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JP7768950B2 - Arithmetic device, arithmetic method, and program - Google Patents
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JP7768950B2 - Arithmetic device, arithmetic method, and program - Google Patents

Arithmetic device, arithmetic method, and program

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Description

本発明は、演算装置、演算方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a computing device, a computing method, and a program.

現代社会はストレス社会と呼ばれるほど、ストレスによる精神疾患が問題視されている。精神疾患は、仕事における人間関係や、職場環境、過度な同労によるものだけでなく、運動不足や睡眠、食事バランス等、様々な要因によって引き起こされる。ストレスによる精神疾患の予防を行うため、ストレスの程度を自宅でも手軽に計測することができ、ライフログが可能なストレス評価に対する需要がある。 Modern society is often called a stressful society, with mental illness caused by stress being a major problem. Mental illness can be caused by a variety of factors, including interpersonal relationships at work, the workplace environment, and excessive workloads, as well as lack of exercise, sleep, and an unbalanced diet. In order to prevent stress-related mental illness, there is a demand for stress assessment tools that allow for easy measurement of stress levels at home and that allow for lifelogging.

近年、ストレス評価を行うための手法として、主観的評価方法である心理評価アンケートが用いられることが一般的である。しかしながら、心理評価アンケートを用いたストレス評価では、そのときの体調や気分によって結果が左右されやすいといった問題があった。そこで、客観的評価方法として、呼吸や心拍、唾液、脈波等の生理情報を被験者から取得し、生理情報に基づいたストレス評価を行う方法が研究されている。特に、これらの生理情報のうち脈波は、計測するための装置が安価であり、かつ計測装置をスマートウォッチ等のウェアラブルデバイスに実装することが可能である。したがって、比較的取得が困難な生理情報の中でも、脈波は容易に計測することが可能である。このような技術を具体化した装置として、例えば、生体情報検出装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 In recent years, psychological assessment questionnaires, which are subjective assessment methods, have become a common method for assessing stress. However, stress assessments using psychological assessment questionnaires have the problem that the results are easily influenced by the subject's physical condition and mood at the time. Therefore, research has been conducted into objective assessment methods that acquire physiological information from the subject, such as breathing, heart rate, saliva, and pulse wave, and then perform stress assessments based on this physiological information. Of these physiological information types, pulse waves in particular can be measured inexpensively using inexpensive equipment, and the measurement device can be implemented in wearable devices such as smartwatches. Therefore, even though pulse waves are relatively difficult to acquire, they can be easily measured. Known devices that incorporate this technology include biometric information detection devices (see, for example, Patent Document 1).

特開2011-147746号公報JP 2011-147746 A

上述したような文献に記載の生体情報検出装置によれば、センサを点滅させ、これにより得られる散乱光に基づいて脈波等の生体情報を検出することが可能である。例えば、このような生体情報検出装置を用いることにより、電子書籍等のコンテンツをスマートフォンで閲覧している際の、ユーザの生体情報の変化を検出することが考えられる。しかしながら、このような生体情報検出装置が実装されたスマートウォッチ等のウェアラブルデバイスの普及率は、スマートフォンの普及率と比較すると、必ずしも高いとはいえなかった。したがって、このような技術を用いてユーザの生体情報の変化を検出しようとした場合、ユーザは、電子書籍等のコンテンツを閲覧するためのスマートフォンに加え、生体情報検出装置が実装されたスマートウォッチ等のウェアラブルデバイスを装着している必要があった。スマートフォン等を用いて、非接触により生体情報を検出することが可能になれば、ユーザは、当該ウェアラブルデバイスを装着することを要せず、また、当該ウェアラブルデバイスを装着していないユーザからの生体情報を取得することも可能となる。 The biometric information detection devices described in the above-mentioned documents can detect biometric information such as pulse waves based on scattered light obtained by flashing a sensor. For example, such biometric information detection devices could be used to detect changes in a user's biometric information while they are viewing content such as e-books on a smartphone. However, the penetration rate of wearable devices such as smartwatches equipped with such biometric information detection devices is not necessarily higher than that of smartphones. Therefore, to detect changes in a user's biometric information using such technology, the user must wear a wearable device such as a smartwatch equipped with a biometric information detection device in addition to a smartphone for viewing content such as e-books. If biometric information could be detected non-contact using a smartphone or other device, the user would not need to wear the wearable device, and it would also be possible to obtain biometric information from users who are not wearing the wearable device.

そこで本発明は、非接触により生体情報を検出することが可能な演算装置、演算方法及びプログラムを目的とする。 The present invention aims to provide a computing device, computing method, and program that can detect biometric information without contact.

[1]上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得部と、前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定部と、特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算部と、統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出部と、前記差分算出部により算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算部と、前記演算部により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力部とを備え、前記領域特定部は、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、前記統計演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、前記差分算出部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、前記演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、前記出力部は、前記領域特定部により特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する演算装置である。 [1] In order to solve the above problem, one aspect of the present invention includes a video information acquisition unit that acquires video information including a plurality of consecutive frame images of a person to be measured, the frame images being frame images of the person; a region identification unit that identifies the earlobe of the person from among the regions of the person captured in the frame images as a region to be measured; a statistical calculation unit that performs statistical calculations on at least two of the RGB pixel values of the plurality of consecutive frame images for the identified region; a difference calculation unit that calculates the difference between at least two of the pixel values for which statistical calculations have been performed; a calculation unit that converts information on the difference values for each time calculated by the difference calculation unit into a frequency axis; and a signal obtained by converting the information on the difference values converted by the calculation unit. and an output unit that outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person being measured based on the results of the measurement , wherein the area identification unit identifies a plurality of areas in addition to the earlobes of the person photographed in the frame image as areas to be measured, the statistical calculation unit performs statistical calculations for each of the plurality of areas identified by the area identification unit, the difference calculation unit calculates a difference for each of the plurality of areas identified by the area identification unit, the calculation unit converts each of the plurality of areas identified by the area identification unit into a frequency axis, and the output unit outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person being measured based on at least one of the plurality of areas identified by the area identification unit .

]また、本発明の一態様は、上記[]に記載の演算装置において、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれは、予め優先順位が定められており、前記演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについて、脈波振幅値及び心拍数を算出し、算出結果が閾値以下である場合、当該算出結果は正しくないと判定し、前記出力部は、算出結果が閾値より大きい結果のうち、最も優先順位が高い箇所において測定された結果を出力するものである。 [ 2 ] In another aspect of the present invention, in the calculation device described in [ 1 ] above, a priority is assigned to each of the multiple regions identified by the region identification unit in advance, the calculation unit calculates a pulse wave amplitude value and a heart rate for each of the multiple regions identified by the region identification unit, and if the calculation result is equal to or less than a threshold, determines that the calculation result is incorrect, and the output unit outputs the result measured at the location with the highest priority among the calculation results greater than the threshold.

]また、本発明の一態様は、上記[1]又は2]に記載の演算装置において、前記統計演算部は、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともRとGの画素値についての統計演算を行い、前記差分算出部は、統計演算が行われたRとGの画素値についての差分を算出するものである。 [ 3 ] In another aspect of the present invention, in the calculation device described in [1] or [ 2] above, the statistical calculation unit performs statistical calculations on at least R and G pixel values among the RGB pixel values of the plurality of consecutive frame images, and the difference calculation unit calculates the difference between the R and G pixel values for which the statistical calculations have been performed.

]また、本発明の一態様は、上記[1]から[]のいずれかに記載の演算装置において、前記統計演算部は、特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての平均値を演算するものである。 [ 4 ] In another aspect of the present invention, in the calculation device described in any one of [1] to [ 3 ] above, the statistical calculation unit calculates the average value of at least any two pixel values of RGB of a plurality of consecutive frame images for a specified region.

]また、本発明の一態様は、上記[1]から[]のいずれかに記載の演算装置において、前記演算部により変換された結果に基づき、逆フーリエ変換を行うことにより脈波を算出する逆フーリエ演算部を更に備え、前記出力部は、前記逆フーリエ演算部により算出された脈波を更に出力するものである。 [ 5 ] In addition, according to one aspect of the present invention, the calculation device according to any one of [1] to [ 4 ] above further comprises an inverse Fourier calculation unit that calculates a pulse wave by performing an inverse Fourier transform based on the result of the conversion by the calculation unit, and the output unit further outputs the pulse wave calculated by the inverse Fourier calculation unit.

