level. For example, if the timing control unit 45 notifies the timing for starting the measurement of the acupressure level every second, for example, the subsequent processing is started every second accordingly. Accordingly, the value of the acupressure level output to the display unit 38 is also updated every second. Note that the timing control unit 45 is not an essential configuration, and each time the amplitude calculation unit 46 calculates a waveform or a peak of the waveform, a subsequent process may be performed.

振幅算出部46は、データ記憶部39から図12に示すような輝度データを読出し、この輝度データから図13に示すように生成される波形データから振幅を算出し、その算出
した振幅値を振幅評価部48に送信する。
The amplitude calculation unit 46 reads out the luminance data as shown in FIG. 12 from the data storage unit 39, calculates the amplitude from the waveform data generated as shown in FIG. 13 from this luminance data, and uses the calculated amplitude value as the amplitude. It transmits to the evaluation part 48.

これと平行して他方では、Nフレーム輝度平均算出部47が、同じく図12に示すような輝度データをデータ記憶部39から読出して、指圧レベル計測開始のタイミングから予め設定されているNフレーム分の輝度データから輝度平均を算出し、その算出した輝度平均値を振幅評価部48に送信する。   In parallel with this, on the other hand, the N-frame luminance average calculation unit 47 reads luminance data as shown in FIG. 12 from the data storage unit 39, and for N frames set in advance from the timing of starting the acupressure level measurement. The luminance average is calculated from the luminance data and the calculated luminance average value is transmitted to the amplitude evaluation unit 48.

振幅評価部48は、判定テーブル49に予め格納されている例えば図8に示すようなレベル評価用テーブルを参照し、振幅算出部46から通知された振幅値が、レベル評価用テーブルの左端縦欄のどの振幅範囲に対応するかを認識するとともに、Nフレーム輝度平均算出部47から送信されたNフレーム輝度平均値が、レベル評価用テーブルの上段のNフレーム輝度平均欄のどの輝度平均値の範囲に対応するかを認識する。   The amplitude evaluation unit 48 refers to, for example, a level evaluation table as shown in FIG. 8 stored in advance in the determination table 49, and the amplitude value notified from the amplitude calculation unit 46 indicates the left end column of the level evaluation table. The N-frame luminance average value transmitted from the N-frame luminance average calculation unit 47 corresponds to which luminance average value range in the upper N-frame luminance average column of the level evaluation table. Recognize whether it corresponds to

この認識に基づいて、その認識した輝度平均値の範囲と振幅範囲とに対応する中央部升目の評価値をレベル評価用テーブルから読み出して、その読み出した評価値を出力部37bに出力する。   Based on this recognition, the evaluation value of the central cell corresponding to the recognized luminance average value range and amplitude range is read from the level evaluation table, and the read evaluation value is output to the output unit 37b.

例えば、図13において、計測時刻が0から15程度までに検出された波を例にとれば、極小値が33.652(図12のフレームNo.3)、極大値が35.216(図12のフレームNo.10)であるので、振幅すなわち極大値と極小値との差分としては1.564という値になる。Nフレーム輝度平均値は、フレームNo.3からフレームNo.10までの平均値とすると、34.598になる。そして、この1.564という値及び34.598に基づいて図8に示すようなレベル評価用テーブルを参照すると、評価値は「3」であることが求められる。 出力部37bは、その評価値を、表示部38に出力し、表示部38は、例えば表示装置の、指圧レベル表示報知領域に、上記の評価値に対応する表示を図4(b) に示すいずれかの表示方法で表示する。   For example, in FIG. 13, taking a wave detected from 0 to 15 as the measurement time, for example, the minimum value is 33.652 (frame No. 3 in FIG. 12) and the maximum value is 35.216 (FIG. 12). Therefore, the difference between the amplitude, that is, the maximum value and the minimum value is 1.564. The N-frame luminance average value is the frame number. 3 to frame No. The average value up to 10 is 34.598. Then, referring to the level evaluation table shown in FIG. 8 based on the value of 1.564 and 34.598, the evaluation value is required to be “3”. The output unit 37b outputs the evaluation value to the display unit 38, and the display unit 38 shows a display corresponding to the evaluation value in the acupressure level display notification area of the display device, for example, as shown in FIG. Display using either display method.

