JPWO2016151966A1 - 乳幼児監視装置、乳幼児監視方法、及び、乳幼児監視プログラム - Google Patents

乳幼児監視装置、乳幼児監視方法、及び、乳幼児監視プログラム Download PDF

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靖和 田中
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Abstract

乳幼児を適切に見守ることのできるシステムを提供する。本発明の一側面に係る乳幼児監視装置は、就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得する画像取得部と、乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するバイタル情報取得部と、撮影画像内で乳幼児の写る人物領域を抽出し、抽出した人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する就寝状態解析部と、脈拍数、呼吸状態、体動及び就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が対象の乳幼児にあるか否かを判定する兆候判定部と、判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が対象の乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群の兆候があることを知らせるための兆候検知通知を行う通知部と、を備える。

Description

本発明は、乳幼児監視装置、乳幼児監視方法、及び、乳幼児監視プログラムに関する。
近年、乳幼児が突然死する乳幼児突然死症候群（sudden infant death syndrome。以下、「ＳＩＤＳ」とも記載する）への対策が活発化しており、乳幼児のＳＩＤＳの兆候を検知するためのシステムが様々開発されている。
例えば、特許文献１では、乳幼児のＳＩＤＳの兆候を検知するために乳幼児の呼吸運動を検出する運動検出器が提案されている。この運動検出器によれば、乳幼児が無呼吸状態になったことを検知することができ、これによって、乳幼児が睡眠している間に突然死んでしまうことを防ぐことができる。
また、例えば、特許文献２では、カメラにより乳幼児を撮影し、これにより得られた画像データを解析することで就寝中の乳幼児を見守るシステムが提案されている。このシステムでは、得られた画像データを解析することで、ＳＩＤＳに関連する乳幼児の危険度の高い動きを検出する。これによって、乳幼児のＳＩＤＳの兆候を検知することができる。
特開平０５−１７６８９８号公報 特表２００７−５３４０３２号公報
しかしながら、特許文献１に例示される運動検出器では、ピエゾ電気結晶変換器の面に加わる力に基づいて乳幼児の呼吸状態を解析するため、運動検出器が乳幼児に十分に接触していない場合には、乳幼児の呼吸状態を正確に測定することができなかった。そのため、このような運動検出器では、乳幼児のＳＩＤＳの兆候を適切に検知することができない可能性があった。加えて、このような運動検出器では、乳幼児の就寝姿勢を特定することはできず、ＳＩＤＳの危険因子であるうつ伏せ寝を検知することが困難であった。
また、特許文献２に例示されるシステムでは、乳幼児の動きを検出するのに二次元画像が利用されている。そのため、乳幼児に対するカメラの視野方向（視点）によっては、乳幼児の動きが二次元画像に十分に反映されない場合があり、この場合には、乳幼児の動きを検出することができなかった。したがって、このようなシステムでも、ＳＩＤＳの兆候を適切に検知することができない可能性があった。
本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、乳幼児に現れるＳＩＤＳの兆候を適切に検知することのできるシステムを提供することを目的とする。
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の一側面に係る乳幼児監視装置は、就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得する画像取得部と、前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するバイタル情報取得部と、取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出し、抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する就寝状態解析部と、取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定する兆候判定部と、前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行う通知部と、を備える。
上記構成によれば、乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析するために取得される撮影画像には各画素の深度を示す深度データが含まれている。この各画素の深度は、撮影装置から被写体までの深さを示す。より詳細には、被写体の深度は、当該被写体の表面に対して取得される。すなわち、深度データを利用すれば、実空間上における被写体表面の位置を特定することができる。そのため、この深度データを利用すれば、乳幼児に対する撮影装置の視野方向（視点）によらず、実空間（三次元空間）における乳幼児の身体的な動作を解析することができる。
また、当該構成によれば、乳幼児の身体的な動作（体動及び就寝姿勢）だけではなく、脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報に基づいて、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあるか否かを判定する。そのため、ＳＩＤＳになる兆候が当該乳幼児にあるか否かの判定を多面的な視点で行うことができる。
したがって、これらの理由により、当該構成によれば、乳幼児に現れるＳＩＤＳの兆候を適切に検知可能なシステムを提供することができる。なお、就寝姿勢とは、乳幼児が就寝している際の姿勢であり、例えば、仰向け姿勢（仰臥位）、横向き姿勢（側臥位）、うつ伏せ姿勢（伏臥位）等である。また、バイタル情報に含まれる呼吸状態を示す情報は、実施の形態に応じて適宜選択されてよく、例えば、呼吸数、動脈血の酸素飽和度（ＳｐＯ2）等である。呼吸数は、単位時間当たりの呼吸の回数を示す。また、脈拍数は、単位時間当たりの脈拍の回数を示す。呼吸の回数及び脈拍の回数それぞれを測定する時間は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記兆候判定部は、前記乳幼児の就寝姿勢がうつ伏せであることを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定してもよい。ＳＩＤＳの危険因子の一つとして、うつ伏せ寝が挙げられる。当該構成に係る乳幼児監視装置は、乳幼児の就寝姿勢がうつ伏せであることを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が当該乳幼児にあると判定する。そのため、当該構成によれば、ＳＩＤＳの危険因子の一つであるうつ伏せ寝を検知し、乳幼児がＳＩＤＳになるのを適切に防止することができる。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記兆候判定部は、取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数が前記乳幼児の通常時の脈拍数よりも所定値以上高く、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅く、かつ、解析された前記体動の量が前記乳幼児の通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定してもよい。
ＳＩＤＳの研究において、乳幼児を就寝中に過度に温めると、当該乳幼児がＳＩＤＳを発症する可能性があることが指摘されている。睡眠中の乳幼児の身体では、睡眠が深くなるにつれて、筋肉の緊張が低下すると共に交感神経系の応答が低下する。その結果、心拍数の減少及び末梢血管の拡張が起き、乳幼児の身体からの放熱量が増加する。
この際に、乳幼児が適度な温度に維持されている場合には、放熱によって体温が低下するため、寒さを感じた乳幼児は、交感神経系の応答を亢進させ、末梢血管を収縮させ、放熱量を減少させる。同時に、当該乳幼児の心拍数は増加し、筋肉の緊張が高まり、睡眠が浅くなる。この後、覚醒するような刺激が乳幼児に加えられなければ、乳幼児の体温が上昇し、再び睡眠が深くなる。就寝中の乳幼児は、このような末梢血管の拡張と収縮とを繰り返しながら、体温の調節を行っている。
一方、乳幼児が過度に温められている場合には、乳幼児の身体からの放熱量が増加しても、乳幼児の体温が低下しない。そのため、乳幼児の睡眠は深いままとなり、乳幼児の交感神経系の応答は低下し続け、筋肉の緊張も低下し、刺激に対する応答が低下した状態が持続する。そうすると、乳幼児の呼吸は浅くなり（又は、無呼吸になり）、低酸素状態が進行し、最終的には、この乳幼児はＳＩＤＳになる可能性がある。
