JP6829363B2 - 評価装置、マーケット調査装置、及び学習評価装置 - Google Patents
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Description
人間の脳活動には、人間の知的活動(認知活動等)及び情動活動(快/不快等の活動)が反映されていることが知られている。そして、従来より、人間の脳活動を推定する試みがされているが、この場合、脳波計測法、磁気共鳴画像法及び近赤外線分光法のいずれかの方法によって検出されたデータが利用されることが多い。
(2−1)顔面皮膚温度データの取得方法、及び顔面皮膚温度データの解析方法
次に、本発明者らが上記の知見を得るに際して用いた顔面皮膚温度データの取得方法、及び顔面皮膚温度データの解析方法について説明する。
図1(a)は、撮影装置にて撮影した被験者の顔面の副鼻腔周辺の撮影画像データの一例を示す図である。図1(b)は、血行量分布図(画像マップ)の一例を示す図である。
(3−1)顔面皮膚温度データの解析結果
図2は、温度換算データに応じた顔面皮膚温度データを解析した結果の一部を示す図である。図2(a)は、被験者1の成分2の成分波形図を示している。図2(b)は、被験者1の成分2の温度分布図を示している。図3(a)は、被験者1の成分3の成分波形図を示している。図3(b)は、被験者1の成分3の温度分布図を示している。図4及び図5は、成分波形の振幅と、脳波との関係を示す図である。図4は、被験者1の成分2の成分波形の振幅と、測定された脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図5は、被験者1の成分3の成分波形の振幅と、測定された脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図6は、対照実験で得られた顔面皮膚温度データを解析した結果の一部を示す図である。図6(a)は、成分3の成分波形図を示している。図6(b)は、成分3の温度分布図を示している。
図7〜図18は、顔面の撮影画像データ(血行量データ)又は顔面皮膚温度データに基づく成分波形図と、測定された脳波のうちのβ波の波形図を比較解析した結果の一部を示す図である。図7は、被験者1の撮影画像データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者1の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図8は、被験者1の顔面皮膚温度データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者1の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図9は、被験者2の撮影画像データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者2の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図10は、被験者2の顔面皮膚温度データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者2の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図11は、被験者3の撮影画像データに基づく成分4の成分波形の振幅と、測定された被験者3の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図12は、被験者3の顔面皮膚温度データに基づく成分3の成分波形の振幅と、測定された被験者3の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図13は、被験者4の撮影画像データに基づく成分3の成分波形の振幅と、測定された被験者4の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図14は、被験者4の顔面皮膚温度データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者4の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図15は、被験者5の撮影画像データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者5の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図16は、被験者5の顔面皮膚温度データに基づく成分2の成分波形の振幅と、測定された被験者5の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図17は、被験者6の撮影画像データに基づく成分4の成分波形の振幅と、測定された被験者6の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。図18は、被験者6の顔面皮膚温度データに基づく成分3の成分波形の振幅と、測定された被験者6の脳波のうちのβ波の振幅とを示す図である。