]また、本発明の一態様は、測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得工程と、前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定工程と、特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算工程と、統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出工程と、前記差分算出工程により算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算工程と、前記演算工程により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力工程とを有し、前記領域特定工程は、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、前記統計演算工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、前記差分算出工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、前記演算工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、前記出力工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する演算方法である。 [ 6 ] Also, one aspect of the present invention includes a video information acquisition step of acquiring video information including a plurality of consecutive frame images in which a person to be measured is captured; a region identification step of identifying an earlobe of the person from among the regions of the person captured in the frame images as a region to be measured; a statistical calculation step of performing statistical calculation on at least two of the RGB pixel values of the plurality of consecutive frame images for the identified region; a difference calculation step of calculating the difference between at least two of the pixel values for which statistical calculation has been performed; a calculation step of converting information about the difference values for each time calculated by the difference calculation step into a frequency axis; and, based on the results converted by the calculation step, and an output step of outputting a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person to be measured, wherein the area specifying step specifies a plurality of areas in addition to the earlobe of the person photographed in the frame image as areas to be measured, the statistical calculation step performs a statistical calculation for each of the plurality of areas specified by the area specifying step, the difference calculation step calculates a difference for each of the plurality of areas specified by the area specifying step, the calculation step converts each of the plurality of areas specified by the area specifying step into a frequency axis, and the output step outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person to be measured based on at least one of the plurality of areas specified by the area specifying step .

]また、本発明の一態様は、コンピュータに、測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得ステップと、前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定ステップと、特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算ステップと、統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出ステップと、前記差分算出ステップにより算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算ステップと、前記演算ステップにより変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力ステップとを実行させ、前記領域特定ステップは、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、前記統計演算ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、前記差分算出ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、前記演算ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、前記出力ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力するプログラムである。 [ 7 ] Also, one aspect of the present invention is a method for measuring a human body by a computer, the method comprising: a video information acquisition step of acquiring video information including a plurality of consecutive frame images in which a person to be measured is captured; an area specification step of specifying an earlobe of the person from among the areas of the person captured in the frame images as an area to be measured; a statistical calculation step of performing statistical calculation on at least two pixel values from among the RGB pixel values of the plurality of consecutive frame images for the specified area; a difference calculation step of calculating the difference between at least two pixel values for which statistical calculation has been performed; a calculation step of converting information about the difference values for each time calculated by the difference calculation step into a frequency axis; and, based on the results converted by the calculation step, and an output step of outputting a pulse wave amplitude value and a heart rate value for the person to be measured, wherein the area specifying step specifies a plurality of areas in addition to the earlobes of the person photographed in the frame image as areas to be measured, the statistical calculation step performs a statistical calculation for each of the plurality of areas specified by the area specifying step, the difference calculation step calculates a difference for each of the plurality of areas specified by the area specifying step, the calculation step converts each of the plurality of areas specified by the area specifying step into a frequency axis, and the output step outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate value for the person to be measured based on at least one of the plurality of areas specified by the area specifying step .

本発明によれば、非接触により生体情報を検出することが可能な演算装置、演算方法及びプログラムを提供することができる。 The present invention provides a computing device, computing method, and program that can detect biometric information without contact.

本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram showing an example of the functional configuration of the content information providing device according to the present embodiment. 本実施形態に係る演算装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram showing an example of the functional configuration of a calculation device according to the present embodiment. 本実施形態に係る演算装置が行う領域特定の一例について説明するための図である。10A and 10B are diagrams for explaining an example of region specification performed by the calculation device according to the present embodiment. 本実施形態に係る演算装置による脈波成分の取得方法を説明するための図である。10A and 10B are diagrams for explaining a method for acquiring pulse wave components by a calculation device according to the present embodiment. 本実施形態に係るRGBの差分値の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of RGB difference values according to the embodiment. 本実施形態に係る演算装置により得られる脈波振幅値と心拍数の一例を示す図である。4A and 4B are diagrams showing an example of pulse wave amplitude values and heart rates obtained by the calculation device according to the present embodiment. 本実施形態に係るRGの差分値に基づいて得られた脈波振幅値の時間ごとの変化と、光電脈波計により得られた脈波振幅値の時間ごとの変化との比較結果について示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a comparison result between the change over time of the pulse wave amplitude value obtained based on the RG difference value according to the present embodiment and the change over time of the pulse wave amplitude value obtained by a photoplethysmograph. 本実施形態に係る演算装置により得られた心拍数と、光電脈波系により得られた心拍数との比較結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of a comparison between the heart rate obtained by the calculation device according to the present embodiment and the heart rate obtained by a photoplethysmography system. 本実施形態に係る演算方法により行われる一連の処理の流れを示すフローチャートである。1 is a flowchart showing the flow of a series of processes performed by a calculation method according to the present embodiment. 本実施形態に係る演算装置の機能構成の変形例を示す機能構成図である。FIG. 10 is a functional configuration diagram showing a modified example of the functional configuration of the arithmetic device according to the present embodiment. 本実施形態に係る演算装置の内部構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of a calculation device according to the present embodiment.

[実施形態]
以下、本発明の態様に係る演算装置、演算方法及びプログラムについて、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。
[Embodiment]
Below, preferred embodiments of a computing device, a computing method, and a program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments and includes various modifications and improvements. In other words, the components described below include those that would be easily conceivable to a person skilled in the art or that are substantially identical, and the components described below can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications of the components can be made without departing from the spirit of the present invention. Furthermore, in the drawings, the scale and number of components may differ from the scale and number of the actual components to make each configuration easier to understand.

本実施形態に係る演算装置は、非接触によりユーザUの生体情報を検出する。ユーザUから検出された生体情報は、様々な解析に活用されることができる。演算装置は、コンテンツの閲覧に活用される場合に限定されず、広く活用されることが可能である。演算装置は、例えば、心理評価等の検査に用いられてもよいし、ストレス評価のために用いられてもよい。また、これらの評価結果を用いた解析が行われ、様々なサービスの提供に際して解析結果が用いられてもよい。また、演算装置は、従来、脈波計測装置が用いられていたような状況において、脈波計測装置の代わりに用いられてもよい。 The arithmetic device according to this embodiment detects biometric information of user U in a non-contact manner. The biometric information detected from user U can be used for various analyses. The arithmetic device is not limited to use for browsing content, and can be used in a wide range of applications. For example, the arithmetic device may be used for tests such as psychological evaluations, or for stress assessments. Furthermore, analyses may be performed using the results of these evaluations, and the analysis results may be used when providing various services. Furthermore, the arithmetic device may be used in place of a pulse wave measuring device in situations where a pulse wave measuring device would conventionally be used.

以下、一例として、演算装置が、ユーザがコンテンツを閲覧する際に、ユーザに提示するコンテンツの選択やコンテンツの提示方法の調整等に活用される場合について説明する。この場合、演算装置は、例えば、コンテンツ情報提供装置1に実装される。 As an example, the following describes a case where the arithmetic device is used to select content to be presented to a user when the user browses content, adjust the method of presenting the content, etc. In this case, the arithmetic device is implemented in, for example, the content information providing device 1.

図1は、本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。まず、同図を参照しながら、本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置1の機能構成について説明する。コンテンツ情報提供装置1は、ユーザUによって利用される装置である。ユーザUは、コンテンツ情報提供装置1を操作することによって、コンテンツを閲覧する。コンテンツ情報提供装置1により提供されるコンテンツとは、漫画や小説等を含む電子書籍、映画等を含む動画、写真等を含む画像、音楽、SNS(Social Networking Service)により提供されるサービス等であってもよい。コンテンツ情報提供装置1により提供されるコンテンツは、自装置に記憶されているものであってもよく、不図示のサーバ装置に記憶されるWebコンテンツ等であってもよい。なお、コンテンツ情報提供装置1は、スマートフォンやタブレット端末、スマートグラス等の汎用デバイスであってもよい。 FIG. 1 is a functional configuration diagram showing an example of the functional configuration of a content information providing device according to this embodiment. First, the functional configuration of the content information providing device 1 according to this embodiment will be described with reference to this diagram. The content information providing device 1 is a device used by a user U. The user U browses content by operating the content information providing device 1. The content provided by the content information providing device 1 may be e-books such as manga and novels, videos such as movies, images such as photographs, music, services provided by SNS (Social Networking Service), etc. The content provided by the content information providing device 1 may be content stored on the device itself, or may be web content stored on a server device (not shown). The content information providing device 1 may also be a general-purpose device such as a smartphone, tablet, or smart glasses.

コンテンツ情報提供装置1は、撮像部2と、演算部3と、制御部4と、表示部5とを機能構成として少なくとも含んで構成される。これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現されてもよい。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、CPU(Central Processing Unit)を有するコンピュータおよびソフトウェアによって実現するようにしてもよい。また、各機能部の全てまたは一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、各機能部の全部または一部は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。 The content information providing device 1 is configured to include at least an imaging unit 2, a calculation unit 3, a control unit 4, and a display unit 5 as functional components. Each of these functional units may be implemented using, for example, electronic circuits. Each functional unit may also include internal storage means such as semiconductor memory or a magnetic hard disk drive, as necessary. Each function may also be implemented using software and a computer with a CPU (Central Processing Unit). All or part of each functional unit may also be implemented using hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), or FPGA (Field-Programmable Gate Array). All or part of each functional unit may also be implemented using a combination of software and hardware.