すなわち、乳幼児の呼吸が過度に浅くなり、脈拍数が過度に上昇し、かつ、体動の量が過度に低下した場合には、この乳幼児は、低酸素状態が進行して、ＳＩＤＳを発症する可能性がある。これに対して、当該構成に係る乳幼児監視装置は、取得された脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高く、取得された呼吸状態が通常時の呼吸状態よりも所定以上浅く、かつ、解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が当該乳幼児にあると判定する。そのため、当該構成によれば、就寝中の乳幼児が上記のような低酸素状態に陥っていることを検知することができ、当該乳幼児がＳＩＤＳになるのを適切に防止することができる。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記バイタル情報取得部は、脈拍数を測定可能に構成され、前記乳幼児に装着された測定機器から前記乳幼児の脈拍数を取得してもよい。当該構成によれば、ＳＩＤＳの兆候を判定するのに利用するバイタル情報を適切に取得することができる。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記測定機器は、動脈血の酸素飽和度を更に測定可能に構成されてよく、前記バイタル情報取得部は、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の動脈血の酸素飽和度を前記測定機器から取得してもよい。そして、前記兆候判定部は、取得された前記動脈血の酸素飽和度と前記乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値とを比較し、取得された前記動脈血の酸素飽和度が前記乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値よりも低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知してもよい。当該構成によれば、ＳＩＤＳの兆候を判定するのに利用するバイタル情報を適切に取得することができる。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記測定機器は、呼吸数を更に測定可能に構成されてよく、前記バイタル情報取得部は、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の呼吸数を前記測定機器から取得してもよい。そして、前記兆候判定部は、取得された呼吸数と前記乳幼児の通常時の呼吸数とを比較し、取得された呼吸数が前記乳幼児の通常時の呼吸数よりも所定値以上低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知してもよい。当該構成によれば、ＳＩＤＳの兆候を判定するのに利用するバイタル情報を適切に取得することができる。
また、上記一側面に係る乳幼児監視装置の別の形態として、前記バイタル情報取得部は、前記撮影画像内の前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の胸郭の変動回数を計測することで、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の呼吸数を取得してもよい。そして、前記兆候判定部は、取得された呼吸数と前記乳幼児の通常時の呼吸数とを比較し、取得された呼吸数が前記乳幼児の通常時の呼吸数よりも所定値以上低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知してもよい。当該構成によれば、乳幼児の呼吸状態を示す情報を非侵襲に取得することができる。そのため、乳幼児に装着する機器の数を減らすことができ、そのような機器の配線が乳幼児の首に絡まる等の事故の発生する可能性を低減することができる。
なお、上記各形態に係る乳幼児監視装置の別の形態として、以上の各構成を実現する情報処理システムであってもよいし、情報処理方法であってもよいし、プログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータその他装置、機械等が読み取り可能な記憶媒体であってもよい。ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的、又は、化学的作用によって蓄積する媒体である。また、情報処理システムは、１又は複数の情報処理装置によって実現されてもよい。
例えば、本発明の一側面に係る乳幼児監視方法は、コンピュータが、就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得するステップと、前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するステップと、取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出するステップと、抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析するステップと、取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定するステップと、前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行うステップと、を実行する情報処理方法である。
また、例えば、本発明の一側面に係る乳幼児監視プログラムは、コンピュータに、就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得するステップと、前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するステップと、取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出するステップと、抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析するステップと、取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定するステップと、前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行うステップと、を実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、ＳＩＤＳの兆候を適切に検知することのできるシステムを提供することが可能である。
図１は、本発明が適用される場面を模式的に例示する。 図２は、実施の形態に係る乳幼児監視装置のハードウェア構成を例示する。 図３は、実施の形態に係るカメラにより取得される深度と被写体との関係を例示する。 図４は、実施の形態に係る乳幼児監視装置の機能構成を例示する。 図５は、実施の形態に係る乳幼児監視装置による乳幼児の見守りに関する処理手順を例示する。 図６は、実施の形態に係るカメラにより取得される撮影画像を例示する。 図７は、実施の形態に係る撮影画像内の座標関係を例示する。 図８は、実施の形態に係る撮影画像の任意の点（画素）とカメラとの実空間内での位置関係を例示する。
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメタ、マシン語等で指定される。
§１ 適用場面
まず、図１を用いて、本発明が適用される場面について説明する。図１は、本実施形態に係る乳幼児監視装置１が用いられる場面の一例を示す。本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、カメラ２によって乳幼児を撮影し、これにより得られた撮影画像３を解析することで、撮影画像３に写る乳幼児の状態を監視し、当該乳幼児の見守りを行う情報処理装置である。そのため、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、見守りの対象となる乳幼児を見守る場面で広く利用可能である。
具体的には、まず、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、就寝している乳幼児を撮影した撮影画像３をカメラ２から取得する。図１で例示される場面では、乳幼児（見守り対象者）はカメラ２の撮影範囲内のベッド上で就寝している。カメラ２は、このような乳幼児を撮影するために設置されている。ただし、乳幼児は、常に就寝している必要はなく、一時的に覚醒していてもよい。
カメラ２は、撮影画像３内の各画素に対応する深度を取得可能に構成される。本実施形態では、カメラ２は、各画素の深度を取得可能なように、被写体の深度を測定する深度センサ（後述する深度センサ２１）を含んでいる。本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、このようなカメラ２と接続し、状態を監視する対象となる乳幼児を撮影した撮影画像３を取得する。