このように、本発明によれば、指先画像の平均輝度が高い場合には脈波振幅が大きくなることに着目して、指先画像の平均輝度の高低に応じて閾値とする振幅も大小に変化させるので、外光が明るく又は暗く変化する状況下であっても、常に同様な指先の押圧状態を識別でき、これにより、指先を押圧面に押圧した際の適正な押圧状態を装置使用者に報知する指先適正押圧状態報知方法及び装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, focusing on the fact that the pulse wave amplitude increases when the average luminance of the fingertip image is high, the threshold amplitude changes depending on the average luminance of the fingertip image. Therefore, even in a situation where the external light changes brightly or darkly, the same pressing state of the fingertip can always be identified, and accordingly, an appropriate pressing state when the fingertip is pressed against the pressing surface is given to the device user. It is possible to provide a fingertip proper pressing state notification method and device for notification.

尚、上記の例では、検出装置1を携帯電話とし、携帯電話のみで全ての処理を実行するようにしているが、これに限ることなく、携帯電話ではCCDカメラと表示機能のみを使用し、脈波検出部41による脈波の検出や、レベル評価部40による指圧レベルの評価処理は、携帯電話とネットワークで接続しているサーバ上で行うようにしてもよい。   In the above example, the detection device 1 is a mobile phone, and all processes are executed only by the mobile phone. However, the mobile phone uses only a CCD camera and a display function. The detection of the pulse wave by the pulse wave detection unit 41 and the evaluation process of the acupressure level by the level evaluation unit 40 may be performed on a server connected to the mobile phone through a network.

この場合、輝度データの記憶部(データ記憶部39)をサーバ上に設けるようにしてもよく、その場合は、画像データを携帯電話の識別情報と対応づけてサーバに送信して、サーバの記憶部に格納するようにするとよい。   In this case, a storage unit (data storage unit 39) for luminance data may be provided on the server. In this case, the image data is transmitted to the server in association with the identification information of the mobile phone, and stored in the server. It is good to store in the part.

また、指圧レベル設定の方法として、図6のレベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線を用いることや、図8のレベル評価用テーブルを用いることを説明しているが、指圧レベルを設定するための振幅閾値の設定はこれに限ることなく、計算式に拠ってもよい。   In addition, as a method for setting the acupressure level, the use of the characteristic curve for setting the amplitude threshold value for each level in FIG. 6 and the use of the level evaluation table in FIG. 8 are described, but in order to set the acupressure level. The setting of the amplitude threshold is not limited to this, and may be based on a calculation formula.

例えば、図8に示すレベル評価用テーブルのNフレーム輝度平均20未満(〜19)に対応する5段階レベルの振幅閾値をt1=0.25、t2=0.75、t3=1.25、t4=1.75、t5=2.25とする。   For example, the amplitude threshold of five levels corresponding to the N frame luminance average of less than 20 (˜19) in the level evaluation table shown in FIG. 8 is t1 = 0.25, t2 = 0.75, t3 = 1.25, t4. = 1.75 and t5 = 2.25.

そのとき他の輝度平均Yに対応する5段階レベルの振幅閾値は、Thn =tn ×Y÷20(ただし20≦Y≦100、n =1、2、3、4、5)の式(評価式)で算出するようにするとよい。
なお、上記の演算では、Y≦20ときはY=20として演算し、Y≧100のときはY=100として演算する。
At this time, the amplitude threshold value of the five levels corresponding to the other luminance average Y is Thn = tn × Y ÷ 20 (where 20 ≦ Y ≦ 100, n = 1, 2, 3, 4, 5) (evaluation equation) ).
In the above calculation, Y = 20 is calculated when Y ≦ 20, and Y = 100 is calculated when Y ≧ 100.

