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公開番号2025154713
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057868
出願日2024-03-29
発明の名称心拍検出装置、心拍検出システム、心拍検出方法およびプログラム
出願人太陽誘電株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類A61B 5/02 20060101AFI20251002BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】動画像信号から精度良く心拍情報を検出する。
【解決手段】心拍検出装置は、被測定者を撮像した動画像信号における被測定者の肌が露出した肌露出領域の信号成分に基づき、被測定者の心拍成分を含む第1検出信号および心拍成分が少ない第2検出信号を生成する検出信号生成部と、第1検出信号と第2検出信号との差を表す差分信号を生成する差分信号生成部と、差分信号に基づき心拍信号を生成する心拍信号生成部と、心拍信号における複数の頂点データを生成する頂点データ生成部と、前記複数の有効頂点データの組の一部が欠落または誤っている場合、欠落または誤っている有効頂点データのエラー訂正をした前記複数の有効頂点データを心拍データ列として生成するエラー訂正部と、心拍データ列に基づく心拍情報を出力する出力部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被測定者を撮像した動画像信号における前記被測定者の肌が露出した肌露出領域の信号成分に基づき、前記被測定者の心拍成分を含む第１検出信号、および、前記第１検出信号よりも含まれる前記心拍成分が少ない第２検出信号を生成する検出信号生成部と、
前記第１検出信号と前記第２検出信号との差を表す差分信号を生成する差分信号生成部と、
前記差分信号に基づき、前記心拍成分を表す心拍信号を生成する心拍信号生成部と、
前記心拍信号におけるピーク点またはボトム点である頂点の時刻を表す複数の頂点データを生成する頂点データ生成部と、
前記複数の頂点データの中から、心拍としての周期性を満たす複数の有効頂点データの組を抽出する有効データ抽出部と、
前記複数の有効頂点データの組の一部が欠落または誤っている場合、欠落または誤っている有効頂点データのエラー訂正をした前記複数の有効頂点データを心拍データ列として生成するエラー訂正部と、
前記心拍データ列に基づく心拍情報を出力する出力部と、
を備える心拍検出装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記検出信号生成部は、
前記動画像信号から、前記肌露出領域における前記心拍成分を検出し易い第１部分領域の信号成分を検出し、前記第１部分領域の信号成分を前記第１検出信号として出力する第１検出部と、
前記動画像信号から、前記肌露出領域における前記第１部分領域よりも前記心拍成分を検出しにくい第２部分領域の信号成分を検出し、前記第２部分領域の信号成分を前記第２検出信号として出力する第２検出部と、
を含む
請求項１に記載の心拍検出装置。
【請求項３】
前記検出信号生成部は、
前記動画像信号から、前記肌露出領域における前記心拍成分を検出し易い第１部分領域の信号成分を検出する第１検出部と、
前記第１部分領域の信号成分を表すＲＧＢ信号、または、前記ＲＧＢ信号をＨＳＶ変換したＨＳＶ信号を生成する成分生成部と、
前記ＲＧＢ信号を構成する３個の成分または前記ＨＳＶ信号の色相信号を構成する３個の成分のうちの第１成分に基づく信号を前記第１検出信号として出力し、前記ＲＧＢ信号または前記ＨＳＶ信号を構成する３個の成分のうちの前記第１成分とは異なる第２成分に基づく信号を前記第２検出信号として出力する分離部と、
を含む
請求項１に記載の心拍検出装置。
【請求項４】
前記検出信号生成部は、
前記動画像信号から、前記肌露出領域における前記心拍成分を検出し易い第１部分領域の信号成分を検出する第１検出部と、
前記第１部分領域の信号成分を表す第１ＲＧＢ信号、または、前記第１ＲＧＢ信号をＨＳＶ変換した第１ＨＳＶ信号を生成する第１成分生成部と、
前記第１ＲＧＢ信号を構成する３個の成分または前記第１ＨＳＶ信号の色相信号を構成する３個の成分のうちの第１成分に基づく信号を前記第１検出信号として出力する第１分離部と、
前記動画像信号から、前記肌露出領域における前記第１部分領域よりも前記心拍成分を検出しにくい第２部分領域の信号成分を検出する第２検出部と、
前記第２部分領域の信号成分を表す第２ＲＧＢ信号、または、前記第２ＲＧＢ信号をＨＳＶ変換した第２ＨＳＶ信号を生成する第２成分生成部と、
前記第２ＲＧＢ信号を構成する３個の成分または前記第２ＨＳＶ信号の色相信号を構成する３個の成分のうちの前記第１成分に基づく信号を前記第２検出信号として出力する第２分離部と、
を含む
請求項１に記載の心拍検出装置。
【請求項５】
前記第１検出信号は、前記ＲＧＢ信号におけるＧ成分の明度に所定の係数を乗算した量を表し、
前記第２検出信号は、前記ＲＧＢ信号におけるＢ成分の明度を表す
請求項３に記載の心拍検出装置。
【請求項６】
前記第１検出信号は、前記ＲＧＢ信号におけるＧ成分の明度に所定の係数を乗算した量を表し、
前記第２検出信号は、前記ＲＧＢ信号におけるＲ成分の明度を表す
請求項３に記載の心拍検出装置。
【請求項７】
前記第１検出信号は、前記ＨＳＶ信号に含まれる色相信号におけるＨＢ成分の色相範囲の総面積に所定の係数を乗算した面積を表し、
前記第２検出信号は、前記ＨＳＶ信号に含まれる色相信号におけるＨＧ成分の色相範囲の総面積を表す
請求項３に記載の心拍検出装置。
【請求項８】
前記第１検出信号は、前記ＨＳＶ信号に含まれる色相信号におけるＨＢ成分の色相範囲の総面積に所定の係数を乗算した面積を表し、
前記第２検出信号は、前記ＨＳＶ信号に含まれる色相信号におけるＨＲ成分の色相範囲の総面積を表す
請求項３に記載の心拍検出装置。
【請求項９】
前記エラー訂正部は、前記複数の有効頂点データの組が一部の心拍周期の時刻を表す有効頂点データが欠落している場合、欠落している有効頂点データを表す新たな有効頂点データを前記複数の有効頂点データの組から補間することにより生成し、前記複数の有効頂点データの組に前記新たな有効頂点データを追加した前記心拍データ列を生成する