取得される撮影画像３は、後述する図６に例示されるように、画素毎に得られる深度を示す深度データを含んでいる。この撮影画像３は、撮影範囲内の被写体の深度を示すデータを含んでいればよく、そのデータ形式は実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、撮影画像３は、撮影範囲内の被写体の深度が二次元状に分布したデータ（例えば、深度マップ）であってもよい。また、例えば、撮影画像３は、深度データとともに、ＲＧＢ画像を含んでもよい。更に、例えば、撮影画像３は、乳幼児の身体的な動作を解析可能であれば、動画像で構成されてもよいし、１又は複数枚の静止画像で構成されてもよい。
また、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得する。脈拍数及び呼吸状態は、任意の方法で測定されてよい。例えば、撮影画像３を画像解析することで、脈拍数及び呼吸状態の少なくとも一方が測定されてもよい。また、脈拍数及び呼吸状態の少なくとも一方の測定に、当該脈拍数及び呼吸状態の少なくとも一方を測定可能な測定機器が利用されてもよい。図１の場面では、乳幼児に装着された測定機器４によって、脈拍数及び呼吸状態が測定される。本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、測定機器４からバイタル情報を取得する。
次に、乳幼児監視装置１は、取得した撮影画像３内において乳幼児の写る人物領域を抽出する。上記のとおり、撮影画像３は、各画素の深度を示す深度データを含んでいる。そのため、乳幼児監視装置１は、この深度データを利用することで、撮影画像３内に写る被写体の実空間上の位置を特定することができる。より詳細には、被写体の深度は、当該被写体の表面に対して取得される。すなわち、乳幼児監視装置１は、深度データの示す各画素の深度を参照することで、実空間上における被写体表面の位置を特定することができる。
そこで、乳幼児監視装置１は、抽出した人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、撮影画像３に写る乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する。更に、乳幼児監視装置１は、取得されたバイタル情報により示される脈拍数及び呼吸状態並びに解析された体動及び就寝姿勢に基づいて、当該乳幼児にＳＩＤＳになる兆候があるか否かを判定する。
そして、乳幼児監視装置１は、当該判定の結果、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあると判定された場合には、ＳＩＤＳになる兆候が当該乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行う。すなわち、乳幼児監視装置１は、撮影画像３に写る乳幼児にＳＩＤＳの兆候が現れた際には、当該ＳＩＤＳの兆候を知らせるための警報を行う。これによって、本実施形態に係る乳幼児監視装置１の利用者は、カメラ２の撮影範囲に存在する乳幼児にＳＩＤＳの兆候が現れたことを知ることができ、当該乳幼児を適切に見守ることができる。
このように、本実施形態によれば、各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像３に基づいて乳幼児の身体的な動作（体動及び就寝姿勢）が解析される。上記のとおり、各画素の深度は被写体表面に対して取得されるため、深度データを利用することで、実空間上の被写体表面の位置を特定することができる。そのため、この深度データを利用すれば、乳幼児に対するカメラ２の視野方向（視点）によらず、実空間（三次元空間）における乳幼児の身体的な動作を解析することができる。
また、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、乳幼児の身体的な動作（体動及び就寝姿勢）だけではなく、脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報に基づいて、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあるか否かを判定する。そのため、本実施形態によれば、ＳＩＤＳになる兆候が当該乳幼児にあるか否かの判定を多面的な視点で行うことができる。
したがって、本実施形態によれば、ＳＩＤＳの兆候を適切に検知することのでき、就寝している乳幼児がＳＩＤＳを発症してしまうのを防止することができる。
なお、就寝姿勢とは、乳幼児が就寝している際の姿勢であり、例えば、仰向け姿勢（仰臥位）、横向き姿勢（側臥位）、うつ伏せ姿勢（伏臥位）等である。また、バイタル情報に含まれる呼吸状態を示す情報は、実施の形態に応じて適宜選択されてよく、例えば、呼吸数、動脈血の酸素飽和度（ＳｐＯ2）等である。呼吸数は、単位時間当たりの呼吸の回数を示す。また、脈拍数は、単位時間当たりの脈拍の回数を示す。呼吸の回数及び脈拍の回数それぞれを測定する時間は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。
また、乳幼児監視装置１の配置場所は、カメラ２から撮影画像３を取得可能で、かつ、測定機器４からバイタル情報を取得可能あれば、実施の形態に応じて適宜決定可能である。例えば、乳幼児監視装置１は、図１に例示されるように、カメラ２に近接するように配置されてもよい。また、乳幼児監視装置１は、無線及び／又は有線のネットワークを介してカメラ２及び測定機器４と接続してもよく、当該カメラ２及び測定機器４とは全く異なる場所に配置されてもよい。
§２ 構成例
＜ハードウェア構成＞
次に、図２を用いて、乳幼児監視装置１のハードウェア構成を説明する。図２は、本実施形態に係る乳幼児監視装置１のハードウェア構成を例示する。乳幼児監視装置１は、図２に例示されるように、ＣＰＵ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む制御部１１、制御部１１で実行するプログラム５等を記憶する記憶部１２、画像の表示と入力を行うためのタッチパネルディスプレイ１３、音声を出力するためのスピーカ１４、外部装置と接続するための外部インタフェース１５、ネットワークを介して通信を行うための通信インタフェース１６、及び記憶媒体６に記憶されたプログラムを読み込むためのドライブ１７が電気的に接続されたコンピュータである。図２では、通信インタフェース及び外部インタフェースは、それぞれ、「通信Ｉ／Ｆ」及び「外部Ｉ／Ｆ」と記載されている。
なお、乳幼児監視装置１の具体的なハードウェア構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が可能である。例えば、制御部１１は、複数のプロセッサを含んでもよい。また、例えば、タッチパネルディスプレイ１３は、それぞれ別個独立に接続される入力装置及び表示装置に置き換えられてもよい。また、例えば、スピーカ１４は省略されてもよい。また、例えば、スピーカ１４は、乳幼児監視装置１の内部装置としてではなく、外部装置として乳幼児監視装置１に接続されてもよい。また、乳幼児監視装置１はカメラ２を内蔵してもよい。
本実施形態では、カメラ２及び測定機器４が、外部インタフェース１５を介して乳幼児監視装置１に接続している。このうち、カメラ２は、監視する対象となる乳幼児の周辺に設置され、当該乳幼児を撮影する。カメラ２の設置場所は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。カメラ２は、例えば、乳幼児が就寝するベッドの柵等に当該乳幼児を撮影可能なように配置されてよい。
このカメラ２は、深度データを含む撮影画像３を撮影するために、被写体の深度を測定するための深度センサ２１を備えている。この深度センサ２１の種類及び測定方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、深度センサ２１として、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式等のセンサを挙げることができる。
ただし、カメラ２の構成は、深度を取得可能であれば、このような例に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、カメラ２は、撮影範囲内の被写体の深度を特定することが可能なように、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、撮影範囲内の被写体を複数の異なる方向から撮影するため、当該被写体の深度を記録することができる。また、カメラ２は、撮影範囲内の被写体の深度を特定可能であれば、深度センサ２１単体に置き換わってもよい。
なお、就寝している乳幼児を撮影するため、当該乳幼児を撮影する場所は基本的には暗いものと想定される。そこで、撮影場所の明るさに影響されずに深度を取得可能なように、深度センサ２１は、赤外線の照射に基づいて深度を測定する赤外線深度センサであってもよい。このような赤外線深度センサを含む比較的安価な撮影装置として、例えば、マイクロソフト社のKinect、ＡＳＵＳ社のXtion、PrimeSense社のCARMINEを挙げることができる。
ここで、図３を用いて、本実施形態に係る深度センサ２１によって測定される深度を詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る深度として扱うことが可能な距離の一例を示す。当該深度は、被写体の深さを表現する。図３で例示されるように、被写体の深さは、例えば、カメラ２と対象物との直線の距離Ａで表現されてもよいし、カメラ２の被写体に対する水平軸から下ろした垂線の距離Ｂで表現されてもよい。
