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JP7777010B2 - Measurement device, respiratory rate measurement method, and program - Google Patents
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JP7777010B2 - Measurement device, respiratory rate measurement method, and program - Google Patents

Measurement device, respiratory rate measurement method, and program

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Description

本開示は、測定装置、呼吸数測定方法及びプログラムに関する。 This disclosure relates to a measurement device, a respiratory rate measurement method, and a program.

特許文献1は、撮影された被測定者の動画像から呼吸とみなせる周期の振動を検出することによって被測定者の呼吸数を測定する技術を開示する。 Patent Document 1 discloses a technology for measuring a subject's respiratory rate by detecting periodic vibrations that can be considered to represent breathing from a moving image of the subject.

特開2014-171574号公報JP 2014-171574 A

店舗やイベント会場等で、呼吸数を測定することで健康状態を検査するスクリーニング検査を行うときには、各人の呼吸数を測定するための測定時間が短い程、効率的に大人数の呼吸数を測定することが可能になる。 When conducting screening tests to assess health status by measuring respiratory rate at stores, event venues, etc., the shorter the measurement time required to measure each person's respiratory rate, the more efficiently it will be possible to measure the respiratory rates of a large number of people.

特許文献1に開示された技術では、撮影された被測定者の動画像から呼吸とみなせる周期の振動を検出するために、測定範囲の最小呼吸数に応じてパワースペクトルを算出するための時間窓を変更する必要がある。さらに、特許文献1に開示された技術では、測定範囲の最小呼吸数が少ない程、パワースペクトルを算出するための時間窓を大きく設定する。その結果、特許文献1に開示された技術では、測定範囲の最小呼吸数が少ない程、呼吸数を測定するために長い測定時間を要するおそれがある。また、特許文献1に開示された技術では、動画像に含まれるノイズの影響によって誤った呼吸数を算出するおそれがある。そこで、本開示の一態様は、測定時間を抑制しつつ、信頼性を保証して呼吸数を出力できる測定装置、呼吸数測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The technology disclosed in Patent Document 1 requires changing the time window for calculating the power spectrum depending on the minimum respiratory rate in the measurement range in order to detect periodic vibrations that can be considered respiration from the captured video of the subject. Furthermore, with the technology disclosed in Patent Document 1, the smaller the minimum respiratory rate in the measurement range, the larger the time window for calculating the power spectrum is set. As a result, with the technology disclosed in Patent Document 1, the smaller the minimum respiratory rate in the measurement range, the longer the measurement time required to measure the respiratory rate. Furthermore, with the technology disclosed in Patent Document 1, there is a risk that an incorrect respiratory rate will be calculated due to the influence of noise contained in the video. Therefore, one aspect of the present disclosure aims to provide a measurement device, respiratory rate measurement method, and program that can output a respiratory rate with guaranteed reliability while reducing measurement time.

本開示の一態様に係る測定装置は、生体を撮像して動画像を取得する撮像部と、前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する呼吸数算出部と、前記呼吸信号と、前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する信頼度算出部と、前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する出力部とを備える。 A measurement device according to one aspect of the present disclosure includes an imaging unit that captures an image of a living body to acquire a moving image; a respiratory rate calculation unit that calculates the respiratory rate by detecting the oscillation period of a respiratory signal contained in the time changes of multiple pixel values contained in the moving image; a reliability calculation unit that calculates the reliability of the respiratory rate from the results of comparing the respiratory signal with a noise signal contained in the time changes; and an output unit that outputs the respiratory rate if the reliability is equal to or greater than a threshold.

本開示の一態様に係る呼吸数測定方法は、生体を撮像して動画像を取得する工程と、前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する工程と、前記呼吸信号と、前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する工程と、前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する工程とを含む。 A respiratory rate measurement method according to one aspect of the present disclosure includes the steps of capturing an image of a living body to obtain a moving image, calculating the respiratory rate by detecting the oscillation period of a respiratory signal contained in the time-varying changes in a plurality of pixel values contained in the moving image, calculating the reliability of the respiratory rate from the results of comparing the respiratory signal with a noise signal contained in the time-varying changes, and outputting the respiratory rate if the reliability is equal to or greater than a threshold.

本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、生体を撮像して動画像を取得する機能と、前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する機能と、前記呼吸信号と、前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する機能と、前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する機能とを実行させる。 A program according to one aspect of the present disclosure causes a computer to perform the following functions: capturing an image of a living body to acquire a moving image; calculating a respiratory rate by detecting the oscillation period of a respiratory signal contained in the time-varying changes in multiple pixel values contained in the moving image; calculating the reliability of the respiratory rate from the results of comparing the respiratory signal with a noise signal contained in the time-varying changes; and outputting the respiratory rate if the reliability is equal to or greater than a threshold value.

測定装置の使用態様の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of how the measurement device is used. 第一実施形態に係る測定装置の構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a measurement device according to a first embodiment. 第一実施形態に係る測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device according to the first embodiment. 動画像を構成する画像の一例を示す。1 shows an example of images constituting a moving image. 移動速度の時間変化を示す時系列信号の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of a time-series signal indicating a change in moving speed over time. 図5Aに例示する時系列信号についての自己相関値の時間変化の一例を示すグラフである。5B is a graph showing an example of a change over time in the autocorrelation value of the time-series signal illustrated in FIG. 5A. 移動速度の時間変化を示す時系列信号についての自己相関値の時間変化の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of a change over time in an autocorrelation value for a time-series signal indicating a change over time in a moving speed. 図6Aに例示する時系列信号のパワースペクトルの一例を示すグラフである。6B is a graph showing an example of the power spectrum of the time-series signal illustrated in FIG. 6A. 図3に続く第一実施形態に係る測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the measurement device according to the first embodiment, following FIG. 3 . 互いに異なる測定時間、生体が撮像されて取得された動画像から生成された時系列信号と、パワースペクトルとの一例を示す図である。10A and 10B are diagrams illustrating an example of a time-series signal generated from moving images acquired by capturing images of a living body at different measurement times, and a power spectrum. 第二実施形態に係る測定装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of a measurement device according to a second embodiment. 第二実施形態に係る測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device according to the second embodiment. 第三実施形態に係る測定装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of a measurement device according to a third embodiment. 第三実施形態に係る測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device according to the third embodiment. 複数の顔の像を含む画像の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an image including images of multiple faces.

(第一実施形態)
図1~図8を参照して、第一実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 8. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図1は、本実施形態に係る測定装置100の使用態様の一例を示す図である。測定装置100は、撮像部101を備える。測定装置100は、撮像部101によって取得された画像から呼吸数を算出する。例えば、測定装置100は、PC(Personal Computer)、スマートフォン、タブレット端末、呼吸数測定専用端末等である。 Figure 1 is a diagram showing an example of how the measuring device 100 according to this embodiment is used. The measuring device 100 includes an imaging unit 101. The measuring device 100 calculates the respiratory rate from an image acquired by the imaging unit 101. For example, the measuring device 100 may be a PC (Personal Computer), a smartphone, a tablet terminal, a terminal dedicated to measuring the respiratory rate, etc.

撮像部101は、生体102を撮像して動画像211(図2参照)を取得する。動画像211は、生体102の顔の像及び胸部の像を含む。例えば、撮像部101は、CCD(Charged Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサによって構成される。撮像部101は、RGB(Red Green Blue)のフィルタを含むカメラ用のイメージセンサによって構成されてもよい。 The imaging unit 101 captures an image of the living body 102 to obtain a moving image 211 (see Figure 2). The moving image 211 includes an image of the face and chest of the living body 102. For example, the imaging unit 101 is configured with a CCD (Charged Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The imaging unit 101 may also be configured with a camera image sensor that includes RGB (Red Green Blue) filters.

図2は、測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。測定装置100は、撮像部101と、記憶部201と、制御部202とを備える。 Figure 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the measurement device 100. The measurement device 100 includes an imaging unit 101, a storage unit 201, and a control unit 202.

撮像部101は、測定時間、生体102を撮像して動画像211を取得する。 The imaging unit 101 captures images of the living body 102 during the measurement time to obtain a moving image 211.

記憶部201は、各種データ、プログラム等を記録可能な記録媒体であり、例えば、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、半導体メモリ等により構成される。 The storage unit 201 is a recording medium capable of recording various data, programs, etc., and is composed of, for example, a hard disk, SSD (Solid State Drive), semiconductor memory, etc.

制御部202は、記憶部201に格納されるプログラム及びデータに従って、各種処理を実行する。制御部202は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって実現される。 The control unit 202 executes various processes in accordance with the programs and data stored in the memory unit 201. The control unit 202 is realized, for example, by a processor such as a CPU (Central Processing Unit).

制御部202は、領域特定部203と、信号生成部204と、呼吸数算出部205と、信頼度算出部206と、判定部207と、出力部208と、測定時間設定部209とを備える。 The control unit 202 includes a region identification unit 203, a signal generation unit 204, a respiratory rate calculation unit 205, a reliability calculation unit 206, a determination unit 207, an output unit 208, and a measurement time setting unit 209.

領域特定部203は、動画像211を構成する各画像から、生体102の胸部の像を含む領域212を特定する。 The region identification unit 203 identifies a region 212 containing an image of the chest of the living body 102 from each image constituting the moving image 211.

