(57)【要約】      （修正有）【課題】単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定できる計測システムを提供する。【解決手段】計測システム１００は、撮像装置１０と、画像処理回路とを備え、被験体１Ａ、１Ｂの呼吸に伴う体動の発生位置に、マーカ３０Ａおよび３０Ｂがそれぞれ配置されたときにおいて、撮像装置１０は、時系列の複数のフレーム画像から構成される動画像を生成し、画像処理回路は、撮像装置１０から動画像を受け取り、複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置を特定し、かつ、各マーカを解析して各被験体の情報を取得し、各監視領域を各マーカの座標位置に基づいて各フレーム画像内でそれぞれ指定し、複数のフレーム画像にわたって、各監視領域の輝度値の変化に基づいて各被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、各計測結果と共に各被験体の情報を出力する。【選択図】図１
2017079811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、
前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、
を備える、計測システムであって、
前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカが配置されたときにおいて、
前記撮像装置は、時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を生成し、
前記画像処理回路は、
前記撮像装置から前記動画像を受け取り、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得し、
前記各マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内で指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力する、計測システム。
【請求項２】
前記コードは、前記被験体の情報が符号化されたマトリックス型二次元コードであり、
前記マトリックス型二次元コードは複数の位置検出パターンを含み、
前記画像処理回路は、前記マトリックス型二次元コードを復号して前記被験体の情報を取得し、かつ、前記複数の位置検出パターンのうち少なくとも１つの位置検出パターンの各領域の少なくとも一部を囲むように、前記少なくとも１つの位置検出パターンの座標位置に基づいて部分領域をそれぞれ指定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する、請求項１に記載の計測システム。
【請求項３】
前記画像処理回路は、前記少なくとも１つの位置検出パターンの領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する、請求項２に記載の計測システム。
【請求項４】
前記被験体の呼吸に起因する生体活動の計測結果を表示する表示装置をさらに備え、
前記表示装置は、前記監視領域の輝度値の変化を示す呼吸波形、前記被験体の呼吸数、前記被験体の呼吸数のトレンドを示す波形、および前記動画像を表示し、前記被験体の情報を表すテキストを前記動画像に重畳して表示する、請求項１から３のいずれかに記載の計測システム。
【請求項５】
前記撮像装置は複数の被験体を撮像し、
各被験体に固有の前記マーカが被験体毎に配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の映像から被験者の呼吸数等の、呼吸に起因する生体活動を計測するための技術に関する。なお、本明細書では、被験者は人であるとして説明するが、人以外の動物であってもよい。観測対象としての動物（人を含む。）を総称して「被験体」と呼ぶことがある。
【背景技術】
【０００２】
カメラで被験者を撮影し、その動画像から体動や血流などの生体反応による輝度値の変化を検出し、被験者の呼吸数、心拍数等の生体活動を計測する技術が知られている。被験者が写る画像領域は、観測者が予め指定したり、輪郭抽出技術を用いたりすることによって特定される。呼吸に起因する生体活動を計測するシステム（以降、単に「計測システム」と称する。）として、呼吸モニタリング装置や心拍数計測装置などがあり、例えば特許文献１および２がそのような装置を開示している。
【０００３】
特許文献１の呼吸モニタリング装置は、被験者を撮影した画像を局所領域に分割し、それぞれの局所領域の明度情報を解析する。そして、三種類のしきい値を用いて、被験者の胸部周辺の動きを観測しているのか、寝返りなどの非呼吸体動を観測しているかを判定する。
【０００４】
特許文献２の心拍数計測装置は、赤外線光源を搭載したカメラで被験者の顔面を撮影し、フレームごとの顔画像から、眉間の特定領域を抽出してその平均輝度を補正する。心拍数計測装置は、補正された平均輝度の時系列から補正輝度の時間的変化の波形を得て、この波形を心拍数に対応する周波数帯でフィルタリングすることで、被験者の心拍数を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２７６４４３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３０９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や２に開示された計測システムは、単一の被験者を単一のカメラで撮影して測定することを前提としており、複数の被験者を単一のカメラで撮影して測定することを対象としていない。例えば、複数の患者が入院する病院の大部屋などに、従来の計測システムを構築することを考える。単一のカメラで複数の患者を撮影して、複数の患者を同時に測定する。その場合、単一のカメラで得られた動画像を解析することで、患者数に応じた複数の呼吸数データは取得できるにしても、患者を個々に判別することが困難となる。当然に、呼吸数などの測定結果と患者とを関連付けることは困難となる。患者の数だけカメラを用意すれば、測定結果と患者との関連付けは不要になる。しかし、そのようなシステムは、カメラに付随するハードウェアなどをさらに必要とするので、コストの面では現実的とは言えない。
【０００７】
このように、従来の計測システムは、複数の被験者を単一のカメラで撮影して同時に測定することを念頭に置いたものとは言えず、複数の被験者を同時に測定することに問題があった。同時測定を実現するためには、動画像に含まれる複数の被験者の中から各被験者を個別に判別し、測定結果と被験者とを関連付けすることが必要となる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定できる計測システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態による計測システムは、被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、を備える、計測システムであって、前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカが配置されたときにおいて、前記撮像装置は、時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を生成し、前記画像処理回路は、前記撮像装置から前記動画像を受け取り、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得し、前記各マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内で指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力する、計測システム。