すなわち、本実施形態に係る深度は、距離Ａであってもよいし、距離Ｂであってもよい。本実施形態では、距離Ｂを深度として扱うことにする。ただし、距離Ａ及び距離Ｂは、例えば、三平方の定理等に基づいて、互いに変換可能である。そのため、距離Ｂを用いた以降の説明は、そのまま、距離Ａに適用することが可能である。本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、このような深度を利用することで、乳幼児の状態を解析することができる。
また、測定機器４は、脈拍数及び呼吸状態の少なくとも一方を測定可能に構成され、乳幼児の足底等の身体部位に装着される。脈拍数及び呼吸状態は、同一の機器で測定されてもよいし、別個の機器でそれぞれ測定されてもよい。また、呼吸状態を表す指標は、乳幼児の呼吸の状態を特定可能であれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。呼吸状態を表す指標は、例えば、呼吸数、動脈血の酸素飽和度（ＳｐＯ2）等である。呼吸状態は、複数の指標で表されてもよい。例えば、呼吸数及び動脈血の酸素飽和度を両方用いて、呼吸状態が示されてもよい。
なお、このような測定機器４には、パルスオキシメータ、呼吸センサ、カプノメータ等の公知の測定機器が利用されてもよい。例えば、脈拍数及び動脈血の酸素飽和度を測定可能な測定機器として、コヴィディエン社製のネルコアオキシセンサIIIを挙げることができる。また、例えば、脈拍数及び呼吸数を測定可能な測定機器として、コヴィディエン社製のパルスオキシ・カプノメータを挙げることができる。以下で説明する本実施形態の一形態では、測定機器４として、脈拍数及び動脈血の酸素飽和度を測定可能な公知のパルスオキシメータを利用するものとする。
また、本実施形態では、記憶部１２は、プログラム５を格納する。このプログラム５は、乳幼児監視装置１に後述する乳幼児の見守りに関する各処理を実行させるためのプログラムであり、本発明の「乳幼児監視プログラム」に相当する。このプログラム５は記憶媒体６に記録されていてもよい。
記憶媒体６は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。記憶媒体６は、本発明の「記憶媒体」に相当する。なお、図２は、記憶媒体６の一例として、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスク型の記憶媒体を例示している。しかしながら、記憶媒体６の種類は、ディスク型に限定される訳ではなく、ディスク型以外であってもよい。ディスク型以外の記憶媒体として、例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリを挙げることができる。
なお、このような乳幼児監視装置１は、例えば、提供されるサービス専用に設計された装置であってもよいし、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末等の汎用の装置であってもよい。更に、乳幼児監視装置１は、１又は複数のコンピュータにより実装されてもよい。
＜機能構成例＞
次に、図４を用いて、乳幼児監視装置１の機能構成を説明する。図４は、本実施形態に係る乳幼児監視装置１の機能構成を例示する。本実施形態では、乳幼児監視装置１の制御部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラム５をＲＡＭに展開する。そして、制御部１１は、ＲＡＭに展開されたプログラム５をＣＰＵにより解釈及び実行して、各構成要素を制御する。これにより、乳幼児監視装置１は、画像取得部５１、バイタル情報取得部５２、就寝状態解析部５３、兆候判定部５４及び通知部５５を備えるコンピュータとして機能する。
画像取得部５１は、カメラ２によって撮影された撮影画像３を取得する。また、バイタル情報取得部５２は、測定機器４によって測定された脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報４０を取得する。取得される撮影画像３には、各画素の深度を示す深度データが含まれている。上記のとおり、この深度データによれば、撮影画像３内に写る被写体の実空間上の位置、より詳細には、実空間上における被写体表面の位置を特定することができる。
そこで、就寝状態解析部５３は、取得した撮影画像３内で、乳幼児の写る人物領域を抽出する。また、就寝状態解析部５３は、抽出した人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、撮影画像３に写る乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する。
更に、兆候判定部５４は、取得されたバイタル情報４０に含まれる脈拍数及び呼吸状態並びに解析された体動及び就寝姿勢に基づいて、ＳＩＤＳになる兆候が撮影画像３に写る乳幼児にあるか否かを判定する。そして、当該判定の結果、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあると判定された場合、通知部５５は、当該ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行う。
なお、本実施形態では、これらの機能がいずれも汎用のＣＰＵによって実現される例を説明している。しかしながら、これらの機能の一部又は全部が、１又は複数の専用のプロセッサにより実現されてもよい。また、乳幼児監視装置１の機能構成に関して、実施形態に応じて、適宜、機能の省略、置換、及び追加が行われてもよい。各機能に関しては後述する動作例で詳細に説明する。
§３ 動作例
次に、図５を用いて、乳幼児監視装置１の動作例を説明する。図５は、乳幼児監視装置１による乳幼児の見守りに関する処理手順を例示する。なお、以下で説明する乳幼児の見守りに関する処理手順は、本発明の「乳幼児監視方法」に相当する。ただし、以下で説明する乳幼児の見守りに関する処理手順は一例にすぎず、各処理は可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
（ステップＳ１０１）
ステップＳ１０１では、制御部１１は、画像取得部５１として機能し、カメラ２により撮影された撮影画像３を取得する。そして、制御部１１は、撮影画像３を取得した後に、次のステップＳ１０２に処理を進める。
本実施形態では、カメラ２は、深度センサ２１を備えている。そのため、本ステップＳ１０１において取得される撮影画像３には、当該深度センサ２１により測定された各画素の深度を示す深度データが含まれる。制御部１１は、この深度データを含む撮影画像３として、例えば、図６で例示される撮影画像３を取得する。
図６は、深度データを含む撮影画像３の一例を示す。図６で例示される撮影画像３は、各画素の濃淡値が当該各画素の深度に応じて定められた画像である。黒色の画素ほど、カメラ２に近いことを示す。一方、白色の画素ほど、カメラ２から遠いことを示す。制御部１１は、この深度データに基づいて、各画素の写る対象の実空間での位置を特定することができる。すなわち、制御部１１は、撮影画像３内の各画素の座標（二次元情報）と深度とから、当該各画素内に写る被写体の三次元空間（実空間）での位置を特定することができる。以下、図７及び図８を用いて、制御部１１が各画素の実空間上での位置を特定する計算例を示す。
図７は、撮影画像３内の座標関係を模式的に例示する。また、図８は、撮影画像３の任意の画素（点ｓ）とカメラ２との実空間内での位置関係を模式的に例示する。なお、図７の左右方向は、図８の紙面に垂直な方向に対応する。すなわち、図８で表れている撮影画像３の長さは、図７で例示される縦方向の長さ（Ｈピクセル）に対応する。また、図７で例示される横方向の長さ（Ｗピクセル）は、図１で表れていない撮影画像３の紙面垂直方向の長さに対応する。
ここで、図７で例示されるように、撮影画像３の任意の画素（点ｓ）の座標を（ｘs，ｙs）とし、カメラ２の横方向の画角をＶx、縦方向の画角をＶyとする。また、撮影画像３の横方向のピクセル数をＷとし、縦方向のピクセル数をＨとし、撮影画像３の中心点（画素）の座標を（０，０）とする。
制御部１１は、カメラ２の画角（Ｖx、Ｖy）を示す情報をカメラ２から取得することができる。また、制御部１１は、このカメラ２の画角（Ｖx、Ｖy）を示す情報を、ユーザ入力に基づき取得してもよいし、予め設定されている設定値として取得してもよい。また、制御部１１は、点ｓの座標（ｘs，ｙs）及び撮影画像３のピクセル数（Ｗ×Ｈ）を撮影画像３から取得することができる。更に、制御部１１は、撮影画像３に含まれる深度データを参照することによって、点ｓの深度Ｄｓを取得することができる。
制御部１１は、これらの情報を利用することで、当該各画素（点ｓ）の実空間上の位置を特定することができる。例えば、制御部１１は、以下の数１〜３で示される関係式に基づいて、図８に例示されるカメラ座標系におけるカメラ２から点ｓまでのベクトルＳ（Ｓx，Ｓy，Ｓz，１）の各値を算出することができる。これにより、撮影画像３内の二次元座標系における点ｓの位置とカメラ座標系における点ｓの位置とは相互に変換可能になる。