信号生成部204は、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化を示す時系列信号213を生成する。複数の画素値は、生体102の胸部の像を含む領域212内の画素値である。時系列信号213には、呼吸信号213aと、ノイズ信号213bとが含まれる。呼吸信号213aは、生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化を示す。ノイズ信号213bは、照明等によるノイズに起因する画素値の時間変化を示す。 The signal generating unit 204 generates a time series signal 213 that indicates the temporal changes in multiple pixel values contained in the moving image 211. The multiple pixel values are pixel values within an area 212 that includes an image of the chest of the living body 102. The time series signal 213 includes a respiratory signal 213a and a noise signal 213b. The respiratory signal 213a indicates the temporal changes in pixel values due to respiratory movements of the living body 102. The noise signal 213b indicates the temporal changes in pixel values due to noise caused by lighting, etc.

呼吸数算出部205は、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号213aの振動周期を検出することにより呼吸数214を算出する。 The respiratory rate calculation unit 205 calculates the respiratory rate 214 by detecting the oscillation period of the respiratory signal 213a contained in the temporal changes in the values of multiple pixels contained in the moving image 211.

信頼度算出部206は、呼吸信号213aとノイズ信号213bとの対比結果から、呼吸数214の信頼度215を算出する。 The reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 of the respiratory rate 214 from the comparison result between the respiratory signal 213a and the noise signal 213b.

判定部207は、信頼度215が閾値以上であるか否かを判定する。 The determination unit 207 determines whether the reliability 215 is greater than or equal to a threshold value.

出力部208は、信頼度215が閾値以上である場合、呼吸数213を出力する。 If the reliability 215 is greater than or equal to a threshold, the output unit 208 outputs the respiratory rate 213.

測定時間設定部209は、測定時間を設定する。さらに、測定時間設定部209は、信頼度215が閾値より低い場合、測定時間を延長する。 The measurement time setting unit 209 sets the measurement time. Furthermore, if the reliability 215 is lower than the threshold, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time.

図3は、本実施形態に係る測定装置100の動作の一例を示すフローチャートである。本例では、撮像部101が起動した場合、制御部202は、図3に例示するステップS301の処理を開始する。撮像部101による撮像範囲には、生体102の顔と胸部とが含まれるものとする。さらに、ステップS301の処理を開始する時点において、測定時間設定部209は、初期値である測定時間を設定しているものとする。例えば、測定時間の初期値は3秒である。 Figure 3 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device 100 according to this embodiment. In this example, when the image capturing unit 101 is activated, the control unit 202 starts the processing of step S301 illustrated in Figure 3. The imaging range of the image capturing unit 101 is assumed to include the face and chest of the living body 102. Furthermore, at the time the processing of step S301 is started, the measurement time setting unit 209 is assumed to have set the measurement time as an initial value. For example, the initial value of the measurement time is 3 seconds.

ステップS301において撮像部301は、測定時間設定部209によって設定された測定時間、生体102を撮像して動画像211を取得し、取得した動画像211を記憶部201に格納する。例えば、撮像部101は、30~60fps(frames per second)で、測定時間、生体102を撮像して動画像211を取得する。動画像211は、生体102の顔の像と、胸部の像とを含む。 In step S301, the imaging unit 301 captures images of the living body 102 for the measurement time set by the measurement time setting unit 209, acquires a moving image 211, and stores the acquired moving image 211 in the storage unit 201. For example, the imaging unit 101 captures images of the living body 102 for the measurement time at 30 to 60 fps (frames per second) and acquires the moving image 211. The moving image 211 includes an image of the face and chest of the living body 102.

ステップS302において領域特定部203は、動画像211を構成する各画像から生体102の顔の像を検出できるか否かを判定する。動画像211を構成する各画像とは、動画像211を構成する各フレームの画像である。例えば、領域特定部203は、動画像211を構成する各画像から、目、鼻、口等の特徴点を検出し、検出した特徴点に基づいて顔の像を検出する。例えば、領域特定部203は、カスケード検出器、サポートベクターマシン、CNN(Convolutional Neural Network)等の手法を用いて顔の像を検出する。 In step S302, the region identification unit 203 determines whether or not an image of the face of the living body 102 can be detected from each image constituting the moving image 211. Each image constituting the moving image 211 is an image of each frame constituting the moving image 211. For example, the region identification unit 203 detects feature points such as the eyes, nose, and mouth from each image constituting the moving image 211, and detects an image of the face based on the detected feature points. For example, the region identification unit 203 detects an image of the face using a method such as a cascade detector, a support vector machine, or a CNN (Convolutional Neural Network).

ステップS302において顔の像が検出されない場合、制御部202は、処理をステップS301に戻す。つまり、動画像211を構成する各画像から生体102の顔の像を検出されるまで、撮像部301は、測定時間、生体102を撮像することを繰り返す。 If a face image is not detected in step S302, the control unit 202 returns the process to step S301. In other words, the imaging unit 301 repeats capturing images of the living body 102 for the measurement time until a face image of the living body 102 is detected from each image constituting the moving image 211.

ステップS302において顔の像が検出された場合、ステップS303において領域特定部203は、ステップS302で検出された顔の像の位置に基づいて、生体102の胸部の像を含む領域212を特定する。例えば、領域212は、顔の像を含む領域の位置よりも、+Y方向(図4参照)である下方の所定の大きさの領域である。 If a face image is detected in step S302, in step S303 the region identification unit 203 identifies a region 212 including an image of the chest of the living body 102 based on the position of the face image detected in step S302. For example, region 212 is a region of a predetermined size located below the position of the region including the face image in the +Y direction (see Figure 4).

図4は、動画像211を構成する画像401の一例を示す。図4に例示する領域212は、画像401に含まれる顔の像402の位置よりも下方の所定の大きさの領域である。例えば、所定の大きさの領域は、垂直方向であるY方向の長さが、顔の像402を含む領域と同一の長さを有し、且つ、水平方向であるX方向の長さが、顔の像402を含む領域の2倍の長さを有する矩形領域である。例えば、図4に例示するように、領域212は、生体102の胸部の像を含む。なお、領域212は、生体102の胸部の一部の領域を含めばよく、生体102の胸部の全領域を含まなくてもよい。 Figure 4 shows an example of an image 401 constituting the moving image 211. The region 212 shown in Figure 4 is a region of a predetermined size below the position of the face image 402 included in the image 401. For example, the region of a predetermined size is a rectangular region whose length in the vertical Y direction is the same as the region including the face image 402, and whose length in the horizontal X direction is twice as long as the region including the face image 402. For example, as shown in Figure 4, the region 212 includes an image of the chest of the living body 102. Note that the region 212 only needs to include a portion of the chest of the living body 102, and does not have to include the entire chest of the living body 102.

生体102が息を吸うときには、胸郭が拡張する。また、生体102が息を吐くときには、胸郭が縮小する。つまり、生体102は呼吸するときには、胸部及び肩を上下に運動させる呼吸運動を行う。そのため、撮像部101が生体102を撮像して動画像211を取得した場合、動画像211に含まれる領域212の画素値は、呼吸運動に起因して時間変化する。 When the living organism 102 inhales, the rib cage expands. Furthermore, when the living organism 102 exhales, the rib cage contracts. In other words, when the living organism 102 breathes, it performs a respiratory movement that moves the chest and shoulders up and down. Therefore, when the imaging unit 101 captures an image of the living organism 102 and acquires a moving image 211, the pixel values of an area 212 included in the moving image 211 change over time due to the respiratory movement.

そこで、続くステップS304において信号生成部204は、領域212内の複数の画素の画素値の時間変化を示す時系列信号213を生成する。時間変化は、動画像211に含まれる複数の画素値の変動、又は動画像211に含まれる複数の画素値から決定される速度ベクトルの変動によって示される。 Therefore, in the subsequent step S304, the signal generation unit 204 generates a time series signal 213 that indicates the temporal change in pixel values of multiple pixels within the region 212. The temporal change is indicated by the fluctuation in the multiple pixel values included in the video 211, or the fluctuation in a velocity vector determined from the multiple pixel values included in the video 211.

例えば、信号生成部204は、動画像211を構成する各画像について、領域212内のR(赤)、G(緑)又はB(青)のいずれかの画素の画素値の代表値を算出する。代表値は、平均値、中央値、最頻値等である。 For example, the signal generation unit 204 calculates a representative value of the pixel values of any of the R (red), G (green), or B (blue) pixels within the region 212 for each image that constitutes the moving image 211. The representative value may be the average, median, mode, etc.

または、信号生成部204は、動画像211を構成する各画像について、領域212内のR、G及びBの各画素の画素値の平均値に重みの係数をかけて足し合わせた値を、代表値として算出してもよい。 Alternatively, the signal generation unit 204 may calculate, for each image constituting the moving image 211, a representative value by multiplying the average pixel values of each R, G, and B pixel in the region 212 by a weighting coefficient and adding the resulting values.