撮像部2は、ユーザUを撮影した映像情報を取得する。当該映像情報には、複数の連続するフレーム画像が含まれる。当該フレーム画像は、動画撮影用のCCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサを用いたCCDカメラにより撮像された画像であってもよいし、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いたCMOSカメラにより撮像された画像であってもよい。撮像部2により撮影される映像情報は、RGBの各画素情報を含むカラー動画であることが好適である。また、撮像部2により撮影される映像情報は、ユーザUの皮膚が撮像されたものであることが好適であり、より好適には、ユーザUの顔が撮像されたものであることが好適である。 The imaging unit 2 acquires video information of the user U. This video information includes multiple consecutive frame images. The frame images may be images captured by a CCD (Charge Coupled Devices) camera using a CCD image sensor for video capture, or may be images captured by a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera using a CMOS image sensor. The video information captured by the imaging unit 2 is preferably a color video including RGB pixel information. Furthermore, the video information captured by the imaging unit 2 is preferably an image of the user U's skin, and more preferably an image of the user U's face.

演算部3は、撮像部2により取得された映像情報の解析を行う。演算部3は、映像情報の解析を行った結果として、ユーザUの生体情報を検出する。すなわち、演算部3は、ユーザUに接触することなく(非接触により)得られた映像情報に基づき、ユーザUの生体情報を検出するものであるということもできる。演算部3により検出される生体情報には、ユーザUのストレス状態を示す情報が含まれていてもよい。なお、以下の説明において、演算部3を演算装置と記載する場合がある。 The calculation unit 3 analyzes the video information acquired by the imaging unit 2. As a result of analyzing the video information, the calculation unit 3 detects biometric information of the user U. In other words, the calculation unit 3 can be said to detect biometric information of the user U based on video information obtained without contacting the user U (non-contact). The biometric information detected by the calculation unit 3 may include information indicating the stress state of the user U. In the following description, the calculation unit 3 may sometimes be referred to as a calculation device.

制御部4は、演算部3から、ユーザUの生体情報を取得する。制御部4は、取得したユーザUの生体情報に基づき、ユーザUに提示するコンテンツの制御を行う。制御部4は、ユーザUのストレス状態に応じて、好適なコンテンツを提供するということもできる。例えば、ユーザUの操作に基づいて、予めユーザUに提示するコンテンツが決定されており、制御部4は、ユーザUの生体情報に基づき、ユーザUに提示するコンテンツの調整を行ってもよい。当該調整とは、コンテンツを提示するタイミングや、画面の設定等を調整すること等であってもよい。なお、制御部4は、ユーザUが希望するコンテンツの提示が終わった後に、ユーザUの生体情報に基づき、ユーザUに提示するコンテンツを選択し、ユーザUに対して、選択されたコンテンツを提示するものであってもよい。 The control unit 4 acquires biometric information of the user U from the calculation unit 3. The control unit 4 controls the content to be presented to the user U based on the acquired biometric information of the user U. The control unit 4 can also provide appropriate content depending on the stress level of the user U. For example, the content to be presented to the user U may be determined in advance based on the user U's operation, and the control unit 4 may adjust the content to be presented to the user U based on the user U's biometric information. This adjustment may include adjusting the timing of presenting the content, screen settings, etc. Note that the control unit 4 may select content to be presented to the user U based on the user U's biometric information after the presentation of the content desired by the user U has finished, and present the selected content to the user U.

表示部5は、制御部4の制御に応じて、ユーザUに対してコンテンツを提示する。表示部5により提示されるコンテンツには、画像情報や、映像情報、音情報等が含まれていてもよい。なお、表示部5は、例えば液晶ディスプレイ、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等であってもよい。 The display unit 5 presents content to the user U in accordance with the control of the control unit 4. The content presented by the display unit 5 may include image information, video information, sound information, etc. The display unit 5 may be, for example, a liquid crystal display, an organic EL (electroluminescence) display, etc.

図2は、本実施形態に係る演算装置の機能構成の一例を示す機能構成図である。同図を参照しながら、演算装置の機能構成の一例について説明する。演算装置とは、すなわち、上述した演算部3である。演算部3は、映像情報取得部31と、領域特定部32と、統計演算部33と、差分算出部34と、フーリエ演算部35と、出力部36とを少なくとも含んで構成される。これらの各機能部は、例えば、電子回路を用いて実現されてもよい。また、各機能部は、必要に応じて、半導体メモリや磁気ハードディスク装置などといった記憶手段を内部に備えてよい。また、各機能を、CPUを有するコンピュータおよびソフトウェアによって実現するようにしてもよい。また、各機能部の全てまたは一部は、ASIC、PLD又はFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、各機能部の全部または一部は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。 Figure 2 is a functional configuration diagram showing an example of the functional configuration of a calculation device according to this embodiment. An example of the functional configuration of the calculation device will be described with reference to this diagram. The calculation device is the calculation unit 3 described above. The calculation unit 3 is configured to include at least an image information acquisition unit 31, an area identification unit 32, a statistical calculation unit 33, a difference calculation unit 34, a Fourier calculation unit 35, and an output unit 36. Each of these functional units may be implemented using, for example, electronic circuits. Each functional unit may also include internal storage means such as semiconductor memory or a magnetic hard disk drive, as necessary. Each function may also be implemented using software and a computer with a CPU. All or part of each functional unit may also be implemented using hardware such as an ASIC, PLD, or FPGA. All or part of each functional unit may also be implemented using a combination of software and hardware.

映像情報取得部31は、撮像部2から、映像情報を取得する。映像情報には、連続する複数のフレーム画像が含まれる。当該複数のフレーム画像それぞれには、生体情報の測定対象である人物が撮像される。生体情報の測定対象である人物とは、コンテンツ情報提供装置1により、コンテンツ情報が提供される者であってもよい。 The video information acquisition unit 31 acquires video information from the imaging unit 2. The video information includes a series of frame images. Each of the frame images captures an image of a person whose biometric information is to be measured. The person whose biometric information is to be measured may be a person to whom content information is provided by the content information providing device 1.

領域特定部32は、映像情報取得部31により取得された映像情報に含まれるフレーム画像に写された人物の領域のうち、測定対象となる領域を特定する。ここで、測定対象となる領域とは、フレーム画像に写された人物の皮膚である。好適には、測定対象となる領域とは、フレーム画像に写された人物の顔であってもよい。すなわち、領域特定部32は、フレーム画像に写された人物の顔の一部を、測定対象となる領域として特定する。 The area identification unit 32 identifies the area to be measured from the area of the person depicted in the frame image included in the video information acquired by the video information acquisition unit 31. Here, the area to be measured is the skin of the person depicted in the frame image. Preferably, the area to be measured may be the face of the person depicted in the frame image. In other words, the area identification unit 32 identifies part of the face of the person depicted in the frame image as the area to be measured.

なお、本実施形態に係る処理は、映像情報取得部31により取得された映像情報に含まれるフレーム画像に含まれる全てのフレーム画像について行われることを要しない。本実施形態に係る処理は、映像情報に含まれるフレーム画像のうち、いくつかにおいて行われればよい。例えば、映像情報のフレームレートが60[FPS(Frame Per Seconds)]である場合、1枚ごとに(すなわち30[FPS]となる粒度で)処理が行われてもよい。 Note that the processing according to this embodiment does not need to be performed on all frame images included in the frame images contained in the video information acquired by the video information acquisition unit 31. The processing according to this embodiment only needs to be performed on some of the frame images included in the video information. For example, if the frame rate of the video information is 60 FPS (Frames Per Second), processing may be performed on each frame (i.e., at a granularity of 30 FPS).

図3は、本実施形態に係る演算装置が行う領域特定の一例について説明するための図である。ここで、同図を参照しながら、領域特定部32により特定される領域の一例について説明する。同図には、映像情報取得部31により取得される映像情報に含まれるフレーム画像FIが示されている。まず、領域特定部32は、まず、フレーム画像FIのうち、顔部分FPを検出する。次に、領域特定部32は、顔部分FPのうち、所定の領域を特定する。 Figure 3 is a diagram illustrating an example of region identification performed by the calculation device according to this embodiment. Here, an example of a region identified by the region identification unit 32 will be described with reference to the figure. The figure shows a frame image FI included in the video information acquired by the video information acquisition unit 31. First, the region identification unit 32 detects a face portion FP from the frame image FI. Next, the region identification unit 32 identifies a predetermined region from the face portion FP.