請求項１に記載の心拍検出装置。
【請求項１０】
前記頂点データ生成部は、予め定められた単位時間毎に、前記複数の頂点データを生成し、
前記有効データ抽出部は、前記単位時間毎に、
前記複数の頂点データから振幅の大きい方から上位のＮ個の頂点データ（Ｎは、２以上の整数）を選択し、
前記Ｎ個の頂点データから、心拍としての周期性を満たす前記複数の有効頂点データの組を抽出する
請求項９に記載の心拍検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍検出装置、心拍検出システム、心拍検出方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
日本における科学技術政策の一つであるＳｏｃｉｅｔｙ５．０では、ＩｏＴ（Internet of Things）技術を利用し、あらゆる物がインターネットに接続される社会において、データを解析することで新たな価値創造を実現し、快適で活力に満ちた質の高い生活と経済発展と社会課題の解決の両立を目指している。また、ＩｏＴ技術は、人の分野にも応用され始めている。例えば、特許文献１～１２には、非接触で、被測定者の生体信号をセンシングする技術が記載されている。近年、Ｓｏｃｉｅｔｙ５．０の実現のために、人の健康および感情解析につながる、被測定者が意識せず非接触で心拍測定する技術が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2023-139294号公報
特開2023-036691号公報
特許第7336696号公報
特開2022-084884号公報
特開2018-089369号公報
特許第7203314号公報
特開2018-008039号公報
特許第7308564号公報
特表2023-502295号公報
特許第7131709号公報
特表2022-518751号公報
国際公開第23/090429号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非接触で被測定者の心拍を検出する方法として、カメラにより撮像された画像を用いる方法が知られている。カメラにより撮像された画像から心拍を検出する方法は、カメラを用いるので取り扱いが容易であるという利点がある。しかし、カメラにより撮像された画像を用いた心拍の検出方法は、光外乱に弱く、心拍検出の原理から検出信号が非常に微弱であり、精度を高くすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被測定者を撮像した動画像信号から精度良く心拍情報を検出する心拍検出装置、心拍検出システム、心拍検出方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る心拍検出装置は、被測定者を撮像した動画像信号における前記被測定者の肌が露出した肌露出領域の信号成分に基づき、前記被測定者の心拍成分を含む第１検出信号、および、前記第１検出信号よりも含まれる前記心拍成分が少ない第２検出信号を生成する検出信号生成部と、前記第１検出信号と前記第２検出信号との差を表す差分信号を生成する差分信号生成部と、前記差分信号に基づき、前記心拍成分を表す心拍信号を生成する心拍信号生成部と、前記心拍信号におけるピーク点またはボトム点である頂点の時刻を表す複数の頂点データを生成する頂点データ生成部と、前記複数の頂点データの中から、心拍としての周期性を満たす複数の有効頂点データの組を抽出する有効データ抽出部と、前記複数の有効頂点データの組の一部が欠落または誤っている場合、欠落または誤っている有効頂点データのエラー訂正をした前記複数の有効頂点データを心拍データ列として生成するエラー訂正部と、前記心拍データ列に基づく心拍情報を出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被測定者を撮像した動画像信号から精度良く心拍情報を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る心拍検出システムの構成を示す図である。
図２は、第１実施形態に係る心拍検出装置の機能構成を示す図である。
図３は、検出信号生成部の構成の第１例を示す図である。
図４は、検出信号生成部の構成の第２例を示す図である。
図５は、検出信号生成部の構成の第３例を示す図である。
図６は、心拍信号生成部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図７は、心拍信号生成部における頂点をつなぎ合わせる処理について説明をするための図である。
図８は、頂点データ生成の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図９は、有効データ抽出部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図１０は、複数の有効頂点データの組を抽出する処理を説明するための第１例を示す図である。
図１１は、複数の有効頂点データの組を抽出する処理を説明するための第２例を示す図である。
図１２は、エラー訂正部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図１３は、位相差算出部および出力部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図１４は、第２実施形態に係る心拍検出装置の構成を示す図である。
図１５は、第２実施形態に係る有効データ抽出部の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図１６は、第２実施形態に係る複数の有効頂点データの組を抽出する処理を説明するための図である。
図１７は、情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る心拍検出システム１０の構成を示す図である。心拍検出システム１０は、被測定者の心拍に関する情報を表す心拍情報を、被測定者に対して非接触で検出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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