そして、信号生成部204は、算出された代表値の時間変化を示す時系列信号213を生成する。または、信号生成部204は、算出された代表値の所定時間毎の時間変化を示す信号についてノイズ抑制処理を行い、ノイズを抑制した信号を、時系列信号213として生成してもよい。例えば、信号生成部204は、算出された代表値の所定時間毎の時間変化を示す信号を、自己相関関数に入力して、所定時間毎の自己相関値を算出してもよい。そして、信号生成部204は、自己相関値の時間変化を示す信号を、時系列信号213として生成してもよい。または、信号生成部204は、算出された代表値の所定時間毎の時間変化を示す信号を、所定の周波数以下の周波数成分を抽出するローパスフィルタに入力することで、時系列信号213を生成してもよい。これにより、信号生成部204は、所定の周波数を超える周波数成分が除去された時系列信号213を生成できる。 The signal generating unit 204 then generates a time-series signal 213 that indicates the change over time of the calculated representative value. Alternatively, the signal generating unit 204 may perform noise suppression processing on the signal that indicates the change over time of the calculated representative value for each predetermined time, and generate the noise-suppressed signal as the time-series signal 213. For example, the signal generating unit 204 may input the signal that indicates the change over time of the calculated representative value for each predetermined time into an autocorrelation function to calculate the autocorrelation value for each predetermined time. The signal generating unit 204 may then generate a signal that indicates the change over time of the autocorrelation value as the time-series signal 213. Alternatively, the signal generating unit 204 may generate the time-series signal 213 by inputting the signal that indicates the change over time of the calculated representative value for each predetermined time into a low-pass filter that extracts frequency components below a predetermined frequency. This allows the signal generating unit 204 to generate a time-series signal 213 from which frequency components above the predetermined frequency have been removed.

または、信号生成部204は、動画像211を構成する各画像に関して、Y方向の移動速度を示すベクトルV(i)を算出してもよい。ベクトルV(i)は、動画像211を構成するフレームi-1の画像が撮像された時点から、フレームiの画像が撮像された時点までのY方向の移動速度を示す。 Alternatively, the signal generation unit 204 may calculate a vector V(i) indicating the movement speed in the Y direction for each image constituting the moving image 211. The vector V(i) indicates the movement speed in the Y direction from the time when the image of frame i-1 constituting the moving image 211 is captured to the time when the image of frame i is captured.

例えば、信号生成部204は、動画像211を構成するフレームiの画像に含まれる、領域212内の複数の画素に関して、ブロックマッチング法、勾配法等の手法を用いて、Y方向の移動速度を示すベクトルV(i)を算出する。具体的には、信号生成部204は、領域212内の全ての画素Pixx,yについてのベクトルV(i,Pixx,y)の代表値を、動画像211を構成するフレームiの画像に関するベクトルV(i)として算出する。画素Pixx,yは、領域212に含まれる座標値がx及びyである画素を示す。ベクトルV(i,Pixx,y)は、フレームiの画像に含まれる領域212内の画素Pixx,yのY方向の移動速度を示す。例えば、ベクトルV(i,Pixx,y)の代表値は、領域212内の全ての画素Pixx,yについてのベクトルV(i,Pixx,y)の平均値である。 For example, the signal generation unit 204 calculates a vector V(i) indicating a movement speed in the Y direction for a plurality of pixels in a region 212 included in an image of frame i constituting the moving image 211 using a method such as block matching or a gradient method. Specifically, the signal generation unit 204 calculates a representative value of the vector V(i, Pix x,y ) for all pixels Pix x,y in the region 212 as the vector V(i) for the image of frame i constituting the moving image 211. The pixel Pix x,y indicates a pixel included in the region 212 whose coordinate values are x and y. The vector V(i, Pix x,y ) indicates the movement speed in the Y direction of the pixel Pix x,y in the region 212 included in the image of frame i. For example, the representative value of the vector V(i, Pix x,y ) is the average value of the vector V(i, Pix x,y ) for all pixels Pix x,y in the region 212.

そして、信号生成部204は、ベクトルV(i)の時間変化を示す時系列信号213を生成する。または、信号生成部204は、ベクトルV(i)の時間変化を示す信号についてノイズ抑制処理を行い、ノイズを抑制した信号を、時系列信号213として生成してもよい。 Then, the signal generation unit 204 generates a time-series signal 213 that indicates the change over time of the vector V(i). Alternatively, the signal generation unit 204 may perform noise suppression processing on the signal that indicates the change over time of the vector V(i) and generate the noise-suppressed signal as the time-series signal 213.

例えば、信号生成部204は、Y方向の移動速度の所定時間毎の時間変化を示す信号を、自己相関関数に入力して、所定時間毎の自己相関値を算出してもよい。そして、信号生成部204は、自己相関値の時間変化を示す信号を、時系列信号213として生成してもよい。または、信号生成部204は、Y方向の移動速度の時間変化を示す信号を、所定の周波数以下の周波数成分を抽出するローパスフィルタに入力することで、時系列信号213を生成してもよい。 For example, the signal generating unit 204 may input a signal indicating the time change in the movement speed in the Y direction for each predetermined time into an autocorrelation function to calculate the autocorrelation value for each predetermined time. The signal generating unit 204 may then generate a signal indicating the time change in the autocorrelation value as the time series signal 213. Alternatively, the signal generating unit 204 may generate the time series signal 213 by inputting the signal indicating the time change in the movement speed in the Y direction into a low-pass filter that extracts frequency components below a predetermined frequency.

図5Aは、移動速度の時間変化を示す時系列信号の一例を示すグラフである。図5Aにおいて、横軸に時間がとられ、縦軸に移動速度を示す信号値がとられている。時系列信号501は、動画像211に含まれるフレーム間におけるY方向の移動速度を示す時系列信号213である。 Figure 5A is a graph showing an example of a time-series signal indicating changes in movement speed over time. In Figure 5A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents signal values indicating movement speed. Time-series signal 501 is time-series signal 213 indicating movement speed in the Y direction between frames included in moving image 211.

図5Bは、図5Aに例示する時系列信号501についての自己相関値の時間変化の一例を示すグラフである。図5Bにおいて、横軸に時間がとられ、縦軸に自己相関値がとられている。時系列信号502は、図5Aに例示する時系列信号501についての自己相関値の時間変化を示す時系列信号213である。図5Bに例示するように、時系列信号502においては、図5Aに例示する時系列信号501に含まれるノイズが抑制されて平滑化される。 Figure 5B is a graph showing an example of the change over time in the autocorrelation value for the time-series signal 501 shown in Figure 5A. In Figure 5B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the autocorrelation value. Time-series signal 502 is time-series signal 213 that shows the change over time in the autocorrelation value for the time-series signal 501 shown in Figure 5A. As shown in Figure 5B, noise contained in the time-series signal 501 shown in Figure 5A is suppressed and smoothed in time-series signal 502.

続くステップS305において信号生成部204は、時系列信号213に対して周波数解析を行い、時系列信号213についてパワースペクトルを算出する。 In the following step S305, the signal generation unit 204 performs frequency analysis on the time series signal 213 and calculates the power spectrum of the time series signal 213.

ステップS306において呼吸数算出部205は、時系列信号213に含まれる呼吸信号213aの振動周期から、呼吸数214を算出する。具体的には、呼吸数算出部205は、ステップS305で算出されたパワースペクトルにおける最大ピーク周波数から呼吸数214を算出する。より具体的には、呼吸数算出部205は、ステップS305で算出されたパワースペクトルにおいて、対象周波数の範囲内で最大ピーク周波数を呼吸の周波数として、呼吸数を計算する。例えば、対象周波数の範囲は、2~200回/分である周波数の範囲である。 In step S306, the respiratory rate calculation unit 205 calculates the respiratory rate 214 from the vibration period of the respiratory signal 213a included in the time-series signal 213. Specifically, the respiratory rate calculation unit 205 calculates the respiratory rate 214 from the maximum peak frequency in the power spectrum calculated in step S305. More specifically, the respiratory rate calculation unit 205 calculates the respiratory rate by taking the maximum peak frequency within the target frequency range in the power spectrum calculated in step S305 as the respiratory frequency. For example, the target frequency range is a frequency range of 2 to 200 breaths per minute.

ステップS307において信頼度算出部206は、時系列信号213から呼吸信号213aの大きさを算出する。例えば、呼吸信号213aの大きさは、時系列信号213における最大ピーク周波数のパワースペクトル値である。つまり、呼吸信号213aの大きさは、ステップS306で算出されたパワースペクトルにおける、対象周波数の範囲内で最大ピーク周波数のパワースペクトル値である。 In step S307, the reliability calculation unit 206 calculates the magnitude of the respiratory signal 213a from the time-series signal 213. For example, the magnitude of the respiratory signal 213a is the power spectrum value of the maximum peak frequency in the time-series signal 213. In other words, the magnitude of the respiratory signal 213a is the power spectrum value of the maximum peak frequency within the target frequency range in the power spectrum calculated in step S306.

または、呼吸信号213aの大きさは、時系列信号213における最大ピーク周波数を含む所定範囲内のパワースペクトル値の統計値であってもよい。例えば、所定範囲は、最大ピーク周波数よりも0.1Hz低い周波数以上、且つ最大ピーク周波数よりも0.1Hz高い周波数以下の範囲である。例えば、所定範囲内のパワースペクトル値の統計値は、所定範囲内のパワースペクトル値の合計値である。 Alternatively, the magnitude of the respiratory signal 213a may be a statistical value of power spectrum values within a predetermined range including the maximum peak frequency in the time series signal 213. For example, the predetermined range is a range from a frequency 0.1 Hz lower than the maximum peak frequency to a frequency 0.1 Hz higher than the maximum peak frequency. For example, the statistical value of power spectrum values within the predetermined range is the sum of the power spectrum values within the predetermined range.