(付記1)
カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得工程と、該指先画像取得工程により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出工程と、該フレーム輝度算出工程により算出された平均輝度から振幅を取得する振幅取得工程と、該振幅取得工程により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶工程と、該振幅閾値記憶工程に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択工程と、該閾値選択工程により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得工程により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力工程と、を含むことを特徴とする指先適正押圧状態報知方法。
(付記2)
前記閾値グループの各閾値に対応する振幅は、前記連続する複数フレームの平均輝度が高い場合には大きく設定され、前記平均輝度が低い場合には小さく設定されていることを特徴とする付記1記載の指先適正押圧状態報知方法。
(付記3)
前記フレーム輝度算出工程は、前記平均輝度に代えて前記フレーム内画素の輝度総和、RGB要素のR成分、又はYUVフォーマットもしくはYIQフォーマットのY成分のいずれかを用いる、ことを特徴とする付記1記載の指先適正押圧状態報知方法。
(付記4)
カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得手段と、該指先画像取得手段により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出手段と、該フレーム輝度算出手段により算出された平均輝度から振幅を取得する振幅取得手段と、該振幅取得手段により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶手段と、該振幅閾値記憶手段に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択手段と、該閾値選択手段により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得手段により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力手段と、を有することを特徴とする指先適正押圧状態報知装置。
(付記5)
前記閾値グループの各閾値に対応する振幅は、前記連続する複数フレームの平均輝度が高い場合には大きく設定され、前記平均輝度が低い場合には小さく設定されていることを特徴とする付記4記載の指先適正押圧状態報知装置。
(付記6)
前記フレーム輝度算出手段は、前記平均輝度に代えて前記フレーム内画素の輝度総和、RGB要素のR成分、又はYUVフォーマットもしくはYIQフォーマットのY成分のいずれかを用いる、ことを特徴とする付記4記載の指先適正押圧状態報知装置。
(付記7)
コンピュータを指先適正押圧状態報知装置として動作させるためのプログラムであって、該コンピュータをカメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得工程と、該指先画像取得工程により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出工程と、該フレーム輝度算出工程により算出された平均輝度から振幅を取得する振幅取得工程と、
該振幅取得工程により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶工程と、該振幅閾値記憶工程に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択工程と、該閾値選択工程により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得工程により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力工程と、して動作させることを特徴とするプログラム。
(付記8)
前記閾値グループの各閾値に対応する振幅は、前記連続する複数フレームの平均輝度が高い場合には大きく設定され、前記平均輝度が低い場合には小さく設定されていることを特徴とする付記7記載のプログラム。
(付記9)
前記フレーム輝度算出工程は、前記平均輝度に代えて前記フレーム内画素の輝度総和、RGB要素のR成分、又はYUVフォーマットもしくはYIQフォーマットのY成分のいずれかを用いる、ことを特徴とする付記7記載のプログラム。
(Appendix 1)
A fingertip image acquisition step of acquiring a plurality of frames of a fingertip image taken by a camera in contact with the transparent plate-like member at predetermined time intervals, and for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquisition step A frame luminance calculation step for calculating average luminance, an amplitude acquisition step for acquiring amplitude from the average luminance calculated by the frame luminance calculation step, and a plurality of thresholds for the amplitude width acquired by the amplitude acquisition step An amplitude threshold value storing step for storing separately and a threshold value for selecting one threshold group from the threshold groups stored in the amplitude threshold value storing step based on an average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip A width of the amplitude acquired by the amplitude acquisition step based on the selection step and each threshold value of the threshold group selected by the threshold selection step It determines whether or not exceed the predetermined threshold, the fingertip proper pressing state informing method which comprises a step determination result output for outputting the determination result to the notification device.
(Appendix 2)
The amplitude corresponding to each threshold value of the threshold group is set to be large when the average luminance of the plurality of consecutive frames is high, and is set to be small when the average luminance is low. The fingertip proper pressing state notification method.
(Appendix 3)
The frame luminance calculation step uses, instead of the average luminance, a luminance sum of pixels in the frame, an R component of an RGB element, or a Y component of a YUV format or a YIQ format. The fingertip proper pressing state notification method.