ここで、領域特定部32は、フレーム画像FIに写された人物の顔の一部のうち、周囲と比較して脂肪が少ない領域を測定対象となる領域として特定することが好適である。周囲と比較して脂肪が少ない領域は、予め決められていてもよく、頬部分、鼻部分等であってもよい。図示する一例において、領域特定部32は、鼻部分である領域AR1と、右頬部分である領域AR2と、左頬部分である領域AR3とを、測定対象となる領域として特定している。なお、領域特定部32は、測定対象となる領域として前額部を特定してもよいが、ユーザによって前額部は、前髪や帽子等により隠れてしまう場合がある。そこで、領域特定部32は、ユーザによらず測定可能な領域を特定することが好適である。 Here, it is preferable that the region identification unit 32 identify, as the region to be measured, a region of the person's face captured in the frame image FI that has less fat than the surrounding area. The region that has less fat than the surrounding area may be predetermined, and may be the cheek area, nose area, etc. In the example shown, the region identification unit 32 identifies region AR1, which is the nose area, region AR2, which is the right cheek area, and region AR3, which is the left cheek area, as the regions to be measured. Note that the region identification unit 32 may identify the forehead area as the region to be measured, but the forehead may be hidden by bangs, a hat, etc. depending on the user. Therefore, it is preferable that the region identification unit 32 identify a region that can be measured regardless of the user.

なお、ユーザの容姿や、ユーザが身に着けている物等によっては、領域特定部32が予め定めた領域が特定不可能な場合がある。そこで、領域特定部32は、複数の領域を特定するよう予め定められていてもよい。複数の領域を特定するよう予め定められている場合、以降の処理は、複数の領域それぞれにおいて行われてもよいし、領域ごと(部位ごと)に予め定められた優先順位等に基づいて、いずれかの領域についての処理が行われてもよい。図2に戻り、演算部3の機能構成の説明を続ける。 Note that depending on the user's appearance, what the user is wearing, etc., the region identification unit 32 may not be able to identify the predetermined region. Therefore, the region identification unit 32 may be predetermined to identify multiple regions. If multiple regions are predetermined to be identified, subsequent processing may be performed for each of the multiple regions, or processing may be performed for one of the regions based on a predetermined priority for each region (each body part). Returning to Figure 2, we will continue to explain the functional configuration of the calculation unit 3.

統計演算部33は、領域特定部32により特定された領域についての情報を取得する。統計演算部33は、好適には、領域特定部32により特定された領域の画素情報を取得する。画素情報は、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの画素値が独立して含まれるものであってもよい。また、画素情報には、RGB全ての画素情報が含まれていなくてもよく、好適にはRGBのうち2つの画素情報(R及びG、G及びB、又はR及びB)が含まれていればよい。統計演算部33は、特定された領域について、RGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値(例えば、R及びG)について、の統計演算を行う。統計演算とは、例えば特定された領域に含まれる複数の画素値の平均値を算出することであってもよい。なお、統計演算部33により行われる統計演算は、平均値を算出することに限定されず、例えば、最頻値、最大値、最小値等の統計値を求めることであってもよい。 The statistical calculation unit 33 acquires information about the region identified by the region identification unit 32. The statistical calculation unit 33 preferably acquires pixel information about the region identified by the region identification unit 32. The pixel information may include independent pixel values for R (red), G (green), and B (blue). Furthermore, the pixel information does not need to include pixel information for all RGB; preferably, it only needs to include pixel information for two of the RGB colors (R and G, G and B, or R and B). The statistical calculation unit 33 performs statistical calculations on at least two of the RGB pixel values (e.g., R and G) for the identified region. The statistical calculation may, for example, involve calculating the average value of multiple pixel values included in the identified region. Note that the statistical calculation performed by the statistical calculation unit 33 is not limited to calculating an average value, and may also involve calculating statistical values such as the mode, maximum value, or minimum value.

差分算出部34は、統計演算部33により、平均値の算出等の統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値について、差分を算出する。例えば、領域特定部32について特定された領域に含まれる画素について、統計演算部33によりRの平均値と、Gの平均値とが算出された場合、差分算出部34は、Rの平均値と、Gの平均値との差分を算出する。なお、領域特定部32は、Gの平均値とBの平均値との差分を算出してもよいし、Rの平均値とBの平均値との差分を算出してもよい。 The difference calculation unit 34 calculates the difference between at least two pixel values for which statistical calculations, such as calculation of an average value, have been performed by the statistical calculation unit 33. For example, if the statistical calculation unit 33 calculates the average R value and the average G value for pixels included in an area identified by the area identification unit 32, the difference calculation unit 34 calculates the difference between the average R value and the average G value. Note that the area identification unit 32 may calculate the difference between the average G value and the average B value, or the difference between the average R value and the average B value.

図4は、本実施形態に係る演算装置による脈波成分の取得方法を説明するための図である。ここで、図示するように、人間の皮膚の最も外側は、表皮に覆われている。人間の皮膚は、表皮、真皮、皮下組織の三層構造を有しており、皮下組織には、動脈及び静脈が通っている。また、表皮に近い領域には、毛細血管が通っている。ここで、人間の皮膚により反射される光は、R成分、G成分、及びB成分のそれぞれについて、反射する深さが異なる(皮下への到達深度が異なるということもできる)。具体的に、B成分は、最も浅い表皮において反射する。また、G成分は、表皮より深い毛細血管や動脈が通っている層において反射する。また、R成分は、最も深い動脈や静脈が通っている層において反射する。 Figure 4 is a diagram illustrating a method for acquiring pulse wave components using a computing device according to this embodiment. As shown in the figure, the outermost layer of human skin is covered by the epidermis. Human skin has a three-layer structure: the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue, with arteries and veins running through the subcutaneous tissue. Capillaries also run through the area close to the epidermis. Here, the R, G, and B components of light reflected by human skin are reflected to different depths (or one could say that they reach different depths subcutaneously). Specifically, the B component is reflected by the epidermis, which is the shallowest layer. The G component is reflected by a layer deeper than the epidermis where capillaries and arteries run. The R component is reflected by a layer deeper than the epidermis where arteries and veins run.

本実施形態によれば、このような特性に着目し、RGBのうちいずれか2つの成分の差分を算出することにより、画像情報から血液成分を抽出し、更には、脈波成分を取得しようとするものである。上述したように、脂肪に覆われた部分ではなく、周囲と比較して脂肪が少ない領域について判定することにより、より精度よく血液成分を抽出することが可能となる。なお、ユーザによっては、頬や鼻は、化粧が行われている場合がある。化粧が行われている場合、画像情報から血液成分を抽出することが困難である場合がある。そこで、領域特定部32は、耳たぶ等、通常であれば化粧が行われ難い場所を領域特定してもよい。 This embodiment focuses on these characteristics and calculates the difference between any two of the RGB components to extract blood components from image information and further obtain pulse wave components. As described above, by determining areas with less fat than the surrounding area, rather than areas covered with fat, it is possible to extract blood components more accurately. Note that some users may wear makeup on their cheeks or nose. When makeup is worn, it may be difficult to extract blood components from image information. Therefore, the region identification unit 32 may identify areas where makeup is normally not applied, such as the earlobes.

図5は、本実施形態に係るRGBの差分値の一例を示す図である。図示する一例では、時間を横軸、RGBの差分値を縦軸として、差分値の時間ごとの変化を示している。具体的に波形W1は、R-G間の差分値の変化を示している。また、波形W2は、R-B間の差分値の変化を示している。波形W3は、G-B間の差分値の変化を示している。このように、差分値は、時間ごとに(被験者のストレス状態の変化に伴い)変化するものである。図2に戻り、演算部3の機能構成の説明を続ける。 Figure 5 is a diagram showing an example of RGB difference values according to this embodiment. In the illustrated example, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the RGB difference values, showing changes in the difference values over time. Specifically, waveform W1 shows changes in the difference value between R and G. Waveform W2 shows changes in the difference value between R and B. Waveform W3 shows changes in the difference value between G and B. In this way, the difference values change over time (as the subject's stress state changes). Returning to Figure 2, we will continue to explain the functional configuration of the calculation unit 3.