次に、上記に説明した知見に基づいて、本発明者らが完成するに至った本発明の一実施形態に係る評価装置10,110について説明する。なお、本発明に係る評価装置は、以下の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
図19は、本発明の一実施形態に係る評価装置10の概略図である。図20は、評価装置10において脳機能を反映した皮膚温度の変化を示す成分を同定する際の処理の流れを示すフローチャートである。
上記脳活動推定手段30は換算部31を有しており、換算部31によって相対温度換算データに応じた顔面皮膚温度データが作成されている。そして、解析部32が、顔面皮膚温度取得手段20により取得された温度換算データに応じた顔面皮膚温度データだけでなく、相対的な温度データに換算された温度データに基づく相対温度データに応じた顔面皮膚温度データについても、特異値分解により複数の成分に分解し、各成分についての解析を行っている。
また、上記顔面皮膚温度取得手段20は、対象物と非接触の状態で温度データを取得することができる赤外線サーモグラフィ装置である。
図21は、本発明の実施形態に係る評価装置110の概略図である。図22は、評価装置110において脳機能を反映した顔面のRGB変化を示す成分を同定する際の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
上述したように、カメラ121としては、例えば、スマートフォンやタブレット(例えば、iPad:登録商標)等の撮影装置内蔵型ポータブル端末等を利用することができる。すなわち、上述の撮影画像データは、可視光領域の画像を撮像するものを採用することができる。
上記血行量算出部133は、換算部132によって換算された相対的なRGBデータに基づき相対換算血行量データを算出するが、これに代えて或いはこれに加えて、相対的なRGBデータに換算される前のRGBデータに基づき血行量データが算出されてもよい。ここで、相対的なRGBデータに換算される前のRGBデータに基づき算出された血行量データには、脳活動と相関する成分が出やすい(検定力が高い)ため、例えば、相対的なRGBデータに換算される前のRGBデータに基づき算出された血行量データを、相対的なRGBデータに基づき算出された相対換算血行量データよりも先行して解析してもよい。また、例えば、まず、血行量データを解析して有意な相関のある成分を抽出し、相対換算血行量データに関しては、前記抽出した成分に対応する成分のみを解析することで、演算処理量を減らすことができる。
上記カメラ121は可視光領域の通常のカメラを前提としていたが、赤外線カメラを用いることもできる。この場合、赤外光を照射し、その反射波を赤外線カメラで撮像する。これにより、対象者の顔面変化等の撮影画像データを得ることができる。本発明者らにより、赤外線の反射により得られた撮影画像データから算出された血行量データと、可視光領域で撮影されたRGBデータに含まれる各画素のうちの主にR成分を用いて算出された血行量データとには相関があることが確認された。したがって、このような赤外線の反射から得られた撮影画像データを用いても、人間の脳活動を推定することができる。
なお、上記説明においては、評価装置110が、画像データ取得手段120と、脳活動推定手段130とを備える形態としていたが、本実施形態に係る評価装置は、このような形態に限定されるものではない。すなわち、本実施形態に係る評価装置は、血行量算出部133、解析部134及び推定部135を含むものであれば、その他の構成については任意の形態を採り得るものである。具体的には、本実施形態に係る評価装置は、当該装置自体が画像データを撮影する形態だけではなく、外部の装置から撮影画像データを受け取り、それを解析する形態を含むものである。
評価手段200は、脳活動推定手段30及び/又は脳活動推定手段130により推定された対象者の脳活動に基づき、対象者の興味関心度合いを評価する。例えば、対象者に対して与えられた刺激(視覚刺激、聴覚刺激、触覚刺激、臭覚刺激或いは味覚刺激等)に対する脳活動量の変化を解析することで、その刺激に対する対象者の興味関心度合いを評価する解析部201を評価手段200が有していてもよい。興味関心の度合いは、対象者に対して刺激が与えられる前後における、脳活動推定手段30,130によって推定された脳活動量の上昇度合い、及びその上昇時間から定量化される。例えば、対象者に対して刺激が与えられる前後における脳活動量が全く変わらない場合、脳活動量は上昇したけれどもその上昇度合いが低い場合、又は、脳活動量の上昇時間が短い場合には、興味関心度合いが小さいと評価する。一方で、対象者に対して刺激が与えられる前後における脳活動量が上昇し、かつ、その上昇度合いが高い場合や脳活動量の上昇時間が長い場合には、興味関心度合いが高いと評価する。なお、興味関心度合いの段階(レベル)については、脳活動量の上昇度合い及び/又は上昇時間に基づき、評価装置10,110の用途に応じて適宜設定可能になっていてもよい。
(5−1)