(Appendix 4)
Fingertip image acquisition means for acquiring a plurality of frames of a fingertip image taken by a camera in contact with a transparent plate-like member at a predetermined time interval; and for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquisition means A group of frame luminance calculation means for calculating average luminance, amplitude acquisition means for acquiring amplitude from the average luminance calculated by the frame luminance calculation means, and a plurality of thresholds for the amplitude width acquired by the amplitude acquisition means An amplitude threshold value storage means for storing separately and a threshold value for selecting one threshold group based on an average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip from the threshold value groups stored in the amplitude threshold value storage means A width of the amplitude acquired by the amplitude acquisition unit based on the selection unit and each threshold value of the threshold group selected by the threshold selection unit Determines whether or not exceed the predetermined threshold, the fingertip proper pressing state informing apparatus characterized by having a judgment result output means for outputting the determination result to the notification device.
(Appendix 5)
The amplitude corresponding to each threshold value of the threshold group is set to be large when the average luminance of the plurality of consecutive frames is high, and is set to be small when the average luminance is low. Fingertip proper pressing state notification device.
(Appendix 6)
The frame luminance calculation means uses the total luminance of pixels in the frame, the R component of RGB elements, or the Y component of YUV format or YIQ format instead of the average luminance. Fingertip proper pressing state notification device.
(Appendix 7)
A fingertip image for causing a computer to operate as a fingertip proper pressing state notifying device and acquiring a plurality of frames of an image of a fingertip in which the computer is photographed by a camera and in contact with a transparent plate-like member at a predetermined time interval An acquisition step; a frame luminance calculation step for calculating an average luminance for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquisition step; and an amplitude for acquiring an amplitude from the average luminance calculated by the frame luminance calculation step. Acquisition process;
An amplitude threshold value storage step for storing a plurality of threshold values for the amplitude width acquired by the amplitude acquisition step in groups, and a continuous image of the fingertip from the threshold value groups stored in the amplitude threshold value storage step A threshold selection step of selecting one threshold group based on the average luminance of a plurality of frames to be performed, and an amplitude width acquired by the amplitude acquisition step based on each threshold of the threshold group selected by the threshold selection step The program is operated as a determination result output step of determining whether or not the threshold value exceeds a predetermined threshold and outputting the determination result to the notification device.
(Appendix 8)
The amplitude corresponding to each threshold value of the threshold group is set to be large when the average luminance of the plurality of consecutive frames is high, and is set to be small when the average luminance is low. Program.
(Appendix 9)
Supplementary note 7 wherein the frame luminance calculation step uses one of the luminance sum of pixels in the frame, the R component of RGB elements, or the Y component of YUV format or YIQ format instead of the average luminance. Program.