フーリエ演算部35は、差分算出部34により算出された、時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する。具体的に、フーリエ演算部35は、1秒ごとにオーバーラップFFT(Fast Fourier Transformation)を行うことにより、周波数軸に変換してもよい。なお、以下の説明において、フーリエ演算部35のことを、単に演算部と記載する場合がある。当該演算部は、フーリエ解析以外の公知の手法によって、時間ごとの差分値を周波数軸に変換する処理を行ってもよい。 The Fourier calculation unit 35 converts information about the time-dependent difference values calculated by the difference calculation unit 34 into the frequency axis. Specifically, the Fourier calculation unit 35 may perform an overlapping FFT (Fast Fourier Transformation) every second to convert into the frequency axis. In the following description, the Fourier calculation unit 35 may be simply referred to as the calculation unit. The calculation unit may also perform processing to convert the time-dependent difference values into the frequency axis using a known method other than Fourier analysis.

出力部36は、フーリエ演算部35により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する。 The output unit 36 outputs the pulse wave amplitude value and heart rate of the person being measured based on the results of the conversion performed by the Fourier calculation unit 35.

なお、演算部3が備える少なくとも一部の機能は、ニューラルネットワークを用いて構成されてもよい。例えば、上述した演算部を、ニューラルネットワークに置き換えることが考えられる。この場合、当該演算部は、差分値と脈波振幅値(又は心拍数)との組み合わせを教師データとして、差分値から脈波振幅値(又は心拍数)を推論するよう、予め学習された機械学習モデルであってもよい。また、機械学習モデルが推論する機能としては、演算部の機能に限定されず、例えば、差分算出部34、統計演算部33、及び領域特定部32の機能の少なくともいずれかを更に含むものであってもよい。 At least some of the functions of the calculation unit 3 may be configured using a neural network. For example, the above-mentioned calculation unit may be replaced with a neural network. In this case, the calculation unit may be a machine learning model that has been trained in advance to infer the pulse wave amplitude value (or heart rate) from the difference value using a combination of the difference value and the pulse wave amplitude value (or heart rate) as training data. Furthermore, the functions inferred by the machine learning model are not limited to those of the calculation unit, and may further include, for example, at least one of the functions of the difference calculation unit 34, statistical calculation unit 33, and region identification unit 32.

図6は、本実施形態に係る演算装置により得られる脈波振幅値と心拍数の一例を示す図である。同図には、フーリエ演算部35により、1秒ごとにオーバーラップFFTが行われた結果が示されている。図示する各波形のそれぞれについて、横軸は周波数を示しており、縦軸は振幅を示している。同図には、0.7[Hz(ヘルツ)]から4.0[Hz]の範囲におけるスペクトルが示されている。図示するように、本実施形態に係る演算装置によれば、0.7[Hz]から4.0[Hz]の間におけるピーク値から、脈波振幅値と、心拍数とを取得することができる。なお、スペクトルの最大値が脈波振幅値であり、脈波振幅値を計測した周波数に60を乗じて得られるのが、心拍数[bpm(beats per minute)]である。 Figure 6 shows an example of pulse wave amplitude and heart rate obtained by the calculation device according to this embodiment. The figure shows the results of an overlap FFT performed every second by the Fourier calculation unit 35. For each waveform shown, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents amplitude. The figure shows a spectrum ranging from 0.7 Hz (Hertz) to 4.0 Hz. As shown, the calculation device according to this embodiment can obtain the pulse wave amplitude and heart rate from the peak values between 0.7 Hz and 4.0 Hz. The maximum value of the spectrum is the pulse wave amplitude, and the heart rate [bpm (beats per minute)] is obtained by multiplying the frequency at which the pulse wave amplitude is measured by 60.

なお、領域特定部32により特定された領域に化粧がされている場合等、画像情報から脈波振幅値と心拍数とが精度よく検出されない場合がある。そこで、演算部3は、複数領域それぞれにより得られた結果に基づく処理を行ってもよい。具体的に、領域特定部32は、予め定められたアルゴリズムにより、鼻、頬、耳たぶ等、複数の領域を特定する。当該複数の領域には、予め優先順位が定められているものとする。演算部3は、それぞれの領域について、脈波振幅値及び心拍数を算出し、算出結果が閾値以下である場合、当該算出結果は正しくないと判定し、出力結果の候補から除外する。演算部3は、算出結果が閾値より大きい結果のうち、最も順位が高い箇所において測定された結果を、出力してもよい。 Note that if makeup is applied to the area identified by the area identification unit 32, the pulse wave amplitude and heart rate may not be detected accurately from the image information. Therefore, the calculation unit 3 may perform processing based on the results obtained from each of the multiple areas. Specifically, the area identification unit 32 identifies multiple areas, such as the nose, cheeks, and earlobes, using a predetermined algorithm. The multiple areas are assigned a predetermined priority. The calculation unit 3 calculates the pulse wave amplitude and heart rate for each area, and if the calculation result is below a threshold, it determines that the calculation result is incorrect and excludes it from the list of output results. The calculation unit 3 may output the measurement result for the highest-ranked area among the results for which the calculation result is greater than the threshold.

図7は、本実施形態に係るRGの差分値に基づいて得られた脈波振幅値の時間ごとの変化と、光電脈波計により得られた脈波振幅値の時間ごとの変化との比較結果について示す図である。同図の横軸は時間を示し、縦軸は標準化された脈波振幅値を示している。同図に示す結果を得るため、被験者の耳たぶには光電脈波計(1kHz)を装着し、同時に、本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置1により被験者の顔を撮像し、光電脈波計及びコンテンツ情報提供装置1が備える演算装置のそれぞれにおいて脈波振幅値を測定した。波形W21は、光電脈波計により測定された脈波振幅値を示しており、波形W22は、本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置1が備える演算部装置により測定された脈波振幅値を示している。 Figure 7 shows a comparison of the time-varying change in pulse wave amplitude obtained based on the RG difference value according to this embodiment with the time-varying change in pulse wave amplitude obtained using a photoplethysmograph. The horizontal axis of the figure represents time, and the vertical axis represents standardized pulse wave amplitude. To obtain the results shown in this figure, a photoplethysmograph (1 kHz) was attached to the subject's earlobe. At the same time, an image of the subject's face was captured using the content information providing device 1 according to this embodiment, and the pulse wave amplitude was measured using both the photoplethysmograph and a calculation device included in the content information providing device 1. Waveform W21 represents the pulse wave amplitude measured using the photoplethysmograph, and waveform W22 represents the pulse wave amplitude measured using the calculation device included in the content information providing device 1 according to this embodiment.

同図から明らかなように、時間の経過とともに、光電脈波計の計測結果において脈波振幅値が上昇した場合、演算装置の計測結果においても、脈波振幅値が上昇している。すなわち、本実施形態に係る演算装置によれば、非接触により、接触型の光電脈波計と同様の計測結果を得ることが可能である。 As is clear from the figure, when the pulse wave amplitude value increases over time in the measurement results of the photoplethysmograph, the pulse wave amplitude value also increases in the measurement results of the calculation device. In other words, the calculation device according to this embodiment can obtain measurement results similar to those of a contact-type photoplethysmograph without contact.

なお、脈波振幅値の標準化手法としては、まず、脈波振幅値のデータから脈波振幅値の平均値を減算し、次に標準偏差で割ることにより行ってもよい。例えば、脈波振幅値のデータをX、μをXの平均値、σを標準偏差とした場合、標準化された脈波振幅値zは、次の式(1)により表すことができる。 The pulse wave amplitude value can also be standardized by first subtracting the average value of the pulse wave amplitude value from the pulse wave amplitude value data, and then dividing by the standard deviation. For example, if the pulse wave amplitude value data is X, μ is the average value of X, and σ is the standard deviation, the standardized pulse wave amplitude value z can be expressed by the following equation (1):

z=(X-μ)/σ ・・・(1) z=(X-μ)/σ...(1)

図8は、本実施形態に係る演算装置により得られた心拍数と、光電脈波系により得られた心拍数との比較結果を示す図である。同図には、本実施形態に係るコンテンツ情報提供装置1が備える演算装置により得られた心拍数と、光電脈波計により得られた心拍数とを比較した結果として得られた誤差を示している。また、同図には、本実施形態に係る方法により得られた結果と、従来手法により得られた結果とが示されている。本実施形態に係る方法では、R-G間の差分値、R-B間の差分値、及びG-B間の差分値それぞれに基づいて得られた結果を示している。なお、同図に示す心拍数の単位は、[bpm]である。 Figure 8 shows the results of comparing the heart rate obtained by the calculation device according to this embodiment with the heart rate obtained by a photoplethysmography system. The figure also shows the error obtained by comparing the heart rate obtained by the calculation device provided in the content information providing device 1 according to this embodiment with the heart rate obtained by a photoplethysmograph. The figure also shows the results obtained by the method according to this embodiment and the results obtained by a conventional method. The method according to this embodiment shows the results obtained based on the difference value between R and G, the difference value between R and B, and the difference value between G and B. The heart rate shown in the figure is in units of [bpm].