ステップS308において信頼度算出部206は、時系列信号213からノイズ信号213bの大きさを算出する。例えば、ノイズ信号213bの大きさは、時系列信号213において二番目以下のピーク周波数のパワースペクトル値である。つまり、ノイズ信号213bの大きさは、ステップS306で算出されたパワースペクトル値における二番目以下のピーク周波数のパワースペクトル値である。 In step S308, the reliability calculation unit 206 calculates the magnitude of the noise signal 213b from the time-series signal 213. For example, the magnitude of the noise signal 213b is the power spectrum value of the second or lower peak frequency in the time-series signal 213. In other words, the magnitude of the noise signal 213b is the power spectrum value of the second or lower peak frequency in the power spectrum value calculated in step S306.

例えば、ノイズ信号213bの大きさは、時系列信号213において二番目に大きいピーク周波数のパワースペクトル値である。または、ノイズ信号213bの大きさは、時系列信号213において三番目に大きいピークを示すパワースペクトル値であってもよい。 For example, the magnitude of noise signal 213b is the power spectrum value of the second largest peak frequency in time series signal 213. Alternatively, the magnitude of noise signal 213b may be the power spectrum value showing the third largest peak in time series signal 213.

または、呼吸信号213aの大きさが、時系列信号213における最大ピーク周波数を含む所定範囲内のパワースペクトル値の統計値である場合、ノイズ信号213bの大きさは、所定範囲外のパワースペクトル値の統計値であってもよい。例えば、所定範囲外のパワースペクトル値の統計値は、所定範囲外のパワースペクトル値の合計値である。なお、信頼度算出部206は、複数の算出方法を組み合わせて、ノイズ信号213bの大きさを算出してもよい。 Alternatively, if the magnitude of the respiratory signal 213a is a statistical value of power spectral values within a predetermined range including the maximum peak frequency in the time series signal 213, the magnitude of the noise signal 213b may be a statistical value of power spectral values outside the predetermined range. For example, the statistical value of power spectral values outside the predetermined range is the sum of the power spectral values outside the predetermined range. Note that the reliability calculation unit 206 may calculate the magnitude of the noise signal 213b by combining multiple calculation methods.

ステップS309において信頼度算出部206は、ステップS307で算出された呼吸信号213aの大きさと、ステップS308で算出されたノイズ信号213bの大きさとの比から信頼度215を算出する。例えば、信頼度算出部206は、呼吸信号213aの大きさと、ノイズ信号213bの大きさとの比を、信頼度215として算出する。信頼度215は、信号対雑音比(SNR(Signal-to-Noise Ratio))を示す。つまり、信頼度215は、信頼度215の値が大きいほど、時系列信号213によって示される、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化において、生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化による影響が、ノイズに起因する画素値の時間変化の影響よりも大きいことを示す。そして、制御部202は、処理を図7に例示するステップS701に移行する。 In step S309, the reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio between the magnitude of the respiratory signal 213a calculated in step S307 and the magnitude of the noise signal 213b calculated in step S308. For example, the reliability calculation unit 206 calculates the ratio between the magnitude of the respiratory signal 213a and the magnitude of the noise signal 213b as the reliability 215. The reliability 215 indicates the signal-to-noise ratio (SNR). In other words, a larger value of the reliability 215 indicates that, in the temporal changes in the multiple pixel values included in the moving image 211 indicated by the time-series signal 213, the influence of the temporal changes in pixel values due to the respiratory movement of the living body 102 is greater than the influence of the temporal changes in pixel values due to noise. The control unit 202 then proceeds to step S701, an example of which is shown in FIG. 7.

図6Aは、移動速度の時間変化を示す時系列信号についての自己相関値の時間変化の一例を示すグラフである。図6Aにおいて、横軸に時間がとられ、縦軸に自己相関値がとられている。時系列信号601は、領域212内の同一の位置について、Y方向の移動速度の所定時間毎の自己相関値を示す時系列信号213である。 Figure 6A is a graph showing an example of the change over time in the autocorrelation value of a time-series signal that indicates the change over time in moving speed. In Figure 6A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the autocorrelation value. Time-series signal 601 is time-series signal 213 that indicates the autocorrelation value of the moving speed in the Y direction for each predetermined time period for the same position within region 212.

図6Bは、図6Aに例示する時系列信号601のパワースペクトルの一例を示すグラフである。図6Bにおいて、横軸に周波数がとられ、縦軸にパワースペクトル値がとられている。パワースペクトル602は、時系列信号601についてのパワースペクトルを示す。パワースペクトル値P611は、時系列信号601において最大ピーク周波数のパワースペクトルの大きさである。つまり、パワースペクトル値P611は、呼吸信号213aの大きさを示す。 Figure 6B is a graph showing an example of the power spectrum of the time-series signal 601 shown in Figure 6A. In Figure 6B, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents power spectrum values. Power spectrum 602 shows the power spectrum of the time-series signal 601. Power spectrum value P611 is the magnitude of the power spectrum of the maximum peak frequency in the time-series signal 601. In other words, power spectrum value P611 indicates the magnitude of the respiratory signal 213a.

パワースペクトル値P612は、図6Aに例示する時系列信号213において二番目に大きいパワースペクトルの大きさである。つまり、パワースペクトル値P612は、ノイズ信号213bの大きさを示す。 Power spectrum value P612 is the magnitude of the second largest power spectrum in the time series signal 213 illustrated in Figure 6A. In other words, power spectrum value P612 indicates the magnitude of noise signal 213b.

信頼度算出部206は、パワースペクトル値P611と、パワースペクトル値P612との比から信頼度215を算出する。例えば、信頼度算出部206は、パワースペクトル値P611と、パワースペクトル値P612との比を、信頼度215として算出する。 The reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio between the power spectrum value P611 and the power spectrum value P612. For example, the reliability calculation unit 206 calculates the ratio between the power spectrum value P611 and the power spectrum value P612 as the reliability 215.

次に、図7を参照しながら、測定装置100の動作について引き続き説明する。 Next, we will continue to explain the operation of the measurement device 100 with reference to Figure 7.

ステップS701において判定部207は、信頼度215が閾値以上であるか否かを判定する。信頼度215が閾値以上であることは、時系列信号213によって示される、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化において、生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化による影響が、ノイズに起因する画素値の時間変化の影響よりも十分に大きいことを示す。一方、信頼度215が閾値より低い場合、時系列信号213によって示される、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化において、ノイズに起因する画素値の時間変化の影響が相対的に大きいおそれがある。 In step S701, the determination unit 207 determines whether the reliability 215 is equal to or greater than a threshold. The reliability 215 being equal to or greater than the threshold indicates that, in the temporal changes in the pixel values included in the moving image 211 indicated by the time-series signal 213, the influence of the temporal changes in the pixel values due to the respiratory movement of the living body 102 is sufficiently greater than the influence of the temporal changes in the pixel values due to noise. On the other hand, if the reliability 215 is lower than the threshold, there is a risk that, in the temporal changes in the pixel values included in the moving image 211 indicated by the time-series signal 213, the influence of the temporal changes in the pixel values due to noise is relatively greater.

ステップS701において信頼度215が閾値より低い場合、ステップS702において測定時間設定部209は、所定時間、測定時間を延長する。例えば、所定時間は、撮像部101が1フレームの画像を取得する時間である。そして、制御部202は、処理を図3に例示するステップS301に戻す。つまり、測定時間設定部209は、信頼度215が閾値以上になるまで、測定時間を延長して、生体102を撮像することを継続し、呼吸数214を算出することを繰り返す。 If the reliability 215 is lower than the threshold in step S701, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time by a predetermined time in step S702. For example, the predetermined time is the time it takes for the imaging unit 101 to acquire one frame of image. The control unit 202 then returns the process to step S301 illustrated in FIG. 3. In other words, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time, continues imaging the living body 102, and repeatedly calculates the respiratory rate 214 until the reliability 215 becomes equal to or greater than the threshold.

一方、ステップS701において信頼度215が閾値以上である場合、ステップS703において出力部208は、図3に例示するステップS306で算出された呼吸数214を出力する。例えば、出力部208は、呼吸数214を示す文字を液晶ディスプレイ等に表示させる。または、例えば、出力部208は、呼吸数214を示す音声をスピーカから出力してもよい。そして、制御部202は、呼吸数214を測定する処理を終了する。 On the other hand, if the reliability 215 is equal to or greater than the threshold in step S701, the output unit 208 outputs the respiratory rate 214 calculated in step S306 illustrated in FIG. 3 in step S703. For example, the output unit 208 displays text indicating the respiratory rate 214 on an LCD display or the like. Alternatively, for example, the output unit 208 may output audio indicating the respiratory rate 214 from a speaker. The control unit 202 then terminates the process of measuring the respiratory rate 214.

つまり、時系列信号213によって示される、動画像211に含まれる複数の画素値の時間変化において、生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化による影響が、ノイズに起因する画素値の時間変化の影響よりも十分に大きい場合、出力部208は、呼吸数214を出力する。これにより、本実施形態に係る測定装置100は、出力される呼吸数214の信頼性を保証できる。 In other words, when the influence of the temporal change in pixel values due to the respiratory movement of the living body 102 in the temporal change in the values of multiple pixels included in the moving image 211, as indicated by the time-series signal 213, is sufficiently greater than the influence of the temporal change in pixel values due to noise, the output unit 208 outputs the respiratory rate 214. This allows the measuring device 100 according to this embodiment to guarantee the reliability of the output respiratory rate 214.