本実施形態では、顔面皮膚温度取得手段20及び/又は画像データ取得手段120によって取得された時系列の顔面皮膚温度データ及び/又は顔面血行量データに基づき人間の脳活動が推定される。このため、脳波電極等の装着前に処理が必要なセンサを装着しなくても、人間の脳活動を推定することができる。したがって、簡便に人間の脳活動を推定し、推定した脳活動に基づき対象者の興味関心の度合いを評価することができている。
ここで、時系列の顔面の皮膚温度データ及び/又は画像データが取得される際に、人間に対して実際に脳機能賦活課題が与えられたり与えられなかったりすることにより、人間の脳が賦活化したり賦活化しなかったりする状況が作られている場合、各成分の成分波形と脳の賦活時及び非賦活時との間に相関関係のある成分は、脳活動を反映した皮膚温度及び/又は血行量の変化を示す成分である可能性が高い成分であるといえる。
ここで、脳には、選択的脳冷却機構という体温とは独立して脳を冷却する仕組みがある。選択的脳冷却機構としては、脳活動によって生じた熱を前額部及び副鼻腔周辺を用いて排熱していることが知られている。そうすると、脳活動に伴う顔面皮膚温度や顔面皮膚温度に相関する顔面の血行量の変化は、前額部及び/又は副鼻腔周辺に出現することになる。
本実施形態の評価装置10,110において、評価手段200が報知部202を有している場合には、対象者の興味関心度合いに関する情報が管理者へと報知される。これにより、管理者は対象者の興味関心の度合いを知ることができている。
次に、本発明に係る評価装置の用途例について説明する。
上記実施形態又は上記変形例の評価装置10,110を、マーケット(市場)調査に用いる場合の一例を説明する。マーケット調査装置は、イベント会場や店頭或いは商品展示場に設置され、対象者としての消費者や観客等における、商品やイベント等に対する反応を定量化する。マーケット調査装置は、例えば、評価装置10,110と、マーケット調査記憶手段と、を備えている。マーケット調査記憶手段は、予め設定した調査期間毎に、評価装置10,110の評価手段200によって評価された結果を記憶する。
上記実施形態又は上記変形例の評価装置10,110を、学習における評価に用いる場合の一例を説明する。学習評価装置は、学校、学習塾、会社、eラーニング或いは病院等で利用され得るものであり、対象者としての学習者における、学習内容への興味関心度合いや集中度を定量化する。学習評価装置は、例えば、評価装置10,110と、学習評価記憶手段と、を備えている。学習評価記憶手段は、予め設定した一定期間毎に、評価装置10,110の評価手段200によって評価された結果を記憶する。
200 評価手段
201 解析部
202 報知部
10,110 評価装置
30,130 脳活動推定手段
Claims (9)
- 脳機能賦活情報が提供された対象者の顔面を時系列で撮影した顔面撮影画像データに対して行われるRGB処理により得られた前記顔面撮影画像データのRGBデータを取得するRGBデータ取得手段と、
前記RGBデータ取得手段により取得された前記RGBデータに基づき、前記対象者の興味関心の度合いを評価する評価手段(200)と、
を備え、
前記RGBデータ取得手段は、前記対象者の顔面の副鼻腔周辺及び/又は前額部の前記RGBデータを少なくとも取得する評価装置(10,110)。 - 前記RGBデータを、少なくとも複数の時間分布(V)に対応する、複数の成分に分解する手段(30,130)をさらに備え、
前記評価手段が、前記複数の成分から抽出された判定用成分に基づいて、前記対象者の興味関心の度合いを評価する、
請求項1に記載の評価装置。 - 前記分解する手段は、前記RGBデータを、時間分布(V)及び空間分布(U)の複数の組に対応する、複数の成分に分解する、
請求項2に記載の評価装置。 - 前記分解する手段が、前記複数の成分のうち、その成分波形の振幅が脳の賦活時及び脳の非賦活時の変化と相関関係にある成分を判定用成分として抽出し、
前記判定用成分に基づき、前記対象者の脳活動を推定する手段、をさらに備える、
請求項2または3に記載の評価装置。 - 前記RGBデータ取得手段は、複数の前記対象者の前記RGBデータを一括して取得する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の評価装置。 - 前記評価手段は、
前記対象者の脳活動に基づき前記対象者の集中度合いを解析する解析部(201)と、
前記対象者の集中度合いに関する情報を、前記評価手段の管理者へと報知する報知部(202)と、
を有する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の評価装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の評価装置と、
予め設定した調査期間毎に前記評価手段によって評価された結果を記憶するマーケット調査記憶手段と、
を備える、マーケット調査装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の評価装置と、
予め設定した学習時限毎に前記評価手段によって評価された結果を記憶する学習評価記憶手段と、
を備える、学習評価装置。 - 商品等に関する視覚情報を表示する表示装置をさらに備える、
請求項8に記載のマーケット調査装置。
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