JP2010194005A - 呼吸計測方法及び呼吸計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、被検者の顔の遠赤外線画像を撮影する撮像ステップ(S01)と、撮像ステップ(S01)により取得した画像信号から被験者の少なくとも鼻近傍の相対的温度情報を抽出し、前記温度情報から呼吸情報を導出する信号処理ステップ(S02)と、前記呼吸情報を表示する表示ステップ(S03)と、を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明に係る呼吸計測方法は、被検者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、被検者の顔の遠赤外線画像を撮影する撮像ステップと、該撮像ステップにより取得した画像信号から被験者の少なくとも鼻近傍の相対的温度情報を抽出し、前記温度情報から呼吸情報を導出する信号処理ステップと、前記呼吸情報を表示する表示ステップと、を備えていることを特徴とする。
本実施形態に係る呼吸計測装置1は、被検者の呼吸を計測する呼吸計測装置であって、複数の撮像部2,3と、信号処理部5と、表示部6と、を備えている。撮像部2,3と信号処理部5及び表示部6の少なくとも一方とは互いに離間して配され、相互にデータ通信される。
ヒトは、通常、屋内の家具等より多くの熱(遠赤外線)を発する。したがって、ヒトを含んでいる領域の遠赤外画像は、背景より明るくなる。さらに、遠赤外カメラは通常の可視光カメラより可視光に敏感でなく、24時間の運用にも抵抗感は多くない。また、一般に知られているように、体温は血流に依存する。そして、血流は血管収縮性影響のような精神心理学的変化次第である。特に、鼻のあたりの部位は、他の部位より多くの動静脈吻合(毛管の血流をコントロールする)を含む。このように、鼻部分は、他の部位より広い温度の変動を示す。さらに、息を吸った場合、外気が吸入されるため鼻腔の温度は一時的に下がり、吐いた場合は暖まった空気が排出されるため温度が上がる。本装置はこのような原理を利用している。
例えば、撮像部2,3が遠赤外カメラ7を備えているものとしているが、遠赤外データを取得できるものであれば、熱検出器のようなものであってもよい。
図3に示すように、実験室内でカメラの前から80cm程度離れた位置に被験者を座らせて実施した。室温は約25℃で、実験を通して一定とした。
遠赤外カメラ7の仕様は、型式:NEC/Avio,TH7102MX、波長範囲8〜14μm、温度分解能0.06℃、センサーサイズ:320×240ピクセル、コントラスト:256レベル(8ビット)、フレームレート:30フレーム/秒である。
2,3 撮像部
5 信号処理部
6 表示部
7 遠赤外カメラ
Claims (7)
- 被検者の呼吸を計測する呼吸計測方法であって、
被検者の顔の遠赤外線画像を撮影する撮像ステップと、
該撮像ステップにより取得した画像信号から被験者の少なくとも鼻近傍の相対的温度情報を抽出し、前記温度情報から呼吸情報を導出する信号処理ステップと、
前記呼吸情報を表示する表示ステップと、
を備えていることを特徴とする呼吸計測方法。 - 前記信号処理ステップが、
前記撮像ステップにより取得した画像信号から、鼻部分を含む鼻領域の画像データの輝度値を抽出する領域抽出ステップと、
前記輝度値に対して識別閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記識別閾値を超えた相対的な温度変化を計数し、該温度変化の期間を算出する計数ステップと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の呼吸計測方法。 - 前記遠赤外線画像の波長範囲が、8〜14μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の呼吸計測方法。
- 前記輝度値を平均化する画像データ平均化ステップを備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の呼吸計測方法。
- 前記撮像ステップが、被検者の顔が動いたときに複数の遠赤外カメラ又は熱検出器が移動して撮像し、
前記領域抽出ステップが、前記遠赤外カメラ又は前記熱検出器からの画像信号を同期させて信号処理するとともに、フレームサイズを雑音とトラッキングの観点から最適化して、呼吸情報を取得することを特徴とする請求項2から4の何れか一つに記載の呼吸計測方法。 - 前記撮像ステップを行う撮像部と、前記信号処理ステップを行う信号処理部及び前記表示ステップを行う表示部の少なくとも一方と、を離間して配して、相互にデータ通信させることを特徴とする請求項1から5の何れか一つに記載の呼吸計測方法。
- 請求項1から6の何れか一つに記載の呼吸計測方法により、被検者の呼吸情報を取得することを特徴とする呼吸計測装置。
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