図8は、互いに異なる測定時間、生体102が撮像されて取得された動画像211から生成された時系列信号と、パワースペクトルとの一例を示す図である。図8において、時系列信号801、時系列信号803及び時系列信号805については、横軸に時間がとられ、縦軸に自己相関値がとられている。また、図8において、パワースペクトル802、パワースペクトル804及びパワースペクトル806については、横軸に周波数がとられ、縦軸にパワースペクトル値がとられている。 Figure 8 shows an example of time series signals and power spectra generated from moving images 211 acquired by capturing images of a living body 102 at different measurement times. In Figure 8, for time series signals 801, 803, and 805, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the autocorrelation value. Also in Figure 8, for power spectrum 802, 804, and 806, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents the power spectrum value.

時系列信号801は、時間T1である測定時間で取得された動画像211から生成された時系列信号213を示す。パワースペクトル802は、時系列信号801についてのパワースペクトルを示す。 Time series signal 801 represents time series signal 213 generated from video image 211 acquired at measurement time T1. Power spectrum 802 represents the power spectrum of time series signal 801.

例えば、信頼度算出部206は、ステップS307において時系列信号801における最大ピーク周波数のパワースペクトル値P811を、呼吸信号213aの大きさとして算出するとする。さらに、信頼度算出部206は、ステップS308において時系列信号801における二番目のピーク周波数のパワースペクトル値P812を、ノイズ信号213bの大きさとして算出するとする。その場合、ステップS309において信頼度算出部206は、パワースペクトル値P811とパワースペクトル値P812との比から信頼度215を算出する。信頼度215が閾値より低い場合、ステップS702において測定時間設定部209は、時間T1より長い時間T2に、測定時間を延長する。 For example, in step S307, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P811 of the maximum peak frequency in the time-series signal 801 as the magnitude of the respiratory signal 213a. Furthermore, in step S308, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P812 of the second peak frequency in the time-series signal 801 as the magnitude of the noise signal 213b. In this case, in step S309, the reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio of the power spectrum value P811 to the power spectrum value P812. If the reliability 215 is lower than the threshold, in step S702, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time to time T2, which is longer than time T1.

時系列信号803は、時間T2である測定時間で取得された動画像211から生成された時系列信号213を示す。パワースペクトル804は、時系列信号803についてのパワースペクトルを示す。 Time series signal 803 represents time series signal 213 generated from video image 211 acquired at measurement time T2. Power spectrum 804 represents the power spectrum of time series signal 803.

例えば、信頼度算出部206は、ステップS307において時系列信号803における最大ピーク周波数のパワースペクトル値P813を、呼吸信号213aの大きさとして算出するとする。さらに、信頼度算出部206は、ステップS308において時系列信号803における二番目のピーク周波数のパワースペクトル値P814を、ノイズ信号213bの大きさとして算出するとする。その場合、ステップS309において信頼度算出部206は、パワースペクトル値P813とパワースペクトル値P814との比から信頼度215を算出する。信頼度215が閾値より低い場合、ステップS702において測定時間設定部209は、時間T2より長い時間T3に、測定時間を延長する。 For example, in step S307, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P813 of the maximum peak frequency in the time-series signal 803 as the magnitude of the respiratory signal 213a. Furthermore, in step S308, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P814 of the second peak frequency in the time-series signal 803 as the magnitude of the noise signal 213b. In this case, in step S309, the reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio of the power spectrum value P813 to the power spectrum value P814. If the reliability 215 is lower than the threshold, in step S702, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time to time T3, which is longer than time T2.

時系列信号805は、時間T3である測定時間で取得された動画像211から生成された時系列信号213を示す。パワースペクトル806は、時系列信号805についてのパワースペクトルを示す。 Time series signal 805 represents time series signal 213 generated from video image 211 acquired at measurement time T3. Power spectrum 806 represents the power spectrum of time series signal 805.

例えば、信頼度算出部206は、ステップS307において時系列信号805における最大ピーク周波数のパワースペクトル値P815を、呼吸信号213aの大きさとして算出するとする。さらに、信頼度算出部206は、ステップS308において時系列信号805における二番目のピーク周波数のパワースペクトル値P816を、ノイズ信号213bの大きさとして算出するとする。その場合、ステップS309において信頼度算出部206は、パワースペクトル値P815とパワースペクトル値P816との比から信頼度215を算出する。 For example, in step S307, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P815 of the maximum peak frequency in the time series signal 805 as the magnitude of the respiratory signal 213a. Furthermore, in step S308, the reliability calculation unit 206 calculates the power spectrum value P816 of the second peak frequency in the time series signal 805 as the magnitude of the noise signal 213b. In this case, in step S309, the reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio between the power spectrum value P815 and the power spectrum value P816.

信頼度215が閾値以上である場合、ステップS703において出力部208は、時系列信号805における最大ピーク周波数PEFQから算出された呼吸数214を出力する。そして、制御部202は、呼吸数214を測定する処理を終了する。つまり、測定装置100は、信頼度215に応じて測定時間を変更し、信頼度215が閾値以上である場合に呼吸数214を出力する。これにより、測定装置100は、測定時間を抑制しつつ、信頼性を保証して呼吸数214を出力できる。 If the reliability 215 is equal to or greater than the threshold, in step S703 the output unit 208 outputs the respiratory rate 214 calculated from the maximum peak frequency PEFQ in the time-series signal 805. The control unit 202 then terminates the process of measuring the respiratory rate 214. In other words, the measurement device 100 changes the measurement time according to the reliability 215, and outputs the respiratory rate 214 if the reliability 215 is equal to or greater than the threshold. This allows the measurement device 100 to output the respiratory rate 214 with guaranteed reliability while reducing the measurement time.

(第一実施形態の変形例1)
本実施形態に係る測定装置100の変形例1として、測定時間設定部209が測定時間を延長した場合、制御部202は、2フレーム以上である所定フレームの画像が取得される毎に、ステップS305~ステップS309の処理、及びステップS701の処理を実行してもよい。つまり、測定時間設定部209が測定時間を延長した場合、所定フレームの画像が取得される毎に、呼吸数算出部205が呼吸数214を算出するとともに、信頼度算出部206が信頼度215を算出し、判定部207が、信頼度215が閾値以上であるか否かを判定してもよい。これにより、本変形例1に係る測定装置100は、測定時間設定部209が測定時間を延長した場合に、1フレームの画像が取得される毎に、呼吸数214及び信頼度215を算出する場合よりも処理時間を抑制できる。
(Modification 1 of the first embodiment)
As a first modification of the measuring device 100 according to the present embodiment, when the measurement time setting unit 209 extends the measurement time, the control unit 202 may execute the processes of steps S305 to S309 and the process of step S701 each time a predetermined number of frames of images (two or more frames) are acquired. That is, when the measurement time setting unit 209 extends the measurement time, each time a predetermined number of frames of images are acquired, the respiratory rate calculation unit 205 may calculate the respiratory rate 214, the reliability calculation unit 206 may calculate the reliability 215, and the determination unit 207 may determine whether the reliability 215 is equal to or greater than a threshold. As a result, when the measurement time setting unit 209 extends the measurement time, the measuring device 100 according to this first modification can reduce the processing time compared to when the respiratory rate 214 and the reliability 215 are calculated each time one frame of images is acquired.

(第一実施形態の変形例2)
本実施形態に係る測定装置100の変形例2として、測定時間設定部209は、測定時間の下限値及び上限値からなる群より選択される少なくとも一方を設定してもよい。例えば、測定時間の下限値は、3秒である。また、例えば、測定時間の上限値は、20秒である。
(Modification 2 of the First Embodiment)
In a second modification of the measuring device 100 according to this embodiment, the measurement time setting unit 209 may set at least one selected from a group consisting of a lower limit and an upper limit of the measurement time. For example, the lower limit of the measurement time is 3 seconds. Also, for example, the upper limit of the measurement time is 20 seconds.

測定時間設定部209が、測定時間の上限値を設定したとする。その場合、上限時間である測定時間、撮像部101が継続して生体102を撮像し、信頼度215が閾値以上にならない場合、制御部202は、呼吸数214を測定する処理を終了する。さらに、出力部208は、エラーを示すメッセージを出力する。例えば、出力部208は、「呼吸数を測定できませんでした。もう一度測定してください。」等のメッセージを液晶ディスプレイ等に表示させる。または、出力部208は、当該メッセージを示す音声をスピーカから出力してもよい。 Let us say that the measurement time setting unit 209 has set an upper limit for the measurement time. In this case, if the imaging unit 101 continues to image the living body 102 for the measurement time, which is the upper limit, and the reliability 215 does not become equal to or greater than the threshold, the control unit 202 ends the process of measuring the respiratory rate 214. Furthermore, the output unit 208 outputs a message indicating an error. For example, the output unit 208 displays a message such as "The respiratory rate could not be measured. Please measure again" on an LCD display or the like. Alternatively, the output unit 208 may output a sound indicating the message from a speaker.