本発明における指先の適正な押圧状態を検知するための検出装置を示す図である。It is a figure which shows the detection apparatus for detecting the appropriate pressing state of the fingertip in this invention. (a) ,(b) ,(c) は外光の明るさを一定にしたときの指先の押圧状態(指圧)の弱から強への変化と検出脈波の輝度及び波形との関係を示す図である。(a), (b), and (c) show the relationship between the change of the fingertip pressing state (finger pressure) from weak to strong and the brightness and waveform of the detected pulse wave when the brightness of the external light is constant. FIG. 指先の押圧状態を一定にして外光の明るさを暗から明に変化させたときの外光の明るさと脈波振幅の変化の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the brightness of external light, and the change of a pulse wave amplitude when the brightness of external light is changed from dark to light, with the pressing state of a fingertip fixed. (a) は指先の検出装置の具体的な例を示す図、(b) は指先押圧状態の強弱を装置使用者に報知する場合の具体的な報知例を示す図である。(a) is a figure which shows the specific example of a fingertip detection apparatus, (b) is a figure which shows the specific notification example in case the apparatus user is notified about the strength of a fingertip pressing state. 指先の押圧状態を強弱変化させたときに外光が明るいときは脈波の振幅が全体に大きくなり外光が暗いときは脈波の振幅が全体に小さくなることを示す図である。It is a figure which shows that the amplitude of a pulse wave becomes large as a whole when the external light is bright when the pressed state of the fingertip is changed, and the amplitude of the pulse wave becomes small as a whole when the external light is dark. 指先画像の明るさに応じて計測脈波の振幅を5段階のレベルに区分するために用いられるレベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線(図では直線)である。It is a characteristic curve (straight line in the figure) for setting an amplitude threshold value for each level used to classify the amplitude of the measured pulse wave into five levels according to the brightness of the fingertip image. レベル毎の振幅閾値の設定用特性曲線を用いることで指先画像の明るさに関係なく計測脈波の振幅を同じ5段階のレベルに区分できることを示す図である。It is a figure which shows that the amplitude of a measurement pulse wave can be divided into the same 5 steps | levels irrespective of the brightness of a fingertip image by using the characteristic curve for setting the amplitude threshold value for every level. 指先画像の明るさに応じて計測されたフレームの輝度値の振幅を5段階のレベルに区分するために用いられるレベル毎の振幅閾値の設定テーブルを示す図である。It is a figure which shows the setting table of the amplitude threshold value for every level used in order to classify | categorize the amplitude of the luminance value of the flame | frame measured according to the brightness of the fingertip image into the level of five steps. 本例の検出装置において指先適正押圧状態報知を行う制御回路ブロック図である。It is a control circuit block diagram which performs a fingertip appropriate press state alerting | reporting in the detection apparatus of this example. 制御回路により指先適正押圧状態報知を行う処理の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of processing which performs fingertip proper press state information by a control circuit. 図10の機能ブロックにおけるレベル評価部の機能を更に詳しく説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the function of the level evaluation part in the functional block of FIG. 10 in more detail. データ記憶部に格納されるフレーム毎の輝度平均値のデータテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the data table of the luminance average value for every flame | frame stored in a data storage part. 図12のデータテーブルの輝度平均の値をプロットして得られるグラフの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the graph obtained by plotting the value of the brightness | luminance average of the data table of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 検出装置
2 装置筐体
3 撮像部
4 CCD撮像素子
5 鏡枠
6 レンズ
7 ガラス板
8 指先
9 外光
11、13 不安定波形
12 安定波形
15 携帯電話
16 人差指
17 表示部
21 第1の報知グループ
22 第2の報知グループ
23 第3の報知グループ
24 第4の報知グループ
25 第5の報知グループ
31 CPU(central processing unit)
32 バス
33 ROM(read only memory)
34 RAM(Random Access Memory)
35 記憶部
36 通信部
37 入出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection apparatus 2 Apparatus housing 3 Image pick-up part 4 CCD image pick-up element 5 CCD frame 6 Lens 7 Glass plate 8 Finger tip 9 External light 11, 13 Unstable waveform 12 Stable waveform 15 Mobile phone 16 Index finger 17 Display part 21 1st information group 22 2nd information group 23 3rd information group 24 4th information group 25 5th information group 31 CPU (central processing unit)
32 bus 33 ROM (read only memory)
34 RAM (Random Access Memory)
35 Storage Unit 36 Communication Unit 37 Input / Output Unit