従来技術とは、webカメラが撮像した画像に基づき、独立成分分析(Independent Component Analysis;ICA)を行うことにより、脈波を取得する方法である。しかしながら、従来技術によれば、脈波成分を分離できない場合があるといった課題があった。 The conventional technology involves acquiring pulse waves by performing independent component analysis (ICA) based on images captured by a webcam. However, this method has the drawback of sometimes being unable to separate pulse wave components.

本実施形態に係る演算方法によれば、R-G間の差分値に基づいた場合、及びG-B間の差分値に基づいた場合、従来技術による手法よりも誤差が小さいことが分かった。特に、R-G間の差分値に基づいた場合、従来技術による手法よりも、誤差が約2分の1以下となる結果が得られた。したがって、本実施形態によれば、脈波情報を多く含む反射成分を精度よく抽出することが可能であるということができる。換言すれば、本実施形態に係る演算方法は、従来技術に係る手法と比較して、精度の高い脈波情報を取得することが可能である。 The calculation method according to this embodiment was found to produce smaller errors than conventional techniques when based on the difference between R and G and when based on the difference between G and B. In particular, when based on the difference between R and G, the error was approximately half or less compared to conventional techniques. Therefore, this embodiment can be said to be capable of accurately extracting reflected components that contain a large amount of pulse wave information. In other words, the calculation method according to this embodiment is capable of obtaining pulse wave information with higher accuracy than conventional techniques.

なお、本実施形態によれば、R-G間の差分値、R-B間の差分値、及びG-B間の差分値を組み合わせて用いることも可能である。その際、各差分値の平均値を用いてもよいし、精度等に基づいた重みづけが行われてもよい。重みは、領域特定部32により特定される領域に基づいて異なるものであってもよく、各差分値の組み合わせは、領域ごとに異なるものであってもよい。 Note that, according to this embodiment, it is also possible to use a combination of the difference value between R and G, the difference value between R and B, and the difference value between G and B. In this case, the average value of each difference value may be used, or weighting may be performed based on accuracy, etc. The weighting may vary based on the region identified by the region identification unit 32, and the combination of each difference value may differ for each region.

図9は、本実施形態に係る演算方法により行われる一連の処理の流れを示すフローチャートである。同図を参照しながら、本実施形態に係る演算装置が行う演算方法の一例について説明する。 Figure 9 is a flowchart showing the flow of a series of processes performed by the calculation method according to this embodiment. With reference to this figure, we will explain an example of the calculation method performed by the calculation device according to this embodiment.

(ステップS11)まず、映像情報取得部31により、映像情報が取得される。映像情報は、例えば、撮像部2から取得される。映像情報には、複数のフレーム画像が含まれる。映像情報のフレームレートは、例えば30[FPS]又は30[FPS]等であってもよい。 (Step S11) First, video information is acquired by the video information acquisition unit 31. The video information is acquired, for example, from the imaging unit 2. The video information includes multiple frame images. The frame rate of the video information may be, for example, 30 [FPS] or 30 [FPS], etc.

(ステップS12)次に、領域特定部32により、映像情報に含まれる各フレーム画像について、測定対象となる領域が特定される。測定対象となる領域とは、鼻部分、右頬部分、左頬部分等であってもよい。なお、測定対象となる領域は、予め定められていることが好適である。また、撮像角度やユーザの容姿等によっては、必ずしも予め定められた測定領域がフレーム画像に映し出されているとは限らず、当該領域についての解析が容易でない場合もある。したがって、測定対象となる領域は、複数であることが好適である。この場合、複数の領域のうち、いずれかの領域、又は複数の領域の組み合わせ等に基づいて、以降の処理が行われてもよい。 (Step S12) Next, the area to be measured is identified by the area identification unit 32 for each frame image included in the video information. The area to be measured may be the nose area, right cheek area, left cheek area, etc. It is preferable that the area to be measured is determined in advance. Furthermore, depending on the imaging angle, the user's appearance, etc., the predetermined measurement area may not necessarily be displayed in the frame image, and analysis of the area may not be easy. Therefore, it is preferable that there are multiple areas to be measured. In this case, subsequent processing may be performed based on one of the multiple areas, or a combination of multiple areas.

(ステップS13)次に、統計演算部33により、RGBの画素値について統計演算が行われる。統計演算部33により行われる統計演算とは、例えば、領域特定部32により特定された領域内における画素値の平均値を演算することであってもよい。統計演算部33により演算が行われる領域は、複数であってもよい。また、統計演算部33は、必ずしもRGBの画素値全てについて統計演算を行うことを要せず、RGBの画素値のうち少なくともいずれか2つの画素値について統計演算を行えばよい。 (Step S13) Next, the statistical calculation unit 33 performs statistical calculations on the RGB pixel values. The statistical calculations performed by the statistical calculation unit 33 may, for example, calculate the average value of pixel values within the area identified by the area identification unit 32. The area on which the statistical calculation unit 33 performs calculations may be multiple. Furthermore, the statistical calculation unit 33 does not necessarily need to perform statistical calculations on all RGB pixel values; it is sufficient to perform statistical calculations on at least any two of the RGB pixel values.

(ステップS14)次に、差分算出部34は、統計演算部33により算出されたいずれか2つの統計演算値(例えば、平均値)について、差分値を算出する。差分算出部34により算出される差分値は、例えば、R-G間の差分値であってもよいし、R-B間の差分値であってもよいし、G-B間の差分値であってもよい。また、差分算出部34により算出される差分値は、これらの差分値が組み合わされたもの、又はこれらの差分値に所定の重みづけが行われて組み合わされたものであってもよい。 (Step S14) Next, the difference calculation unit 34 calculates a difference value between any two statistically calculated values (e.g., average values) calculated by the statistical calculation unit 33. The difference value calculated by the difference calculation unit 34 may be, for example, the difference value between R and G, the difference value between R and B, or the difference value between G and B. The difference value calculated by the difference calculation unit 34 may also be a combination of these difference values, or a combination of these difference values weighted in a predetermined manner.

(ステップS15)次に、フーリエ演算部35は、差分算出部34により算出された差分値を、周波数軸に変換する。フーリエ演算部35により周波数変換された結果に基づき、脈波振幅値、及び心拍数を算出することができる。 (Step S15) Next, the Fourier calculation unit 35 converts the difference value calculated by the difference calculation unit 34 into a frequency axis. Based on the result of the frequency conversion by the Fourier calculation unit 35, the pulse wave amplitude value and heart rate can be calculated.

(ステップS16)最後に、出力部36は、ステップS15において得られた脈波振幅値と、心拍数とを出力する。出力部36による出力先は、例えば、制御部4であってもよいし、不図示の記憶装置等であってもよい。 (Step S16) Finally, the output unit 36 outputs the pulse wave amplitude value and heart rate obtained in step S15. The output destination of the output unit 36 may be, for example, the control unit 4 or a storage device (not shown).

図10は、本実施形態に係る演算装置の機能構成の変形例を示す機能構成図である。同図を参照しながら、演算部3の変形例である演算部3Aについて説明する。演算部3Aの説明において、演算部3と同様の構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。演算部3Aは、更に逆フーリエ演算部37を備える点において、演算部3とは異なる。 Figure 10 is a functional configuration diagram showing a modified functional configuration of the calculation device according to this embodiment. With reference to this diagram, calculation unit 3A, which is a modified version of calculation unit 3, will be described. In the description of calculation unit 3A, components similar to those in calculation unit 3 will be assigned the same reference numerals and their description may be omitted. Calculation unit 3A differs from calculation unit 3 in that it further includes an inverse Fourier calculation unit 37.

逆フーリエ演算部37は、フーリエ演算部35により変換された結果に基づき、逆フーリエ変換を行う。逆フーリエ演算部37により逆フーリエ変換が行われることにより、脈波を取得することができる。出力部36は、フーリエ演算部35により算出された脈波振幅値及び心拍数に代えて、又は加えて、逆フーリエ演算部37により算出された脈波を更に出力する。 The inverse Fourier calculation unit 37 performs an inverse Fourier transform based on the results of the transformation performed by the Fourier calculation unit 35. The inverse Fourier transform performed by the inverse Fourier calculation unit 37 enables the pulse wave to be obtained. The output unit 36 further outputs the pulse wave calculated by the inverse Fourier calculation unit 37 instead of, or in addition to, the pulse wave amplitude value and heart rate calculated by the Fourier calculation unit 35.