ただし、上記ベクトルＳは、カメラ２を中心とした三次元座標系のベクトルである。このカメラ２は、図８に例示されるように、水平面（地面）に対して傾いている場合がある。すなわち、カメラ座標系は、水平面（地面）を基準とする三次元空間のワールド座標系から傾いている場合がある。そのため、制御部１１は、カメラ２のロール角、ピッチ角（図８のα）及びヨー角を用いた射影変換を上記ベクトルＳに適用することによって、上記カメラ座標系のベクトルＳをワールド座標系のベクトルに変換し、ワールド座標系における点ｓの位置を算出してもよい。このカメラ座標及びワールド座標はそれぞれ、実空間を表す座標系である。制御部１１は、このようにして、深度データを利用することで、撮影画像３に写る被写体の実空間上の位置を特定することができる。
なお、取得される撮影画像３は、動画像で構成されてもよいし、１又は複数枚の静止画像で構成されてもよい。また、制御部１１は、乳幼児のモニタリングを行うため、カメラ２のビデオ信号に同期させて撮影画像３を取得してもよい。そして、制御部１１は、後述する各ステップの処理を取得した撮影画像３に対して即座に実行してもよい。乳幼児監視装置１は、このような動作を絶え間なく連続して実行することにより、リアルタイム画像処理を実現し、カメラ２の撮影範囲に存在する乳幼児の見守りをリアルタイムに行うことができる。
（ステップＳ１０２）
図５に戻り、次のステップＳ１０２では、制御部１１は、バイタル情報取得部５２として機能し、乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報４０を取得する。そして、制御部１１は、バイタル情報４０を取得した後に、次のステップＳ１０３に処理を進める。
本実施形態では、測定機器４が乳幼児に装着されている。そのため、制御部１１は、この測定機器４からバイタル情報４０を取得する。また、本実施形態の一形態では、乳幼児に装着する測定機器４として、脈拍数及び動脈血の酸素飽和度を測定可能な公知のパルスオキシメータが利用される。そのため、制御部１１は、呼吸状態を示す情報として、動脈血の酸素飽和度を含むバイタル情報４０を取得する。
なお、バイタル情報４０は、脈拍数及び呼吸状態の他、他種のバイタルサインに関する情報を含んでいてもよい。また、本ステップＳ１０２は、上記ステップＳ１０１よりも先に実行されてもよいし、後述するステップＳ１０４よりも前の任意のタイミングで実行されてもよい。本ステップＳ１０２を実行するタイミングは実施の形態に応じて適宜設定されてよい。
（ステップＳ１０３）
次のステップＳ１０３では、制御部１１は、就寝状態解析部５３として機能し、ステップＳ１０１で取得した撮影画像３内で、図６で例示されるような乳幼児の写る人物領域を抽出する。そして、制御部１１は、撮影画像３内で人物領域を抽出した後に、次のステップＳ１０４に処理を進める。
なお、人物領域を抽出する方法は、種々の公知の方法があり、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、制御部１１は、乳幼児の形状に基づいて、パターン検出、図形要素検出等の画像解析を行うことによって、撮影画像３内で人物領域を抽出してもよい。この場合、制御部１１は、深度データを利用して、乳幼児の三次元形状（輪郭）をパターン検出等することで、人物領域を抽出してもよい。また、制御部１１は、深度データを利用せずに、乳幼児の二次元形状をパターン検出等することで、人物領域を抽出してもよい。
また、例えば、乳幼児は、実空間上で動いている。そのため、撮影画像３内で、人物領域は変動する。このような変動する領域は、背景差分法によって抽出することができる。そこで、制御部１１は、背景差分法に基づいて、この変動する領域を人物領域として抽出してもよい。
より詳細には、まず、制御部１１は、背景差分法に用いる背景画像を取得する。この背景画像は、任意の方法で取得されてよく、実施の形態に応じて適宜設定される。例えば、制御部１１は、カメラ２の撮影範囲に乳幼児が存在する前の撮影画像、換言すると、乳幼児の写っていない撮影画像を背景画像として取得してもよい。そして、制御部１１は、上記ステップＳ１０１の時点で取得した撮影画像３と背景画像との差分を算出し、当該撮影画像３の前景領域を抽出する。この前景領域は、背景画像から変化の生じた領域であり、変動する物体（動体）の写る領域である。
そのため、制御部１１は、抽出した前景領域が閾値以上の面積を有する場合に、当該前景領域を人物領域として認識してもよい。又は、制御部１１は、当該前景領域からパターン検出等によって人物領域を抽出してもよい。この前景領域を抽出するための処理は、撮影画像３と背景画像との差分を計算する処理に過ぎない。そのため、当該処理によれば、制御部１１（乳幼児監視装置１）は、高度な画像処理を利用せずに、人物領域を検出する範囲を絞ることができる。よって、当該処理によれば、本ステップＳ１０３における処理の負荷を低減することができる。
なお、背景差分法には様々な種類が存在し、本実施形態に適用可能な背景差分法は上記のような例に限られる訳ではない。その他の種類の背景差分法として、例えば、異なる３枚の画像を用いて背景と前景とを分離する方法、及び統計的モデルを適用することで背景と前景とを分離する方法を挙げることができる。これらの方法によって、制御部１１は、人物領域を抽出してもよい。
（ステップＳ１０４）
次のステップＳ１０４では、制御部１１は、就寝状態解析部５３として機能し、ステップＳ１０３で抽出した人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、撮影画像３に写る乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する。そして、制御部１１は、乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析した後、次のステップＳ１０５に処理を進める。
乳幼児の体動及び就寝姿勢の解析は任意の方法で行われてもよい。例えば、体動の解析は、次の方法で行われてもよい。制御部１１は、人物領域に含まれる各画素の深度を利用し、人物領域に含まれる各画素の実空間上の位置を継続的に特定する。これによって、制御部１１は、人物領域に含まれる各画素の位置を実空間座標上でプロットすることができる。
ここで、上記のとおり、各画素の深度は被写体表面に対して取得されるため、人物領域に含まれる各画素は、実空間上の乳幼児の輪郭に相当する。そのため、人物領域に含まれる各画素の位置を実空間座標上でプロットしたデータ（以下、測定データとも記載する）は、乳幼児の輪郭の変動、すなわち、乳幼児の体動を示す。したがって、制御部１１は、人物領域に含まれる各画素の位置を実空間座標上でプロットすることで、乳幼児の体動を測定することができる。
そして、制御部１１は、例えば、パターンマッチング等によって、測定データに所定のパターンが現れているか否かを判定することで、乳幼児の体動を解析することができる。また、制御部１１は、測定データに基づいて、乳幼児の体動の量を算出することで、乳幼児の体動を解析することができる。なお、体動を観測する対象範囲は、人物領域全体でもよいし、人物領域の一部分であってもよい。また、体動の量は、当該対象範囲に含まれる画素の変位の平均値で表されてもよいし、当該対象範囲に含まれる画素の変位の総和で表されてもよい。体動を解析する方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
また、例えば、就寝姿勢の解析は、次の方法で行われてもよい。制御部１１は、パターンマッチング等によって、人物領域に写る乳幼児の顔、肩、胸などの各身体部位の位置及び向きを特定する。カメラ２としてマイクロソフト社のKinectを採用した場合には、例えば、Face Tracking機能等を用いることで、各身体部位の位置及び向きを特定することができる。
そして、制御部１１は、ベッドに対する身体の向きに応じて、乳幼児の就寝姿勢を判定する。具体的には、乳幼児はベッド上で寝ていると想定される。そのため、制御部１１は、特定した顔、肩、胸等の各身体部位が鉛直上方向を向いている場合には、乳幼児の就寝姿勢は仰向け姿勢（仰臥位）であると判定する。
また、制御部１１は、特定した顔、肩、胸等の各身体部位が横方向（水平方向）を向いている場合には、乳幼児の就寝姿勢は横向き姿勢（側臥位）であると判定する。また、制御部１１は、特定した顔、肩、胸等の各身体部位が鉛直下方向である場合には、乳幼児の就寝姿勢はうつ伏せ姿勢（伏臥位）であると判定する。
このようにして、乳幼児の就寝姿勢を解析することができる。なお、就寝姿勢を解析する方法は、このような例に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。また、解析対象とする就寝姿勢の種類は、上記の３種類に限られなくてもよい。例えば、制御部１１は、横向き姿勢の判定を省略し、乳幼児の就寝姿勢を仰向け姿勢及びうつ伏せ姿勢のいずれかに特定してもよい。また、例えば、制御部１１は、上記３種類以外の姿勢を解析対象としてもよい。
（ステップＳ１０５）
次のステップＳ１０５では、制御部１１は、兆候判定部５４として機能し、ステップＳ１０２で取得したバイタル情報４０により示される脈拍数及び呼吸状態並びにステップＳ１０４で解析された体動及び就寝姿勢に基づいて、撮影画像３に写る乳幼児にＳＩＤＳの兆候が現れているか否かを判定する。
そして、当該判定の結果、乳幼児にＳＩＤＳの兆候が現れていると判定した場合には、制御部１１は、次のステップＳ１０６に処理を進める。一方、乳幼児にＳＩＤＳの兆候が現れていない場合には、制御部１１は、次のステップＳ１０６の処理を省略し、本動作例に係る処理を終了する。
