JP7243390B2 - 発汗量推定装置、発汗量推定方法及びプログラム - Google Patents
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前記第1画像データの画像処理を行って前記被検者の衣服の水分量である第1水分量を算出する第3のステップと、気温及び湿度に基づいて前記被検者の汗の蒸発量を算出する第4のステップと、前記第1水分量及び前記被検者の汗の蒸発量に基づいて前記被検者の発汗量を推定する第5のステップと、をコンピュータに実行させる。
以下、実施の形態1について説明する。
図1は、実施の形態1に係る発汗量推定装置10の構成を示すブロック図である。図1に示すように、発汗量推定装置10は、可視光カメラ11と、気温湿度検出部12と、第1演算部21と、第2演算部22と、第3演算部23と、を備えている。
以下、実施の形態2について説明する。
まず、実施の形態2にかかるに係る発汗量推定装置の構成例について説明する。図2は、実施の形態2に係る発汗量推定装置110の構成を示すブロック図である。図2に示すように、発汗量推定装置110は、可視光カメラ111と、気温湿度検出部112と、赤外線カメラ113と、演算部120と、を備えている。
図3は、発汗量推定装置110において、発汗量を推定する処理の流れを示すフローチャートである。図3に示すように、まず、気温湿度検出部112が、被検者の周囲環境の気温及び湿度を検出する(ステップS101)。続いて、可視光カメラ111で被検者の画像データを含む第1画像データを取得し、かつ、赤外線カメラ113で被検者の画像データを含む第2画像データを取得する(ステップS102)。
図4は、第1演算部121における衣服水分範囲検出器121aでの被検者の衣服の水分範囲を検出する処理について説明する模式図である。図4に示すように、被検者が発汗する前は衣服の明度はほぼ均一であるが、被検者が発汗した後は衣服における汗を含んだ部位の明度が変化する。衣服水分範囲検出器121aでは、可視光カメラ111により撮影した第1画像データに対して、モノトーン処理を実施した後に明度のエッジ検出を実施して、汗を含んだ領域の境界を明確にする。このようにすることで、被検者の衣服の水分範囲P1を検出することができる。
図7は、第4演算部124における体表面水分範囲検出器124aでの被検者の体表面の水分範囲を検出する処理について説明する模式図である。上述したように、赤外線カメラ113は、ナトリウムイオンと塩化物イオンの波長領域を観測できるカメラである。図7に示すように、発汗前には被検者の生体(ここでは右腕)の表面には水分が見られないが、被検者が発汗すると生体の表面に水分が付着する。体表面水分範囲検出器124aにおいて、赤外線カメラ113により取得された第2画像データに対して、フィルタ処理を実施した後に明度のエッジ検出を実施して、汗を含んだ領域の境界を明確にする。このようにすることで、被検者の体表面の水分範囲P2を検出することができる。
図10は、第2演算部122における、被検者の汗の蒸発量を算出する処理の流れについて示すフローチャートである。図10に示すように、まず、第2演算部122に、被検者の周囲の気温・湿度を入力する(ステップS201)。続いて、第2演算部122に、衣服における汗の面積の算出結果、及び、体表面における汗の面積の算出結果を入力する(ステップS202)。
衣服の水分範囲からの蒸発量[g]=ρ×A1×d1×f×D1/100×t
ρ[g/cm3]:水の密度
A1[cm2]:被検者の衣服における汗の面積
d1[cm]:衣服の厚さ
f:被検者の周囲環境の気温及び湿度を変数とする関数
D1:衣服の素材固有の乾燥速度[%/min]
t:経過時間[min]
なお、上述した、衣服の水分範囲からの蒸発量は、時間で変化する関数である。このため、衣服の水分範囲からの蒸発量は、所定の時間間隔(例えば5分)ごとの蒸発量を算出し、それら時間ごとの蒸発量を足し合わせることで総蒸発量を求める(すなわち、蒸発量を時間で積分して総蒸発量を求める)ようにしても良い。
体表面の水分範囲からの蒸発量[g]=ρ×A2×d2×f×D2/100×t
ρ[g/cm3]:水の密度
A2[cm2]:被検者の体表面における汗の面積
d2[cm]:体表面に付着した汗の膜厚
f:被検者の周囲環境の気温及び湿度を変数とする関数
D2:体表面の乾燥速度[%/min]
t:経過時間[min]
なお、上述した、体表面の水分範囲からの蒸発量は、時間で変化する関数である。このため、体表面の水分範囲からの蒸発量は、所定の時間間隔(例えば5分)ごとの蒸発量を算出し、それら時間ごとの蒸発量を足し合わせることで総蒸発量を求める(すなわち、蒸発量を時間で積分して総蒸発量を求める)ようにしても良い。
11、111 可視光カメラ
12、112 気温湿度検出部
21、121 第1演算部
22、122 第2演算部
23、123 第3演算部
113 赤外線カメラ
121a 衣服水分範囲検出器
121b 衣服水分量算出器
122a 衣服蒸発量算出器
122b 体表面蒸発量算出器
123a 発汗量算出器
124a 体表面水分範囲検出器