(第二実施形態)
図9~図10を参照して、第二実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。他の実施形態と実質的に共通の機能を有する構成及び処理を共通の符号で参照して説明を省略し、他の実施形態と異なる点を説明する。
Second Embodiment
The second embodiment will be described with reference to Figures 9 and 10. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. Configurations and processes having substantially the same functions as those of other embodiments will be denoted by the same reference numerals, and explanations will be omitted, and differences from other embodiments will be described.

図9は、本実施形態に係る測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。図9に例示する測定装置100と図2に例示する測定装置100との相違点は、図9に例示する測定装置100は、測定時間設定部209に替えて、測定時間設定部901を備える点にある。 Figure 9 is a block diagram showing an example of the configuration of a measurement device 100 according to this embodiment. The difference between the measurement device 100 shown in Figure 9 and the measurement device 100 shown in Figure 2 is that the measurement device 100 shown in Figure 9 includes a measurement time setting unit 901 instead of the measurement time setting unit 209.

測定時間設定部901は、測定時間の下限値と上限値とを同一の値に設定する。つまり測定時間設定部901は、測定時間を延長しない。 The measurement time setting unit 901 sets the lower and upper limits of the measurement time to the same value. In other words, the measurement time setting unit 901 does not extend the measurement time.

本実施形態に係る呼吸数算出部205は、信頼度215が閾値より低い場合、呼吸数214を算出する処理を終了する。 The respiratory rate calculation unit 205 in this embodiment terminates the process of calculating the respiratory rate 214 if the reliability 215 is lower than the threshold value.

本実施形態に係る出力部208は、信頼度215が閾値より低い場合、エラーを示すメッセージを出力する。 In this embodiment, the output unit 208 outputs a message indicating an error if the reliability 215 is lower than the threshold.

図10は、本実施形態に係る測定装置100の動作の一例を示すフローチャートである。 Figure 10 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device 100 according to this embodiment.

図3に例示するステップS309において信頼度算出部206が、呼吸信号213aの大きさと、ノイズ信号213bの大きさとの比から信頼度215を算出した場合、ステップS1001において判定部207は、信頼度215が閾値以上であるか否かを判定する。 When the reliability calculation unit 206 calculates the reliability 215 from the ratio between the magnitude of the breathing signal 213a and the magnitude of the noise signal 213b in step S309 illustrated in FIG. 3, the determination unit 207 determines in step S1001 whether the reliability 215 is equal to or greater than a threshold value.

ステップS1001において信頼度215が閾値以上である場合、ステップS1002において出力部208は、ステップS306で算出された呼吸数214を出力する。図10に例示するステップS1001及びステップS1002の処理は、図7に例示するステップS701及びステップS703の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。 If the reliability 215 is equal to or greater than the threshold in step S1001, the output unit 208 outputs the respiratory rate 214 calculated in step S306 in step S1002. The processing of steps S1001 and S1002 illustrated in FIG. 10 is similar to the processing of steps S701 and S703 illustrated in FIG. 7, and therefore detailed description thereof will be omitted.

一方、ステップS1001において信頼度215が閾値より低い場合、ステップS1003において出力部208は、エラーを示すメッセージを出力する。例えば、出力部208は、「呼吸数を測定できませんでした。もう一度測定してください。」等のメッセージを液晶ディスプレイ等に表示させる。または、出力部208は、当該メッセージを示す音声をスピーカから出力してもよい。 On the other hand, if the reliability 215 is lower than the threshold in step S1001, the output unit 208 outputs a message indicating an error in step S1003. For example, the output unit 208 displays a message such as "Respiration rate could not be measured. Please measure again" on an LCD display or the like. Alternatively, the output unit 208 may output a sound indicating the message from a speaker.

測定装置100が生体102の呼吸数214を測定するためには、生体102は、撮像部101の撮像範囲に留まる必要がある。そのため、測定時間が長い程、生体102は、長い時間、撮像部101の撮像範囲に留まる必要がある。しかし、本実施形態に係る測定装置100は、測定時間を延長せず、信頼度215が閾値より低い場合には、エラーを示すメッセージを出力する。これにより、本実施形態に係る測定装置100は、測定時間を延長しないことで、呼吸数の測定に要する時間を制限することができる。さらに、本実施形態に係る測定装置100は、測定時間を延長しないことで、生体102の負担を軽減できる。 In order for the measuring device 100 to measure the respiratory rate 214 of the living body 102, the living body 102 needs to remain within the imaging range of the imaging unit 101. Therefore, the longer the measurement time, the longer the living body 102 needs to remain within the imaging range of the imaging unit 101. However, the measuring device 100 according to this embodiment does not extend the measurement time, and outputs a message indicating an error if the reliability 215 is lower than the threshold value. As a result, the measuring device 100 according to this embodiment can limit the time required to measure the respiratory rate by not extending the measurement time. Furthermore, the measuring device 100 according to this embodiment can reduce the burden on the living body 102 by not extending the measurement time.

(第三実施形態)
図11~図13を参照して、第三実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。他の実施形態と実質的に共通の機能を有する構成及び処理を共通の符号で参照して説明を省略し、他の実施形態と異なる点を説明する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to Figures 11 to 13. In the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. Configurations and processes having substantially the same functions as those of other embodiments will be denoted by the same reference numerals, and explanations will be omitted, and differences from other embodiments will be described.

図11は、本実施形態に係る測定装置100の構成の一例を示すブロック図である。図11に例示する測定装置100と、図2に例示する測定装置100との相違点は、図11に例示する測定装置100は、距離算出部1101を備える点にある。 Figure 11 is a block diagram showing an example of the configuration of a measurement device 100 according to this embodiment. The difference between the measurement device 100 shown in Figure 11 and the measurement device 100 shown in Figure 2 is that the measurement device 100 shown in Figure 11 includes a distance calculation unit 1101.

距離算出部1101は、動画像211に複数の顔の像が含まれる場合、複数の顔の像間の距離1111を算出する。 When the video 211 contains multiple facial images, the distance calculation unit 1101 calculates the distance 1111 between the multiple facial images.

本実施形態に係る出力部208は、複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離以下である場合、エラーを示すメッセージを出力する。 The output unit 208 in this embodiment outputs a message indicating an error if the minimum value of the distance 1111 between multiple face images is less than or equal to a predetermined distance.

本実施形態に係る呼吸数算出部205は、距離1111の最小値が所定の距離以下である場合、呼吸数214を算出する処理を終了する。 The respiratory rate calculation unit 205 in this embodiment terminates the process of calculating the respiratory rate 214 if the minimum value of the distance 1111 is equal to or less than a predetermined distance.

図12は、本実施形態に係る測定装置100の動作の一例を示すフローチャートである。本例では、測定装置100が起動した場合、制御部202は、図12に例示するステップS301の処理を開始する。さらに、制御部202がステップS301の処理を開始する時点に置いて、測定時間設定部209は、初期値である測定時間を設定しているものとする。ステップS1201~ステップS1202の処理は、図3に例示するステップS301~S302の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。 Figure 12 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement device 100 according to this embodiment. In this example, when the measurement device 100 is started, the control unit 202 starts the processing of step S301 illustrated in Figure 12. Furthermore, at the time when the control unit 202 starts the processing of step S301, the measurement time setting unit 209 is set to an initial measurement time. The processing of steps S1201 to S1202 is similar to the processing of steps S301 to S302 illustrated in Figure 3, and therefore detailed description will be omitted.

ステップS1202において顔の像が検出された場合、ステップS1203において距離算出部1101は、動画像211に複数の顔の像が含まれるか否かを判定する。例えば、動画像211を構成する少なくとも一の画像に、複数の顔の像が含まれる場合、距離算出部1101は、動画像211に複数の顔の像が含まれると判定する。 If a face image is detected in step S1202, in step S1203 the distance calculation unit 1101 determines whether or not multiple face images are included in the video 211. For example, if multiple face images are included in at least one image constituting the video 211, the distance calculation unit 1101 determines that multiple face images are included in the video 211.

ステップS1203において動画像211に複数の顔の像が含まれない場合、制御部202は、処理を図3に例示するステップS303に移行する。 If the video 211 does not contain multiple facial images in step S1203, the control unit 202 proceeds to step S303, an example of which is shown in Figure 3.

一方、ステップS1203において動画像211に複数の顔の像が含まれる場合、ステップS1204において距離算出部1101は、複数の顔の像間の距離1111を算出する。 On the other hand, if the video 211 contains multiple facial images in step S1203, the distance calculation unit 1101 calculates the distance 1111 between the multiple facial images in step S1204.

複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離以下である場合、領域特定部203は、隣り合う複数の生体102の領域212の一部を含む領域を、一の生体102の領域212として誤って特定するおそれがある。その場合、信号生成部204は、隣り合う複数の生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化を示す信号を、一の生体102についての時系列信号213として誤って生成するおそれがある。 If the minimum value of the distance 1111 between multiple facial images is equal to or less than a predetermined distance, the region identification unit 203 may erroneously identify a region that includes part of the regions 212 of multiple adjacent living organisms 102 as the region 212 of one living organism 102. In this case, the signal generation unit 204 may erroneously generate a signal indicating the temporal change in pixel values due to the respiratory movement of multiple adjacent living organisms 102 as a time-series signal 213 for one living organism 102.

そこで、ステップS1205において距離算出部1001は、複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離以下であるか否かを判定する。 Therefore, in step S1205, the distance calculation unit 1001 determines whether the minimum value of the distance 1111 between multiple face images is less than or equal to a predetermined distance.