Claims (5)

カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で連続して複数フレーム取得する指先画像取得工程と、
該指先画像取得工程により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出工程と、
該フレーム輝度算出工程により算出された平均輝度から輝度値の振幅を取得する振幅取得工程と、
該振幅取得工程により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶工程と、
該振幅閾値記憶工程に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択工程と、
該閾値選択工程により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得工程により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力工程と、
を含むことを特徴とする指先適正押圧状態報知方法。
A fingertip image acquisition step of acquiring a plurality of frames of a fingertip image taken by a camera in contact with a transparent plate-like member continuously at a predetermined time interval;
A frame luminance calculation step of calculating an average luminance for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquisition step;
An amplitude acquisition step of acquiring the amplitude of the luminance value from the average luminance calculated by the frame luminance calculation step;
An amplitude threshold value storage step for storing a plurality of threshold values for the amplitude width acquired by the amplitude acquisition step in groups;
A threshold selection step of selecting one threshold group from the threshold groups stored in the amplitude threshold storage step based on an average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip;
Based on each threshold value of the threshold group selected by the threshold value selection step, it is determined whether the amplitude width acquired by the amplitude acquisition step exceeds a predetermined threshold value, and the determination result is sent to the notification device. A judgment result output process to output;
The fingertip proper pressing state notification method characterized by including.
前記閾値グループの各閾値に対応する振幅は、前記連続する複数フレームの平均輝度が高い場合には大きく設定され、前記平均輝度が低い場合には小さく設定されていることを特徴とする請求項1記載の指先適正押圧状態報知方法。   The amplitude corresponding to each threshold value of the threshold group is set to be large when the average luminance of the continuous frames is high, and is set to be small when the average luminance is low. The fingertip proper pressing state notification method as described. 前記フレーム輝度算出工程は、前記平均輝度に代えて前記フレーム内画素の輝度総和、RGB要素のR成分、又はYUVフォーマットのY成分のいずれかを用いる、ことを特徴とする請求項1記載の指先適正押圧状態報知方法。   2. The fingertip according to claim 1, wherein the frame luminance calculation step uses any one of a luminance sum of pixels in the frame, an R component of an RGB element, or a Y component of a YUV format instead of the average luminance. Appropriate pressing state notification method. カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得手段と、
該指先画像取得手段により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出手段と、
該フレーム輝度算出手段により算出された平均輝度から振幅を取得する脈波振幅取得手段と、
該脈波振幅取得手段により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶手段と、
該振幅閾値記憶手段に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択手段と、
該閾値選択手段により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得手段により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力手段と、
を有することを特徴とする指先適正押圧状態報知装置。
Fingertip image acquisition means for acquiring a plurality of frames of a fingertip image taken by a camera and in contact with a transparent plate-like member at predetermined time intervals;
Frame luminance calculating means for calculating an average luminance for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquiring means;
Pulse wave amplitude acquisition means for acquiring amplitude from the average luminance calculated by the frame luminance calculation means;
Amplitude threshold storage means for storing a plurality of thresholds for the amplitude width acquired by the pulse wave amplitude acquisition means in groups;
Threshold selection means for selecting one threshold group from the threshold groups stored in the amplitude threshold storage means based on the average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip;
Based on each threshold value of the threshold group selected by the threshold value selection unit, it is determined whether the amplitude width acquired by the amplitude acquisition unit exceeds a predetermined threshold value, and the determination result is sent to the notification device. Judgment result output means for outputting;
A fingertip proper pressing state notification device characterized by comprising:
コンピュータを指先適正押圧状態報知装置として動作させるためのプログラムであって、該コンピュータを
カメラにより撮影された、透明板状部材に接触させた指先の画像を所定の時間間隔で複数フレーム取得する指先画像取得工程と、
該指先画像取得工程により取得された前記指先の画像の各フレーム毎に平均輝度を算出するフレーム輝度算出工程と、
該フレーム輝度算出工程により算出された平均輝度から振幅を取得する振幅取得工程と、
該脈波振幅取得工程により取得される振幅の幅に対する複数の閾値をグループ分けして記憶する振幅閾値記憶工程と、
該振幅閾値記憶工程に記憶される前記閾値グループの中から、前記指先の画像の連続する複数フレームの平均輝度に基づいて一つの閾値グループを選択する閾値選択工程と、
該閾値選択工程により選択された前記閾値グループの各閾値に基づいて、前記振幅取得工程により取得される振幅の幅が所定の閾値を越えているか否かを判断し、該判断結果を報知装置に出力する判断結果出力工程と、
して動作させることを特徴とするプログラム。
A program for causing a computer to operate as a fingertip proper pressing state notification device, wherein a fingertip image obtained by capturing a plurality of frames of images of a fingertip in which the computer is photographed by a camera and brought into contact with a transparent plate-like member at predetermined time intervals Acquisition process;
A frame luminance calculation step of calculating an average luminance for each frame of the image of the fingertip acquired by the fingertip image acquisition step;
An amplitude acquisition step of acquiring amplitude from the average luminance calculated by the frame luminance calculation step;
An amplitude threshold value storing step of storing a plurality of threshold values for the amplitude width acquired by the pulse wave amplitude acquiring step in groups;
A threshold selection step of selecting one threshold group from the threshold groups stored in the amplitude threshold storage step based on an average luminance of a plurality of consecutive frames of the image of the fingertip;
Based on each threshold value of the threshold group selected by the threshold value selection step, it is determined whether the amplitude width acquired by the amplitude acquisition step exceeds a predetermined threshold value, and the determination result is sent to the notification device. A judgment result output process to output;
A program characterized by operating as
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