ＳＩＤＳの兆候を検知するための脈拍数、呼吸状態、体動及び就寝姿勢の各条件は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。本実施形態では、制御部１１は、ＳＩＤＳの兆候として、うつ伏せ寝状態及び低酸素状態の２種類の状態を検知する。以下、各状態を検知するための条件の一例を説明する。
（Ａ）うつ伏せ寝状態
まず、うつ伏せ寝状態について説明する。ＳＩＤＳの研究の成果として、乳幼児がうつ伏せで寝ることがＳＩＤＳの危険因子の一つとして知られている。そこで、本実施形態では、制御部１１は、上記ステップＳ１０４で解析した乳幼児の就寝姿勢に基づいて、乳幼児のうつ伏せ寝を検知する。
例えば、制御部１１は、上記ステップＳ１０４において、撮影画像３に写る乳幼児の就寝姿勢がうつ伏せ姿勢（伏臥位）であることを検知した場合には、当該乳幼児にＳＩＤＳの兆候があると判定する。他方、制御部１１は、上記ステップＳ１０４において、撮影画像３に写る乳幼児の就寝姿勢が仰向け姿勢（仰臥位）又は横向き姿勢（側臥位）であることを検知した場合には、当該乳幼児にはＳＩＤＳの兆候がないと判定する。これによって、ＳＩＤＳの危険因子の一つであるうつ伏せ寝を検知し、乳幼児がＳＩＤＳになるのを適切に防止することができる。
（Ｂ）低酸素状態
次に、低酸素状態について説明する。上記のとおり、ＳＩＤＳの研究の成果として、乳幼児を就寝中に過度に温めると、睡眠中の乳幼児の身体では低酸素状態が進行し、最終的には、この乳幼児はＳＩＤＳになってしまう可能性があることが指摘されている。そこで、本実施形態では、制御部１１は、上記ステップＳ１０２で取得したバイタル情報４０により示される脈拍数及び呼吸状態並びに上記ステップＳ１０４で解析した乳幼児の体動に基づいて、この低酸素状態を検知する。
具体的には、睡眠中の乳幼児が低酸素状態に陥った場合には、呼吸が過度に浅くなり（又は、無呼吸になり）、低下した血中の酸素濃度を補うために脈拍数が過度に上昇し、かつ、体動の量が過度に低下すると想定される。そのため、制御部１１は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０４で取得した脈拍数、呼吸状態及び体動が次のような条件を満たすか否かを判定する。
まず、脈拍数について説明する。制御部１１は、ステップＳ１０２で取得されたバイタル情報４０により示される脈拍数と当該乳幼児の通常時の脈拍数とを比較する。そして、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得された脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高いと判定した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高いことを検知する。
なお、通常時の脈拍数は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、乳幼児が覚醒している際に、測定機器又は触知で計測した当該乳幼児の脈拍数を通常時の脈拍数として設定してもよい。通常時の脈拍数を計測する方法は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。
また、脈拍数が過度に上昇したことを判定するための上記所定値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。また、当該所定値は、通常時の脈拍数の倍率で与えられてもよい。例えば、通常時の脈拍数が１分間に１２０回と設定され、当該倍率が１．２倍と設定されているとする。この場合、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得された脈拍数が１４４回以上であると判定した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高いことを検知する。
また、制御部１１は、取得された脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上低い状況が所定時間継続した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高いことを検知してもよい。当該検知の基準となる所定時間の値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。これによって、ＳＩＤＳの予兆検知に、脈拍数が過度に上昇した状態が継続した時間を考慮することができる。
次に、呼吸状態について説明する。本実施形態の一形態では、上記のとおり、制御部１１は、ステップＳ１０２において、呼吸状態を示す情報として、動脈血の酸素飽和度を取得する。そこで、制御部１１は、動脈血の酸素飽和度に基づいて乳幼児の呼吸状態を判定する。具体的には、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得された動脈血の酸素飽和度と当該乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値とを比較する。そして、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得された動脈血の酸素飽和度が通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値よりも低いと判定した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される呼吸状態が通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する。
なお、通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度は、凡そ９５％以上であることが一般的に知られている。そこで、当該基準値は、９４％以下の値で適宜設定されてよい。例えば、基準値が９４％と設定された場合、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得した動脈血の酸素飽和度が９４％以下であると判定した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される呼吸状態が通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する。
また、制御部１１は、取得された動脈血の酸素飽和度が基準値よりも低い状況が所定時間継続した場合に、取得されたバイタル情報４０により示される呼吸状態が通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知してもよい。当該検知の基準となる所定時間の値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。これによって、ＳＩＤＳの予兆検知に、子中状態が過度に浅い状態が継続した時間を考慮することができる。
次に、体動について説明する。制御部１１は、ステップＳ１０４で解析された体動の量と乳幼児の通常時の体動の量とを比較する。そして、制御部１１は、ステップＳ１０４で解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上少ないと判定した場合に、ステップＳ１０４で解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知する。
なお、通常時の体動の量は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、乳幼児が異常なく就寝している際に、カメラ２で乳幼児を撮影する。そして、制御部１１は、得られた撮影画像を上記ステップＳ１０４と同様の方法で解析することで得られる体動の量を通常時の体動の量として設定してもよい。通常時の体動の量を計測する方法は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。
また、体動の量が過度に低下したことを判定するための上記所定値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。また、制御部１１は、解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上低い状況が所定時間継続した場合に、ステップＳ１０４で解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知してもよい。当該検知の基準となる所定時間の値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。これによって、ＳＩＤＳの予兆検知に、体動の量が過度に低下した状態が継続した時間を考慮することができる。
そして、制御部１１は、ステップＳ１０２で取得された脈拍数が通常時の脈拍数よりも所定値以上高く、ステップＳ１０２で取得された呼吸状態が通常時の呼吸状態よりも所定以上浅く、かつ、ステップＳ１０４で解析された体動の量が通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知した場合には、当該乳幼児にＳＩＤＳの兆候があると判定する。他方、制御部１１は、上記３つの条件のうちのいずれかの条件が満たされないことを検知した場合には、当該乳幼児にはＳＩＤＳの兆候がないと判定する。これによって、就寝中の乳幼児が上記のような低酸素状態に陥っていることを的確に検知することができ、当該乳幼児がＳＩＤＳになるのを適切に防止することができる。