図11は、本実施形態に係る演算装置の内部構成の一例を示すブロック図である。同図を参照しながら、演算装置の内部構成の一例について説明する。演算装置の少なくとも一部の機能は、コンピュータを用いて実現され得る。図示するように、そのコンピュータは、中央処理装置901と、RAM902と、入出力ポート903と、入出力デバイス904や905等と、バス906と、を含んで構成される。コンピュータ自体は、既存技術を用いて実現可能である。中央処理装置901は、RAM902等から読み込んだプログラムに含まれる命令を実行する。中央処理装置901は、各命令にしたがって、RAM902にデータを書き込んだり、RAM902からデータを読み出したり、算術演算や論理演算を行ったりする。RAM902は、データやプログラムを記憶する。RAM902に含まれる各要素は、アドレスを持ち、アドレスを用いてアクセスされ得るものである。なお、RAMは、「ランダムアクセスメモリー」の略である。入出力ポート903は、中央処理装置901が外部の入出力デバイス等とデータのやり取りを行うためのポートである。入出力デバイス904や905は、入出力デバイスである。入出力デバイス904や905は、入出力ポート903を介して中央処理装置901との間でデータをやりとりする。バス906は、コンピュータ内部で使用される共通の通信路である。例えば、中央処理装置901は、バス906を介してRAM902のデータを読んだり書いたりする。また、例えば、中央処理装置901は、バス906を介して入出力ポートにアクセスする。また、本実施形態に係る演算装置が備える各機能部の全てまたは一部は、ASIC、PLD又はFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、各機能部の全部または一部は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。なお、コンテンツ情報提供装置1についても同様に、同図に示したような内部構成を有していてもよい。 Figure 11 is a block diagram showing an example of the internal configuration of a computing device according to this embodiment. An example of the internal configuration of the computing device will be described with reference to this figure. At least some of the functions of the computing device can be implemented using a computer. As shown in the figure, the computer includes a central processing unit 901, RAM 902, input/output port 903, input/output devices 904 and 905, etc., and bus 906. The computer itself can be implemented using existing technology. The central processing unit 901 executes instructions contained in a program read from RAM 902, etc. In accordance with each instruction, the central processing unit 901 writes data to RAM 902, reads data from RAM 902, and performs arithmetic and logical operations. RAM 902 stores data and programs. Each element included in RAM 902 has an address and can be accessed using the address. RAM is an abbreviation for "random access memory." The input/output port 903 is a port through which the central processing unit 901 exchanges data with external input/output devices, etc. Input/output devices 904 and 905 are input/output devices. The input/output devices 904 and 905 exchange data with the central processing unit 901 via the input/output port 903. The bus 906 is a common communication path used within the computer. For example, the central processing unit 901 reads and writes data from the RAM 902 via the bus 906. Also, for example, the central processing unit 901 accesses the input/output port via the bus 906. Furthermore, all or part of the functional units provided in the arithmetic device according to this embodiment may be implemented using hardware such as an ASIC, PLD, or FPGA. Furthermore, all or part of the functional units may be implemented using a combination of software and hardware. Note that the content information providing device 1 may also have an internal configuration similar to that shown in the figure.

[本実施形態のまとめ]
以上説明した実施形態によれば、本実施形態に係る演算装置は、映像情報取得部31を備えることにより、測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数のフレーム画像を含む映像情報を取得し、領域特定部32を備えることにより、フレーム画像に写された人物の領域のうち、測定対象となる領域を特定し、統計演算部33を備えることにより、特定された領域について、連続する複数のフレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行い、差分算出部34を備えることにより、統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出し、フーリエ演算部35を備えることにより、差分算出部34により算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換し、出力部36を備えることにより、フーリエ演算部35により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する。すなわち、本実施形態に係る演算装置は、画像情報に基づいて生体情報を検出するものである。よって、本実施形態によれば、非接触により生体情報を検出することができる。
[Summary of this embodiment]
According to the embodiment described above, the computing device according to this embodiment includes the video information acquisition unit 31, which acquires video information including a plurality of consecutive frame images of a person to be measured; the region identification unit 32, which identifies the region of the person captured in the frame images as the measurement target; the statistical calculation unit 33, which performs statistical calculations on at least two of the RGB pixel values of the consecutive frame images for the identified region; the difference calculation unit 34, which calculates the difference between at least two of the pixel values subjected to statistical calculation; the Fourier calculation unit 35, which converts information on the time-dependent difference values calculated by the difference calculation unit 34 into a frequency axis; and the output unit 36, which outputs the pulse wave amplitude and heart rate of the person to be measured based on the results of the conversion by the Fourier calculation unit 35. In other words, the computing device according to this embodiment detects biometric information based on image information. Therefore, according to this embodiment, biometric information can be detected without contact.

また、本実施形態によれば、領域特定部32は、フレーム画像に写された人物の顔の一部を測定対象となる領域として特定する。ここで、本実施形態のユーザは、スマートフォンや、タブレット端末、スマートグラス等、ユーザの顔を撮像する撮像部2が備えられたコンテンツ情報提供装置1を用いる機会が多い。したがって、本実施形態によれば、コンテンツ情報提供装置1に備えられた撮像部2を用いることにより、生体情報検出のために用いられる新たなハードウェアを備えることなく、生体情報を検出することができる。よって、本実施形態によれば、低コストで、ユーザに負担をかけずに、生体情報を検出することができる。 Furthermore, according to this embodiment, the area identification unit 32 identifies a part of the face of a person captured in the frame image as the area to be measured. Here, users of this embodiment often use content information providing devices 1 equipped with an imaging unit 2 that captures images of the user's face, such as smartphones, tablet devices, or smart glasses. Therefore, according to this embodiment, by using the imaging unit 2 equipped in the content information providing device 1, biometric information can be detected without the need for new hardware used for biometric information detection. Therefore, according to this embodiment, biometric information can be detected at low cost and without imposing a burden on the user.

また、本実施形態によれば、領域特定部32は、フレーム画像に写された人物の顔の一部のうち、周囲と比較して脂肪が少ない領域を測定対象となる領域として特定する。領域特定部32は、周囲と比較して脂肪が少ない領域を測定対象となる領域として特定するため、本実施形態に係る演算装置によれば、真皮や皮下組織に存在する血管の変化を、精度よく取得することができる。 Furthermore, according to this embodiment, the region identification unit 32 identifies, within a portion of the face of a person captured in a frame image, an area that has less fat than the surrounding area as the area to be measured. Because the region identification unit 32 identifies, as the area to be measured, an area that has less fat than the surrounding area, the calculation device according to this embodiment can accurately obtain changes in blood vessels present in the dermis and subcutaneous tissue.

また、本実施形態によれば、統計演算部33は、連続する複数のフレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともRとGの画素値についての統計演算を行い、差分算出部34は、統計演算が行われたRとGの画素値についての差分を算出する。すなわち、本実施形態によれば、RとGの差分値に基づき、生体情報を検出する。ここで、図8を参照すると、RGBの各差分値のうち、R-G間の差分値が、最も誤差が少なかった。したがって、本実施形態によれば、より精度よく生体情報を検出することができる。 Furthermore, according to this embodiment, the statistical calculation unit 33 performs statistical calculations on at least the R and G pixel values of the RGB pixel values of multiple consecutive frame images, and the difference calculation unit 34 calculates the difference between the R and G pixel values for which statistical calculations have been performed. That is, according to this embodiment, biometric information is detected based on the R and G difference values. Here, referring to FIG. 8, of the RGB difference values, the difference value between R and G had the smallest error. Therefore, according to this embodiment, biometric information can be detected with greater accuracy.

また、本実施形態によれば、統計演算部33は、領域特定部32により特定された領域について、連続する複数のフレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての平均値を演算する。すなわち、統計演算部33により行われる統計演算とは、平均値の演算である。したがって、本実施形態によれば、容易に生体情報を検出することができる。 Furthermore, according to this embodiment, the statistical calculation unit 33 calculates the average value of at least two of the RGB pixel values of multiple consecutive frame images for the region identified by the region identification unit 32. In other words, the statistical calculation performed by the statistical calculation unit 33 is the calculation of an average value. Therefore, according to this embodiment, biometric information can be easily detected.

また、本実施形態に係る演算装置は、逆フーリエ演算部37を更に備えることにより、フーリエ演算部35により変換された結果に基づき、逆フーリエ変換を行い、脈波を算出する。出力部36は、逆フーリエ演算部37により算出された脈波を更に出力する。したがって、本実施形態によれば、非接触により脈波を検出することができる。 In addition, the calculation device according to this embodiment further includes an inverse Fourier calculation unit 37, which performs an inverse Fourier transform based on the results of the transformation performed by the Fourier calculation unit 35 to calculate the pulse wave. The output unit 36 further outputs the pulse wave calculated by the inverse Fourier calculation unit 37. Therefore, according to this embodiment, the pulse wave can be detected without contact.

