JP5672144B2 - 心拍数・呼吸数検出装置,方法およびプログラム - Google Patents
心拍数・呼吸数検出装置,方法およびプログラム Download PDFInfo
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Description
RGB平均値算出部13は,例えば以下の式(1)〜(3)を用いて平均値を算出する。
x(t)=[x1(t),x2(t),…,xm(t)]T
x(t)=As(t)
とする。時刻t=1,2,…において,観測値の系列x(1),x(2),…が観測された場合に,信号源の系列s(1),s(2),…を推定する。
Sp(n−1)は,第n−1番目サンプリング時の第p成分のスペクトル分布,
Sq(n)は,第n番目サンプリング時の第q成分のスペクトル分布,
max()は,カッコ()内の大きい値を出力する関数,
min()は,カッコ()内の小さい値を出力する関数
を表す。
fDmin=min(fn−m,fn−m+1,…,fn)
|fDmax−fDmin|<Fth ……式(6)
式(6)において,
max()は,カッコ()内の大きい値を出力する関数,
min()は,カッコ()内の小さい値を出力する関数,
Fthは,閾値
を表す。
(a)wは,第a個目の粒子の重み,
(a)fは,第a個目の粒子の遷移先の周波数(心拍数),
fminは,心拍数の下限,
fmaxは,心拍数の上限
を表す。
式(9)において,心拍数・呼吸数検出部16は,粒子の尤度が大きい順に上記の式を用いて粒子数を増加させる。または,心拍数・呼吸数検出部16は,この処理を合計粒子数がA個になるまで繰り返し,もし,得られた粒子の個数がA個以下の場合には,A個になるまで粒子を発生させる。
入力された画像データ2から顔領域を検出し,その顔領域から検出対象となっているユーザ(識別情報)を特定する。そして,尤度関数設定部18は,尤度初期値関数記憶部17から,特定されたユーザの識別情報に対応する尤度初期値関数を選択し,粒子フィルタに与える尤度関数を決定する。
11 光波長成分取得部
12 顔認識処理部
13 RGB平均値算出部
14 独立成分分析部
15 独立信号ソート部
16 心拍数・呼吸数検出部
17 尤度初期値関数記憶部
18 尤度関数設定部
Claims (9)
- 画像データから心拍数または呼吸数を検出する装置であって,
検出対象者が撮像された画像データから複数の光波長成分の時系列データを取得する光波長成分取得部と,
前記光波長成分の時系列データをもとに各光波長成分の平均値を算出する平均値算出部と,
前記算出した平均値に独立成分分析を適用して複数の独立信号を求める独立成分分析部と,
前記求めた複数の独立信号を,各独立信号の特徴が一貫して保持されるように並べ替えて区分化する独立信号ソート部と,
前記区分化された独立信号のスペクトル分布に含まれる複数のピーク周波数の中から,一定の時間経過後に周波数値の変動が一定の範囲内に収まるピーク周波数を含む独立信号を特定して,心拍信号または呼吸信号に起因するピーク周波数を含む独立信号とする心拍数・呼吸数検出部とを備える
ことを特徴とする心拍数・呼吸数検出装置。 - 前記心拍数・呼吸数検出部が,前記特定された独立信号のスペクトル分布に含まれるピーク周波数の周波数値をもとに,前記検出対象者の心拍数または呼吸数を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 前記独立信号ソート部が,時系列上前後に取得された前記独立信号のスペクトル分布の波形類似度を求め,波形類似度が高いスペクトル分布をペアリングして,前記求めた複数の独立信号を区分化する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 前記心拍数・呼吸数検出部が,心拍信号または呼吸信号に起因するピーク周波数を特定する際に,スペクトル分布の所定の周波数値の範囲内に含まれる波形を用いる
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 前記心拍数・呼吸数検出部が,前記区分化された独立信号のスペクトル分布に含まれる複数のピーク周波数の変動を粒子フィルタにより追跡し,前記粒子フィルタにおいて前記スペクトル分布における波形の重なり率を尤度とする
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 尤度初期値関数をユーザに対応づけて記憶する第1記憶部を備えて,
前記心拍数・呼吸数検出部が,前記検出対象者に該当するユーザの尤度初期値関数を前記第1記憶部から選択する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 尤度初期値関数を前記画像データの撮像時間帯に対応づけて記憶する第2記憶部を備えて,
前記心拍数・呼吸数検出部が,前記画像データの撮像時間帯に対応する尤度初期値関数を前記第2記憶部から選択する
ことを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか一項に記載の心拍数・呼吸数検出装置。 - 画像データから心拍数または呼吸数を検出する方法であって,
コンピュータが,
検出対象者が撮像された画像データから複数の光波長成分の時系列データを取得し,
前記光波長成分の時系列データをもとに各光波長成分の平均値を算出し,
前記算出した平均値に独立成分分析を適用して複数の独立信号を求め,
前記求めた複数の独立信号を,各独立信号の特徴が一貫して保持されるように並べ替えて区分化し,
前記区分化された独立信号のスペクトル分布に含まれる複数のピーク周波数の中から,一定の時間経過後に周波数値の変動が一定の範囲内に収まるピーク周波数を含む独立信号を特定して,心拍信号または呼吸信号に起因するピーク周波数を含む独立信号とする
ことを特徴とする心拍数・呼吸数検出方法。 - 画像データから心拍数または呼吸数を検出するプログラムであって,
コンピュータに,
検出対象者が撮像された画像データから複数の光波長成分の時系列データを取得し,
前記光波長成分の時系列データをもとに各光波長成分の平均値を算出し,
前記算出した平均値に独立成分分析を適用して複数の独立信号を求め,
前記求めた複数の独立信号を,各独立信号の特徴が一貫して保持されるように並べ替えて区分化し,
前記区分化された独立信号のスペクトル分布に含まれる複数のピーク周波数の中から,一定の時間経過後に周波数値の変動が一定の範囲内に収まるピーク周波数を含む独立信号を特定して,心拍信号または呼吸信号に起因するピーク周波数を含む独立信号とする
処理を実行させるための心拍数・呼吸数検出プログラム。
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