（Ｃ）まとめ
以上のようにして、制御部１１は、乳幼児に現れるＳＩＤＳの兆候を検知することができる。制御部１１は、本ステップＳ１０５において、上記うつ伏せ寝状態及び低酸素状態のいずれかの状態を検知した場合には、次のステップＳ１０６に処理を進める。一方、制御部１１は、本ステップＳ１０５において、上記うつ伏せ寝状態及び低酸素状態のいずれの状態も検知しなかった場合には、次のステップＳ１０６を省略し、本動作例に係る処理を終了する。
なお、ＳＩＤＳの兆候として検知する乳幼児の状態は、上記うつ伏せ寝状態及び低酸素状態に限られず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、乳幼児の就寝姿勢が仰向け姿勢（仰臥位）から横向き姿勢（側臥位）に変化した場合には、当該乳幼児の就寝姿勢がうつ伏せ姿勢（伏臥位）になる蓋然性が高いと想定される。そこで、制御部１１は、上記ステップＳ１０４において、撮影画像３に写る乳幼児の就寝姿勢が仰向け姿勢（仰臥位）から横向き姿勢（側臥位）に変化したことを検知した場合に、当該乳幼児にＳＩＤＳの兆候があると判定してもよい。また、例えば、上記うつ伏せ寝状態及び低酸素状態のいずれかの状態は検知対象から除外されてもよい。更に、ＳＩＤＳの兆候として検知対象とする乳幼児の状態は、利用者によって選択されてもよいし、予め設定されてもよい。
また、本ステップＳ１０５において、上記うつ伏せ寝状態及び低酸素状態のいずれの状態も検知しなかった場合には、制御部１１は、当該乳幼児は正常状態にあると認識してもよい。そして、制御部１１は、当該乳幼児が正常状態にあることを、乳幼児監視装置１の利用者に報知してもよい。例えば、制御部１１は、タッチパネルディスプレイ１３上で当該乳幼児が正常状態にあることを表示することで、当該報知を行ってもよい。
（ステップＳ１０６）
次のステップＳ１０６では、制御部１１は、通知部５５として機能し、上記ステップＳ１０５での判定の結果、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあると判定された場合に、当該ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行う。これによって、本動作例に係る処理が終了する。なお、制御部１１が、当該兆候検知通知を行う手段は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。
例えば、乳幼児監視装置１が病院等の施設で利用される場合、当該乳幼児監視装置１は、外部インタフェース１５を介して、ナースコールシステム等の設備と接続することができる。この場合、制御部１１は、当該ナースコールシステム等の設備と連携して、兆候検知通知を行ってもよい。すなわち、制御部１１は、外部インタフェース１５を介して、当該ナースコールシステムを制御してもよい。そして、制御部１１は、兆候検知通知として、当該ナースコールシステムによる呼び出しを行ってもよい。これによって、ＳＩＤＳになる危険性が対象の乳幼児に迫っていることを当該乳幼児の見守りを行う看護師等に適切に知らせることができる。
また、例えば、制御部１１は、タッチパネルディスプレイ１３上に、兆候検知通知として、乳幼児に現れたＳＩＤＳの兆候を検知したことを知らせるための画面を表示させてもよい。また、例えば、制御部１１は、乳幼児監視装置１に接続されるスピーカ１４から所定の音声を出力することにより、兆候検知通知を行ってもよい。このタッチパネルディスプレイ１３及びスピーカ１４をそれぞれ当該乳幼児の両親の寝室等に設置することで、ＳＩＤＳになる危険性が対象の乳幼児に迫っていることを当該両親に適切に知らせることができる。
また、例えば、制御部１１は、電子メール、ショートメッセージサービス、プッシュ通知等を利用して、このような兆候検知通知を行ってもよい。このような兆候検知通知を行う場合には、通知先となるユーザ端末の電子メールアドレス、電話番号等は記憶部１２に予め登録されていてもよい。そして、制御部１１は、この予め登録されている電子メールアドレス、電話番号等を利用して、兆候検知通知を行ってもよい。
（作用・効果）
以上のように、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像３に基づいて乳幼児の身体的な動作（体動及び就寝姿勢）を解析する。上記のとおり、各画素の深度は被写体表面に対して取得されるため、深度データを利用することで、実空間上の被写体表面の位置を特定することができる。
例えば、カメラが乳幼児の鉛直上方に設置され、取得される撮影画像が二次元画像である場合、この二次元画像により乳幼児の鉛直方向の動作を特定するのは難しい。これに対して、本実施形態では、各画素の深度を示す深度データが撮影画像３に含まれているため、制御部１１は、乳幼児の鉛直方向の動作を特定することができる。そのため、本実施形態によれば、深度データを利用することにより、乳幼児に対するカメラ２の視野方向（視点）によらず、実空間（三次元空間）における乳幼児の身体的な動作を解析することができる。
また、本実施形態に係る乳幼児監視装置１は、乳幼児の身体的な動作（体動及び就寝姿勢）だけではなく、脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報４０に基づいて、ＳＩＤＳになる兆候が乳幼児にあるか否かを判定する。そのため、本実施形態によれば、上記低酸素状態等、ＳＩＤＳになる兆候が当該乳幼児にあるか否かの判定を多面的な視点で行うことができる。
したがって、本実施形態によれば、ＳＩＤＳの兆候を適切に検知することのでき、就寝している乳幼児がＳＩＤＳを発症してしまうのを防止することができる。
§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
（１）呼吸状態を示す情報
例えば、上記実施形態では、制御部１１は、ステップＳ１０２において、呼吸状態を示す情報として、動脈血の酸素飽和度を取得する。しかしながら、呼吸状態を示す情報は、このような例に限られず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、呼吸状態を示す情報は、乳幼児の呼吸数であってもよい。
この場合、呼吸数を測定する方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、測定機器４が乳幼児の呼吸数を測定可能に構成されている場合には、制御部１１は、上記ステップＳ１０２において、測定機器４から、呼吸状態を示す情報として、乳幼児の呼吸数を取得してもよい。これにより、ＳＩＤＳの兆候を判定するのに利用するバイタル情報を適切に取得することができる。
また、例えば、制御部１１は、測定機器４からではなく、ステップＳ１０１で取得した撮影画像３を画像解析することで、乳幼児の呼吸数を取得してもよい。具体的には、制御部１１は、バイタル情報取得部５２として機能し、撮影画像３の人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、乳幼児の胸郭の変動回数を計測する。
胸郭の位置は、人物領域内で任意に設定されてよい。例えば、乳幼児監視装置１の利用者による指定によって、人物領域内で胸郭の位置が設定されてよい。また、例えば、制御部１１は、パターンマッチング等によって人物領域内で胸郭の位置を特定してもよい。そして、制御部１１は、人物領域内の胸郭の写る範囲に含まれる各画素の深度をプロットすることで、当該乳幼児の胸郭の変動を測定することができる。
ここで、胸郭の変動は呼吸に起因するものと想定されるため、測定される胸郭の変動は、山と谷とが交互に繰り返される波で表現される。そのため、制御部１１は、測定された胸郭の変動において所定時間内に現れる山又は谷の数を数えることで、当該乳幼児の胸郭の変動回数を計測し、所定時間の間に計測した胸郭の変動回数を乳幼児の呼吸数として取得することができる。
このように、撮影画像３を画像解析することで呼吸数を測定する場合には、乳幼児の呼吸状態を示す情報を非侵襲に取得することができる。そのため、この場合には、乳幼児に装着する機器の数を減らすことができ、そのような機器の配線が乳幼児の首に絡まる等の事故の発生する可能性を低減することができる。
また、呼吸状態を示す情報として呼吸数を取得する場合、制御部１１は、上記ステップＳ１０５において、呼吸数に基づいて、取得したバイタル情報４０により示される呼吸状態が乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いか否かを検知することができる。具体的には、制御部１１は、取得された呼吸数と通常時の呼吸数とを比較する。そして、制御部１１は、取得された呼吸数が通常時の呼吸数よりも所定値以上低いと判定した場合に、取得したバイタル情報４０により示される呼吸状態が乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する。
なお、通常時の呼吸数は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、乳幼児が覚醒している際に、測定機器又は目視で計測した乳幼児の呼吸数を通常時の呼吸数として設定してもよい。通常時の呼吸数を計測する方法は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。