ステップS1205において複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離以下である場合、ステップS1206において出力部208は、エラーを示すメッセージを出力する。例えば、出力部208は、「隣の人との間隔を空けてください。」等のメッセージを液晶ディスプレイ等に表示させる。または、出力部208は、当該メッセージを示す音声をスピーカから出力してもよい。そして、制御部202は、呼吸数214を測定する処理を終了する。つまり、呼吸数算出部205は、複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離以下である場合、呼吸数214を算出する処理を終了する。 If the minimum value of the distance 1111 between the multiple facial images is equal to or less than the predetermined distance in step S1205, the output unit 208 outputs a message indicating an error in step S1206. For example, the output unit 208 displays a message such as "Please keep an appropriate distance from the person next to you" on an LCD display or the like. Alternatively, the output unit 208 may output a sound indicating the message from a speaker. Then, the control unit 202 ends the process of measuring the respiratory rate 214. In other words, if the minimum value of the distance 1111 between the multiple facial images is equal to or less than the predetermined distance, the respiratory rate calculation unit 205 ends the process of calculating the respiratory rate 214.

一方、ステップS1205において複数の顔の像間の距離1111の最小値が所定の距離より長い場合、制御部202は、動画像211に含まれる各生体102の像について、図3に例示するステップS303~ステップS309の処理を実行する。そして、制御部202は、動画像211に含まれる各生体102の像について、図7に例示するステップS701において、信頼度215が閾値以上であるか否かを判定する。 On the other hand, if the minimum value of the distance 1111 between multiple face images is longer than the predetermined distance in step S1205, the control unit 202 executes the processes of steps S303 to S309 illustrated in FIG. 3 for each image of the living body 102 included in the video 211. Then, in step S701 illustrated in FIG. 7, the control unit 202 determines whether the reliability 215 for each image of the living body 102 included in the video 211 is greater than or equal to a threshold value.

信頼度215が閾値以上である生体102の像については、図7に例示するステップS703において出力部208は、呼吸数214を出力する。また、信頼度215が閾値より低い生体102の像については、図7に例示するステップS702において測定時間設定部209は、測定時間を延長する。そして、制御部202は、処理を図3に例示するステップS301に戻す。つまり、撮像部101が、信頼度215が閾値より低い生体102を撮像することを継続し、制御部202は、当該生体102については呼吸数214を測定することを継続する。 For images of living organisms 102 whose reliability 215 is equal to or greater than the threshold, the output unit 208 outputs the respiratory rate 214 in step S703 illustrated in FIG. 7. For images of living organisms 102 whose reliability 215 is lower than the threshold, the measurement time setting unit 209 extends the measurement time in step S702 illustrated in FIG. 7. The control unit 202 then returns the process to step S301 illustrated in FIG. 3. In other words, the imaging unit 101 continues to capture images of living organisms 102 whose reliability 215 is lower than the threshold, and the control unit 202 continues to measure the respiratory rate 214 for those living organisms 102.

図13は、顔の像1301~顔の像1306を含む画像1310の一例を示す図である。距離1111aは、顔の像1301と顔の像1302間の距離である。距離1111bは、顔の像1302と顔の像1303間の距離である。距離1111cは、顔の像1303と顔の像1304間の距離である。距離1111dは、顔の像1304と顔の像1305間の距離である。距離1111eは、顔の像1305と顔の像1306間の距離である。 Figure 13 is a diagram showing an example of image 1310 including face images 1301 to 1306. Distance 1111a is the distance between face image 1301 and face image 1302. Distance 1111b is the distance between face image 1302 and face image 1303. Distance 1111c is the distance between face image 1303 and face image 1304. Distance 1111d is the distance between face image 1304 and face image 1305. Distance 1111e is the distance between face image 1305 and face image 1306.

領域1311は、顔の像1302の下方の所定の大きさの領域であり、一の生体102の胸部の像を含む。領域1312は、顔の像1303の下方の所定の大きさの領域であり、他の生体102の胸部の像を含む。領域1311と領域1312とは、互いに一部が重複するため、信号生成部204は、隣り合う複数の生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化を示す信号を、一の生体102についての時系列信号213として誤って生成するおそれがある。 Area 1311 is an area of a predetermined size below face image 1302 and includes an image of the chest of one living organism 102. Area 1312 is an area of a predetermined size below face image 1303 and includes an image of the chest of another living organism 102. Because areas 1311 and 1312 partially overlap, there is a risk that the signal generating unit 204 may erroneously generate a signal indicating the temporal change in pixel values due to the respiratory movement of multiple adjacent living organisms 102 as a time series signal 213 for one living organism 102.

つまり、顔の像1302と顔の像1303間の距離が所定の距離以下である場合、信号生成部204は、隣り合う複数の生体102の呼吸運動に起因する画素値の時間変化を示す信号を、一の生体102についての時系列信号213として誤って生成するおそれがある。そのため、動画像211に複数の顔の像が含まれる場合において、信号生成部204が、各生体102についての時系列信号213を生成するためには、顔の像間が十分に離れていることが必要である。 In other words, if the distance between face image 1302 and face image 1303 is less than a predetermined distance, the signal generating unit 204 may erroneously generate a signal indicating the temporal change in pixel values due to the respiratory movements of multiple adjacent living organisms 102 as a time series signal 213 for one living organism 102. Therefore, when multiple face images are included in the moving image 211, the face images must be sufficiently far apart in order for the signal generating unit 204 to generate a time series signal 213 for each living organism 102.

そこで、例えば、距離1111aから距離1111eのうちで、距離1111bが最小値であり、且つ距離1111bが所定の距離以下である場合、呼吸数算出部205は、呼吸数214を算出する処理を終了する。さらに、出力部208は、距離1111bが所定の距離以下である場合、エラーを示すメッセージを出力する。 Therefore, for example, if distance 1111b is the smallest value among distances 1111a to 1111e and distance 1111b is equal to or less than a predetermined distance, the respiratory rate calculation unit 205 terminates the process of calculating the respiratory rate 214. Furthermore, if distance 1111b is equal to or less than the predetermined distance, the output unit 208 outputs a message indicating an error.

以上より、本実施形態に係る測定装置100は、動画像211に複数の顔の像が含まれる場合、顔の像間が十分に離れている状態で、複数の生体のうちの各生体102について、呼吸数214を測定できる。そのため、本実施形態に係る測定装置100は、動画像211に複数の顔の像が含まれる場合であっても、各生体102について測定時間を抑制しつつ、信頼性を保証して呼吸数を出力できる。 As described above, when the moving image 211 contains multiple facial images, the measuring device 100 according to this embodiment can measure the respiratory rate 214 for each living organism 102 among multiple living organisms, with the facial images being sufficiently spaced apart. Therefore, even when the moving image 211 contains multiple facial images, the measuring device 100 according to this embodiment can output the respiratory rate for each living organism 102 with guaranteed reliability while reducing the measurement time.

(第三実施形態の変形例)
本実施形態に係る測定装置100の変形例として、測定装置100は、測定時間設定部209に替えて測定時間設定部901を備えてもよい。その場合、本変形例に係る呼吸数算出部205は、信頼度215が閾値より低い場合、呼吸数を算出する処理を終了する。さらに、本変形例に係る出力部208は、信頼度215が閾値より低い場合、エラーを示すメッセージを出力する。これにより、本変形例に係る測定装置100は、動画像211に複数の顔の像が含まれる場合において、測定時間を延長しないことで、呼吸数の測定に要する時間を制限することができ、且つ複数の生体102の負担を軽減できる。
(Modification of the third embodiment)
As a modified example of the measuring device 100 according to this embodiment, the measuring device 100 may include a measurement time setting unit 901 instead of the measurement time setting unit 209. In this case, the respiratory rate calculation unit 205 according to this modified example terminates the process of calculating the respiratory rate when the reliability 215 is lower than a threshold value. Furthermore, the output unit 208 according to this modified example outputs a message indicating an error when the reliability 215 is lower than a threshold value. As a result, when the moving image 211 includes images of multiple faces, the measuring device 100 according to this modified example does not extend the measurement time, thereby limiting the time required to measure the respiratory rate and reducing the burden on the multiple living organisms 102.

上記実施形態で実行される各処理は、各実施形態で例示した処理態様に限定されない。上述した機能ブロックは、集積回路等に形成された論理回路(ハードウェア)、又はCPUを用いたソフトウェアの何れを用いて実現してもよい。上記実施形態で実行される各処理は、複数のコンピュータで実行されてもよい。例えば、測定装置100の制御部202の各機能ブロックで実行される処理は、他のコンピュータで一部の処理が実行されてもよいし、複数のコンピュータで全ての処理が分担して実行されてもよい。 The processes performed in the above embodiments are not limited to the processing modes exemplified in each embodiment. The functional blocks described above may be implemented using either logic circuits (hardware) formed in an integrated circuit or the like, or software using a CPU. The processes performed in the above embodiments may be executed by multiple computers. For example, some of the processes executed by the functional blocks of the control unit 202 of the measuring device 100 may be executed by another computer, or all of the processes may be shared and executed by multiple computers.

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に夫々開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。更に、各実施形態に夫々開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 This disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be created by combining the technical means disclosed in each embodiment.