なお、上述した実施形態に係る演算装置が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Note that all or part of the functions of each unit of the computing device according to the above-described embodiments may be realized by recording a program for realizing these functions on a computer-readable recording medium, and then loading and executing the program recorded on the recording medium into a computer system. Note that the term "computer system" here includes hardware such as the OS and peripheral devices.

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 In addition, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage units such as hard disks built into computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" may also include devices that dynamically store programs for a short period of time, such as communication lines when transmitting programs over networks like the Internet or communication lines like telephone lines, or devices that store programs for a fixed period of time, such as volatile memory within computer systems that serve as servers or clients in such cases. Furthermore, the above-mentioned programs may be those that implement some of the functions described above, or may be those that can implement the functions described above in combination with programs already stored in the computer system.

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。 The above describes the form for carrying out the present invention using an embodiment, but the present invention is in no way limited to such an embodiment, and various modifications and substitutions can be made within the scope that does not deviate from the spirit of the present invention.

1…コンテンツ情報提供装置、2…撮像部、3…演算部、4…制御部、5…表示部、U…ユーザ、31…映像情報取得部、32…領域特定部、33…統計演算部、34…差分算出部、35…フーリエ演算部、36…出力部、37…逆フーリエ演算部 1...Content information providing device, 2...Image capture unit, 3...Calculation unit, 4...Control unit, 5...Display unit, U...User, 31...Video information acquisition unit, 32...Area identification unit, 33...Statistical calculation unit, 34...Difference calculation unit, 35...Fourier calculation unit, 36...Output unit, 37...Inverse Fourier calculation unit

Claims (7)

測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得部と、
前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定部と、
特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算部と、
統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部により算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算部と、
前記演算部により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力部と
を備え
前記領域特定部は、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、
前記統計演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、
前記差分算出部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、
前記演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、
前記出力部は、前記領域特定部により特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する、
演算装置。
a video information acquisition unit that acquires video information including a plurality of consecutive frame images of a person being measured;
an area specifying unit that specifies an earlobe of a person as a measurement target area from among areas of the person captured in the frame image;
a statistical calculation unit that performs statistical calculations on at least two pixel values of RGB of the plurality of consecutive frame images for the identified region;
a difference calculation unit that calculates a difference between at least two pixel values for which statistical calculation has been performed;
a calculation unit for converting information about the difference value for each time calculated by the difference calculation unit into information on a frequency axis;
an output unit that outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person being measured based on the results of the conversion by the calculation unit ,
the region specifying unit specifies a plurality of regions as measurement target regions in addition to an earlobe of the person photographed in the frame image;
the statistical calculation unit performs statistical calculations for each of the plurality of regions identified by the region identification unit;
the difference calculation unit calculates a difference for each of the plurality of regions identified by the region identification unit;
the calculation unit converts each of the plurality of regions identified by the region identification unit into a frequency axis;
the output unit outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person to be measured based on at least one of the plurality of regions identified by the region identification unit.
Computing device.
前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれは、予め優先順位が定められており、
前記演算部は、前記領域特定部により特定された複数の領域それぞれについて、脈波振幅値及び心拍数を算出し、算出結果が閾値以下である場合、当該算出結果は正しくないと判定し、
前記出力部は、算出結果が閾値より大きい結果のうち、最も優先順位が高い箇所において測定された結果を出力する、
請求項に記載の演算装置。
a priority order is set in advance for each of the plurality of regions identified by the region identification unit;
the calculation unit calculates a pulse wave amplitude value and a heart rate for each of the plurality of regions identified by the region identification unit, and determines that the calculation result is incorrect when the calculation result is equal to or less than a threshold value;
the output unit outputs the measurement result at the location with the highest priority among the results for which the calculation result is greater than the threshold.
The computing device of claim 1 .
前記統計演算部は、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともRとGの画素値についての統計演算を行い、
前記差分算出部は、統計演算が行われたRとGの画素値についての差分を算出する
請求項1に記載の演算装置。
the statistical calculation unit performs statistical calculations on at least R and G pixel values among the R, G, and B pixel values of the plurality of consecutive frame images;
The arithmetic device according to claim 1 , wherein the difference calculation unit calculates the difference between the R and G pixel values on which the statistical calculation has been performed.
前記統計演算部は、特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての平均値を演算する
請求項1に記載の演算装置。
The computing device according to claim 1 , wherein the statistical computing section computes an average value of at least any two pixel values of each of RGB pixel values of the plurality of consecutive frame images for the identified region.
前記演算部により変換された結果に基づき、逆フーリエ変換を行うことにより脈波を算出する逆フーリエ演算部を更に備え、
前記出力部は、前記逆フーリエ演算部により算出された脈波を更に出力する
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の演算装置。
An inverse Fourier calculation unit is further provided which calculates a pulse wave by performing an inverse Fourier transform based on the result of the conversion by the calculation unit,
The calculation device according to claim 1 , wherein the output unit further outputs the pulse wave calculated by the inverse Fourier calculation unit.
測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得工程と、
前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定工程と、
特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算工程と、
統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出工程と、
前記差分算出工程により算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算工程と、
前記演算工程により変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力工程と
を有し、
前記領域特定工程は、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、
前記統計演算工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、
前記差分算出工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、
前記演算工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、
前記出力工程は、前記領域特定工程により特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する、
演算方法。
a video information acquisition step of acquiring video information including a plurality of consecutive frame images of a person to be measured;
an area specifying step of specifying an earlobe of the person as a measurement target area from among areas of the person captured in the frame image;
a statistical calculation step of performing statistical calculations on at least two pixel values of RGB of the plurality of consecutive frame images for the identified region;
a difference calculation step of calculating a difference between at least two pixel values for which statistical calculation has been performed;
a calculation step of converting information about the difference values for each time calculated in the difference calculation step into a frequency axis;
and an output step of outputting the pulse wave amplitude value and the heart rate of the person being measured based on the results converted by the calculation step ,
the region specifying step specifies a plurality of regions as measurement target regions in addition to the earlobe of the person photographed in the frame image;
the statistical calculation step performs a statistical calculation for each of the plurality of regions identified by the region identification step;
the difference calculation step calculates a difference for each of the plurality of regions identified by the region identification step;
The calculation step converts each of the plurality of regions identified by the region identification step into a frequency axis,
The output step outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person to be measured based on at least one of the plurality of regions identified by the region identification step.
Calculation method.
コンピュータに、
測定対象である人物が撮像されたフレーム画像であって、連続する複数の前記フレーム画像を含む映像情報を取得する映像情報取得ステップと、
前記フレーム画像に写された人物の領域のうち、当該人物の耳たぶを測定対象となる領域として特定する領域特定ステップと、
特定された領域について、連続する複数の前記フレーム画像のRGBそれぞれの画素値のうち、少なくともいずれか2つの画素値についての統計演算を行う統計演算ステップと、
統計演算が行われた少なくともいずれか2つの画素値についての差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップにより算出された時間ごとの差分値についての情報を、周波数軸に変換する演算ステップと、
前記演算ステップにより変換された結果に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する出力ステップと
を実行させ
前記領域特定ステップは、前記フレーム画像に写された人物の耳たぶに加え、複数の領域を測定対象となる領域として特定し、
前記統計演算ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについての統計演算を行い、
前記差分算出ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについての差分を算出し、
前記演算ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域それぞれについて、周波数軸に変換し、
前記出力ステップは、前記領域特定ステップにより特定された複数の領域のうち、少なくともいずれかの領域に基づき、測定対象である人物についての脈波振幅値と心拍数とを出力する、
プログラム。
On the computer,
a video information acquisition step of acquiring video information including a plurality of consecutive frame images of a person to be measured;
an area specifying step of specifying an earlobe of the person as an area to be measured from an area of the person captured in the frame image;
a statistical calculation step of performing statistical calculations on at least two pixel values of RGB of the plurality of consecutive frame images for the identified region;
a difference calculation step of calculating a difference between at least two pixel values for which statistical calculation has been performed;
a calculation step of converting information about the difference values for each time calculated in the difference calculation step into a frequency axis;
an output step of outputting the pulse wave amplitude value and the heart rate of the person being measured based on the results of the conversion in the calculation step ;
the region specifying step specifies a plurality of regions as regions to be measured in addition to an earlobe of the person photographed in the frame image;
the statistical calculation step performs a statistical calculation for each of the plurality of regions identified by the region identification step,
the difference calculation step calculates a difference for each of the plurality of regions identified by the region identification step;
The calculation step converts each of the plurality of regions identified by the region identification step into a frequency axis,
The output step outputs a pulse wave amplitude value and a heart rate of the person to be measured based on at least one of the plurality of regions identified in the region identification step.
program.
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