124b 体表面水分量算出器
Claims (9)
- 被検者の画像データを含む第1画像データを取得する可視光カメラと、
前記被検者の周囲環境の気温及び湿度を検出する気温湿度検出部と、
前記第1画像データの画像処理を行って前記被検者の衣服の水分量である第1水分量を算出する第1演算部と、
前記気温湿度検出部が検出した前記気温及び湿度と、前記被検者の衣服における汗の面積と、前記被検者の体表面における汗の面積と、に基づいて、前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と、前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量と、を算出し、算出した前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量との和により、前記被検者の汗の蒸発量を算出する第2演算部と、
前記第1水分量及び前記被検者の汗の蒸発量に基づいて前記被検者の発汗量を推定する第3演算部と、を備える発汗量推定装置。 - 前記第1演算部は、
前記第1画像データに対して、モノトーン処理を実施した後に明度のエッジ検出を実施して前記被検者の衣服の水分範囲を検出する衣服水分範囲検出器と、
前記被検者の衣服の水分範囲のピクセル数に第1換算係数をかけることにより前記被検者の衣服における汗の面積を算出し、前記被検者の衣服における汗の面積に基づいて第1水分量を算出する衣服水分量算出器と、
を有する、請求項1に記載の発汗量推定装置。 - 前記第1換算係数は前記可視光カメラと被検者との距離に基づいて決定する、請求項2に記載の発汗量推定装置。
- 前記衣服水分量算出器において、前記被検者の衣服における汗の面積から水分量を算出する際には前記被検者の衣服の素材を考慮する、請求項2または3に記載の発汗量推定装置。
- 前記被検者の画像データを含む第2画像データを取得する赤外線カメラと、
前記第2画像データの画像処理を行って前記被検者の体表面の水分量である第2水分量を算出する第4演算部と、をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の発汗量推定装置。 - 前記第4演算部は、
前記第2画像データに対して、塩化ナトリウムの吸収帯、ナトリウムイオンの吸収帯及び塩素イオンの吸収帯を通過帯域とするバンドパスフィルタによりフィルタ処理を実施した後に明度のエッジ検出を行って前記被検者の体表面の水分範囲を検出する体表面水分範囲検出器と、
前記被検者の体表面の水分範囲のピクセル数に第2換算係数をかけることにより前記被検者の体表面のおける汗の面積を算出し、前記被検者の体表面のおける汗の面積に基づいて前記第2水分量を算出する体表面水分量算出器と、
を有する、請求項5に記載の発汗量推定装置。 - 前記第2換算係数は前記赤外線カメラと被検者との距離に応じて決定する、請求項6に記載の発汗量推定装置。
- 被検者の画像データを含む第1画像データを取得する第1のステップと、
前記被検者の周囲環境の気温及び湿度を検出する第2のステップと、
前記第1画像データの画像処理を行って前記被検者の衣服の水分量である第1水分量を算出する第3のステップと、
検出した前記気温及び湿度と、前記被検者の衣服における汗の面積と、前記被検者の体表面における汗の面積と、に基づいて、前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と、前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量と、を算出し、算出した前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量との和により、前記被検者の汗の蒸発量を算出する第4のステップと、
前記第1水分量及び前記被検者の汗の蒸発量に基づいて前記被検者の発汗量を推定する第5のステップと、を備える発汗量推定方法。 - 被検者の画像データを含む第1画像データを取得する第1のステップと、
前記被検者の周囲環境の気温及び湿度を検出する第2のステップと、
前記第1画像データの画像処理を行って前記被検者の衣服の水分量である第1水分量を算出する第3のステップと、
検出した前記気温及び湿度と、前記被検者の衣服における汗の面積と、前記被検者の体表面における汗の面積と、に基づいて、前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と、前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量と、を算出し、算出した前記被検者の衣服の水分範囲からの蒸発量と前記被検者の体表面の水分範囲からの蒸発量との和により、前記被検者の汗の蒸発量を算出する第4のステップと、
前記第1水分量及び前記被検者の汗の蒸発量に基づいて前記被検者の発汗量を推定する第5のステップと、をコンピュータに実行させる、プログラム。
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