100 測定装置、101 撮像部、102 生体、201 記憶部、202 制御部、203 領域特定部、204 信号生成部、205 呼吸数算出部、206 信頼度算出部、207 判定部、208 出力部、209 測定時間設定部、211 動画像、212 領域、213 時系列信号、215 信頼度、301 撮像部、401 画像、402 顔の像、501 時系列信号、502 時系列信号、601 時系列信号、602 パワースペクトル、801 時系列信号、802 パワースペクトル、803 時系列信号、804 パワースペクトル、805 時系列信号、806 パワースペクトル、901 測定時間設定部、1001 距離算出部、1101 距離算出部、1111 距離、1111a~1111e 距離、1301~1306 顔の像、1310 画像、1311 領域、1312 領域、P611 パワースペクトル値、P612 パワースペクトル値、P811 パワースペクトル値、P812 パワースペクトル値、P813 パワースペクトル値、P814 パワースペクトル値、P815 パワースペクトル値、P816 パワースペクトル値、PEFQ 最大ピーク周波数 100 Measurement device, 101 Imaging unit, 102 Living body, 201 Memory unit, 202 Control unit, 203 Region identification unit, 204 Signal generation unit, 205 Respiratory rate calculation unit, 206 Reliability calculation unit, 207 Determination unit, 208 Output unit, 209 Measurement time setting unit, 211 Moving image, 212 Region, 213 Time series signal, 215 Reliability, 301 Imaging unit, 401 Image, 402 Face image, 501 Time series signal, 502 Time series signal, 601 Time series signal, 602 Power spectrum, 801 Time series signal, 802 Power spectrum, 803 Time series signal, 804 Power spectrum, 805 Time series signal, 806 Power spectrum, 901 Measurement time setting unit, 1001 Distance calculation unit, 1101 Distance calculation unit, 1111 distance, 1111a-1111e distances, 1301-1306 face images, 1310 image, 1311 region, 1312 region, P611 power spectrum value, P612 power spectrum value, P811 power spectrum value, P812 power spectrum value, P813 power spectrum value, P814 power spectrum value, P815 power spectrum value, P816 power spectrum value, PEFQ maximum peak frequency

Claims (10)

生体を撮像して動画像を取得する撮像部と、
前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する呼吸数算出部と、
前記呼吸信号と前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する出力部と、
前記生体を撮像するための測定時間を設定する測定時間設定部と、
を備え、
前記撮像部は、前記測定時間、前記生体を撮像して前記動画像を取得し、
前記測定時間設定部は、前記信頼度が前記閾値より低い場合、前記測定時間を延長する
測定装置。
an imaging unit that captures an image of a living body and acquires a moving image;
a respiratory rate calculation unit that calculates a respiratory rate by detecting an oscillation period of a respiratory signal included in a time change of a plurality of pixel values included in the moving image;
a reliability calculation unit that calculates the reliability of the respiratory rate based on a comparison result between the respiratory signal and a noise signal included in the time change;
an output unit that outputs the respiratory rate when the reliability is equal to or greater than a threshold;
a measurement time setting unit that sets a measurement time for imaging the living body;
Equipped with
the imaging unit images the living body during the measurement time to obtain the moving image;
The measurement time setting unit extends the measurement time when the reliability is lower than the threshold.
Measuring equipment.
前記信頼度算出部は、前記呼吸信号の大きさと、前記ノイズ信号の大きさとの比から前記信頼度を算出する
請求項1に記載の測定装置。
The measurement device according to claim 1 , wherein the reliability calculation unit calculates the reliability from a ratio between the magnitude of the respiratory signal and the magnitude of the noise signal.
前記複数の画素値は、前記生体の胸部の像を含む領域内の画素値であり、
前記時間変化は、前記複数の画素値の変動、又は前記複数の画素値から決定される速度ベクトルの変動を示す時系列信号によって示され、
前記呼吸数算出部は、前記時系列信号において最大ピーク周波数から前記呼吸数を算出する
請求項1または2に記載の測定装置。
the plurality of pixel values are pixel values within a region including an image of a chest of the living body,
the time change is represented by a time series signal indicating a fluctuation in the plurality of pixel values or a fluctuation in a velocity vector determined from the plurality of pixel values;
The measurement device according to claim 1 , wherein the respiration rate calculation unit calculates the respiration rate from a maximum peak frequency in the time-series signal.
前記呼吸信号の大きさは、前記最大ピーク周波数のパワースペクトル値であり、
前記ノイズ信号の大きさは、前記時系列信号において二番目以下のピーク周波数のパワースペクトル値である
請求項3に記載の測定装置。
the magnitude of the respiratory signal is the power spectrum value of the maximum peak frequency;
4. The measuring device according to claim 3, wherein the magnitude of the noise signal is a power spectrum value of the second or lower peak frequency in the time-series signal.
前記呼吸信号の大きさは、前記最大ピーク周波数を含む所定範囲内のパワースペクトル値の統計値であり、
前記ノイズ信号の大きさは、前記所定範囲外のパワースペクトル値の統計値である
請求項3に記載の測定装置。
the magnitude of the respiratory signal is a statistical value of power spectrum values within a predetermined range including the maximum peak frequency;
4. The measuring apparatus according to claim 3, wherein the magnitude of the noise signal is a statistical value of power spectrum values outside the predetermined range.
前記測定時間設定部は、前記測定時間の下限値及び上限値からなる群より選択される少なくとも一方を設定する
請求項1~5のいずれか1項に記載の測定装置。
6. The measurement device according to claim 1 , wherein the measurement time setting unit sets at least one selected from the group consisting of a lower limit value and an upper limit value of the measurement time.
前記出力部は、前記信頼度が前記閾値より低い場合、エラーを示すメッセージを出力し、
前記呼吸数算出部は、前記信頼度が前記閾値より低い場合、前記呼吸数を算出する処理を終了する
請求項1~5のいずれか1項に記載の測定装置。
the output unit outputs a message indicating an error when the reliability is lower than the threshold;
6. The measurement device according to claim 1, wherein the respiratory rate calculation unit terminates the process of calculating the respiratory rate when the reliability is lower than the threshold value.
前記動画像に複数の顔の像が含まれる場合、前記複数の顔の像間の距離を算出する距離算出部をさらに備え、
前記出力部は、前記距離の最小値が所定の距離以下である場合、エラーを示すメッセージを出力し、
前記呼吸数算出部は、前記最小値が前記所定の距離以下である場合、前記呼吸数を算出する処理を終了する
請求項1~のいずれか1項に記載の測定装置。
If the moving image includes a plurality of facial images, a distance calculation unit is further provided to calculate a distance between the plurality of facial images;
the output unit outputs a message indicating an error when the minimum distance is equal to or less than a predetermined distance;
The measurement device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the respiration rate calculation unit terminates the process of calculating the respiration rate when the minimum value is equal to or less than the predetermined distance.
測定装置が、
生体を撮像して動画像を取得する工程と、
前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する工程と、
前記呼吸信号と、前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する工程と、
前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する工程と
前記生体を撮像するための測定時間を設定する工程と、
を実行し、
前記測定装置は、前記動画像を取得する工程において、前記測定時間、前記生体を撮像して前記動画像を取得し、
前記測定装置は、前記測定時間を設定する工程において、前記信頼度が前記閾値より低い場合、前記測定時間を延長する
呼吸数測定方法。
The measuring device
a step of capturing an image of a living body to obtain a moving image;
calculating a respiratory rate by detecting an oscillation period of a respiratory signal included in a time change of a plurality of pixel values included in the moving image;
calculating a reliability of the respiratory rate from a comparison result between the respiratory signal and a noise signal included in the time change;
outputting the respiratory rate when the reliability is equal to or greater than a threshold;
setting a measurement time for imaging the living body;
Run
In the step of acquiring the moving image, the measurement device captures an image of the living body for the measurement time to acquire the moving image,
In the step of setting the measurement time, the measurement device extends the measurement time if the reliability is lower than the threshold.
How to measure respiratory rate.
コンピュータに、
生体を撮像して動画像を取得する機能と、
前記動画像に含まれる複数の画素値の時間変化に含まれる呼吸信号の振動周期を検出することにより呼吸数を算出する機能と、
前記呼吸信号と、前記時間変化に含まれるノイズ信号との対比結果から前記呼吸数の信頼度を算出する機能と、
前記信頼度が閾値以上である場合、前記呼吸数を出力する機能と、
前記生体を撮像するための測定時間を設定する機能と、
を実行させ、
前記動画像を取得する機能において、前記測定時間、前記生体を撮像して前記動画像を取得し、
前記測定時間を設定する機能において、前記信頼度が前記閾値より低い場合、前記測定時間を延長する
プログラム。
On the computer,
A function to capture images of a living body and acquire moving images;
a function of calculating a respiratory rate by detecting an oscillation period of a respiratory signal included in a time change of a plurality of pixel values included in the moving image;
a function of calculating the reliability of the respiratory rate from a comparison result between the respiratory signal and a noise signal included in the time change;
a function of outputting the respiratory rate when the reliability is equal to or greater than a threshold;
a function of setting a measurement time for imaging the living body;
Execute
In the function of acquiring the moving image, the living body is imaged for the measurement time to acquire the moving image ;
In the function of setting the measurement time, if the reliability is lower than the threshold, the measurement time is extended.
program.
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