また、呼吸状態が所定以上に浅くなったことを判定するための上記所定値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。また、当該所定値は、通常時の呼吸数の低下率で与えられてもよい。例えば、通常時の呼吸数が１分間に３０回と設定され、呼吸状態が浅いことを検知するための低下率が３０％と設定されているとする。この場合、制御部１１は、取得された呼吸数が１分間に２１回以下であると判定した場合に、取得したバイタル情報４０により示される呼吸状態が乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する。
また、制御部１１は、取得された呼吸数が通常時の呼吸数よりも所定値以上低い状況が所定時間継続した場合に、取得したバイタル情報４０により示される呼吸状態が乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知してもよい。当該検知の基準となる所定時間の値は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。これによって、ＳＩＤＳの予兆検知に、呼吸の浅い状態又は無呼吸状態が継続した時間を考慮することができる。
（２）脈拍数の取得方法
また、例えば、上記実施形態では、乳幼児に装着された測定機器４によって脈拍数が測定される。しかしながら、脈拍数を測定する方法は、このような例に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、制御部１１は、ステップＳ１０１で取得した撮影画像３を画像解析することで、乳幼児の脈拍数を取得してもよい。
画像解析による脈拍数の計測は、公知の方法によって行われてよい。例えば、血流によって顔表面等の皮膚の色が変化する。具体的には、血液の脈動によって血流量が増えたときには、その血液が流れる部分でヘモグロビンの量が増える。一方、血流量が減ったときには、その血液が流れる部分でヘモグロビンの量が減る。ここで、ヘモグロビンは、赤外線光、緑色光等の光を吸収する特性を有している。そのため、血流量が増えた時には、赤外線光、緑色光等の光が吸収されやすくなり、取得される撮影画像３内でその光が薄くなる。一方、血流量が減った時には、赤外線光、緑色光等の光が吸収され難くなり、取得される撮影画像３内でその光が濃くなる。制御部１１は、取得される撮影画像３内でそのような光の濃淡が繰り返される回数を計測することで、脈拍数を測定することができる。
１…乳幼児監視装置、
２…カメラ、２１…深度センサ、
３…撮影画像、４…測定機器、
５…プログラム、６…記憶媒体、
１１…制御部、１２…記憶部、１３…タッチパネルディスプレイ、
１４…スピーカ、１５…外部インタフェース、１６…通信インタフェース、
１７…ドライブ、
５１…画像取得部、５２…バイタル情報取得部、５３…就寝状態解析部、
５４…兆候判定部、５５…通知部

Claims (9)

  1. 就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得する画像取得部と、
    前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するバイタル情報取得部と、
    取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出し、抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析する就寝状態解析部と、
    取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定する兆候判定部と、
    前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行う通知部と、
    を備える、
    乳幼児監視装置。
  2. 前記兆候判定部は、前記乳幼児の就寝姿勢がうつ伏せであることを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定する、
    請求項１に記載の乳幼児監視装置。
  3. 前記兆候判定部は、取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数が前記乳幼児の通常時の脈拍数よりも所定値以上高く、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅く、かつ、解析された前記体動の量が前記乳幼児の通常時の体動の量よりも所定値以上少ないことを検知した場合に、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定する、
    請求項１又は２に記載の乳幼児監視装置。
  4. 前記バイタル情報取得部は、脈拍数を測定可能に構成され、前記乳幼児に装着された測定機器から前記乳幼児の脈拍数を取得する、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の乳幼児監視装置。
  5. 前記測定機器は、動脈血の酸素飽和度を更に測定可能に構成され、
    前記バイタル情報取得部は、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の動脈血の酸素飽和度を前記測定機器から取得し、
    前記兆候判定部は、取得された前記動脈血の酸素飽和度と前記乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値とを比較し、取得された前記動脈血の酸素飽和度が前記乳幼児の通常時における動脈血の酸素飽和度の基準値よりも低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する、
    請求項４に記載の乳幼児監視装置。
  6. 前記測定機器は、呼吸数を更に測定可能に構成され、
    前記バイタル情報取得部は、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の呼吸数を前記測定機器から取得し、
    前記兆候判定部は、取得された呼吸数と前記乳幼児の通常時の呼吸数とを比較し、取得された呼吸数が前記乳幼児の通常時の呼吸数よりも所定値以上低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する、
    請求項４又は５に記載の乳幼児監視装置。
  7. 前記バイタル情報取得部は、前記撮影画像内の前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の胸郭の変動回数を計測することで、前記呼吸状態を示す情報として、前記乳幼児の呼吸数を取得し、
    前記兆候判定部は、取得された呼吸数と前記乳幼児の通常時の呼吸数とを比較し、取得された呼吸数が前記乳幼児の通常時の呼吸数よりも所定値以上低いと判定した場合に、取得された前記バイタル情報により示される前記呼吸状態が前記乳幼児の通常時の呼吸状態よりも所定以上浅いことを検知する、
    請求項４又は５に記載の乳幼児監視装置。
  8. コンピュータが、
    就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得するステップと、
    前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するステップと、
    取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出するステップと、
    抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析するステップと、
    取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定するステップと、
    前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行うステップと、
    を実行する乳幼児監視方法。
  9. コンピュータに、
    就寝している乳幼児を撮影した撮影画像であって、当該撮影画像内の各画素の深度を示す深度データを含む撮影画像を取得するステップと、
    前記乳幼児の脈拍数及び呼吸状態を含むバイタル情報を取得するステップと、
    取得した前記撮影画像内で前記乳幼児の写る人物領域を抽出するステップと、
    抽出した前記人物領域に含まれる各画素の深度を参照して、前記乳幼児の体動及び就寝姿勢を解析するステップと、
    取得された前記バイタル情報により示される前記脈拍数及び前記呼吸状態並びに解析された前記体動及び前記就寝姿勢に基づいて、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあるか否かを判定するステップと、
    前記判定の結果、乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあると判定された場合には、当該乳幼児突然死症候群になる兆候が前記乳幼児にあることを知らせるための兆候検知通知を行うステップと、
    を実行させるための乳幼児監視プログラム。
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