【００１０】
ある実施形態において、前記コードは、前記被験体の情報が符号化された一次元または二次元コードであって、前記画像処理回路は、前記一次元または二次元コードを復号して前記被験体の情報を取得し、かつ、前記一次元または二次元コードの一部を囲むように前記監視領域を指定してもよい。
【００１１】
ある実施形態において、前記コードは、前記被験体の情報が符号化されたマトリックス型二次元コードであってもよい。
【００１２】
ある実施形態において、前記マトリックス型二次元コードは複数の位置検出パターンを含み、前記画像処理回路は、前記マトリックス型二次元コードを復号して前記被験体の情報を取得し、かつ、前記複数の位置検出パターンのうち少なくとも１つの位置検出パターンの各領域の少なくとも一部を囲むように、前記少なくとも１つの位置検出パターンの座標位置に基づいて部分領域をそれぞれ指定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測してもよい。
【００１３】
ある実施形態において、前記画像処理回路は、前記少なくとも１つの位置検出パターンの領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測してもよい。
【００１４】
ある実施形態において、前記計測システムは、前記被験体の呼吸に起因する生体活動の計測結果と前記被験体の情報とを関連付けて保持する記憶装置をさらに備えていてもよい。
【００１５】
ある実施形態において、前記被験体の情報は、前記被験体を特定する参照番号であって、前記記憶装置は、前記参照番号と前記被験体の属性とが対応付けられた対応表をさらに保持していてもよい。
【００１６】
ある実施形態において、前記計測システムは光源をさらに備え、前記マーカは再帰性反射材を含んでいてもよい。
【００１７】
ある実施形態において、前記計測システムは、前記被験体の呼吸に起因する生体活動の計測結果を表示する表示装置をさらに備え、前記表示装置は、前記監視領域の輝度値の変化を示す呼吸波形、前記被験体の呼吸数、前記被験体の呼吸数のトレンドを示す波形、および前記動画像を表示し、前記被験体の情報を表すテキストを前記動画像に重畳して表示してもよい。
【００１８】
ある実施形態において、前記撮像装置は複数の被験体を撮像し、各被験体に固有の前記マーカが被験体毎に配置されていてもよい。
【００１９】
本発明の実施形態による計測方法は、被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、を備える、計測システムを用いて、前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する方法であって、前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカを配置するステップと、前記撮像装置によって時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を生成するステップと、前記画像処理回路が、前記撮像装置から前記動画像を受け取り、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得し、前記マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内でそれぞれ指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力するステップと、を包含する。
【００２０】
本発明の実施形態によるコンピュータプログラムは、被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、を備える、計測システムにおける前記画像処理回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカが配置されたときにおいて、前記撮像装置によって時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を受け取るステップと、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得するステップと、前記マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内でそれぞれ指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力するステップと、を包含する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、被験者毎に異なるマーカを配置することで、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定できる計測システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態による計測システム１００の構成図である。
【図２Ａ】被験者１Ａの情報を符号化した、マーカ３０ＡのＱＲコードを例示する模式図である。
【図２Ｂ】被験者１Ｂの情報を符号化した、マーカ３０ＢのＱＲコードを例示する模式図である。
【図３】計測システム１００の情報処理装置２０のハードウェア構成図である。
【図４】画像処理回路２０６のブロック構成図である。
【図５】計測システム１００で行われる計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】マーカ３０Ａおよび３０Ｂに監視領域を指定した状態を示す模式図である。
【図７】監視領域４０Ａ内の輝度値を時系列にプロットして得られた呼吸波形である。
【図８】関連付けした情報を有するＣＶＳファイルの内容を例示する図である。
【図９】ディスプレイ６０に表示された表示内容の一例を示す模式図である。
【図１０Ａ】マーカ３０Ａの左上隅にある位置検出パターン３１に監視領域４０Ａを設定したある状態を示す模式図である。
【図１０Ｂ】時刻ｔ１、ｔ２およびｔ３における監視領域４０Ａ内の輝度値をプロットしたグラフである。
【図１１Ａ】マーカ３０Ａの左上隅にある位置検出パターン３１に監視領域４０Ａを設定したある状態を示す模式図である。
【図１１Ｂ】時刻ｔ１、ｔ２およびｔ３における監視領域４０Ａ内の輝度値をプロットしたグラフである。
【図１２】被験者１Ａおよび１ＢのＩＤ番号と、被験者１Ａおよび１Ｂに関する属性との対応関係の一例を示す図である。
【図１３】図９に示される被験者１Ａおよび１Ｂの映像部分の拡大図である。
【図１４】第４の実施形態による計測システム１００Ａの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態による計測システムは、被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、動画像を利用して被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、を備える。計測システムは典型的には複数の被験体を計測する。被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、被験体情報を示すコード（典型的には二次元コード）を含むマーカが配置されたときにおいて、撮像装置は、時系列の複数のフレーム画像から構成される動画像を生成する。画像処理回路は、撮像装置から動画像を受け取り、複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、マーカの座標位置を特定し、かつ、マーカに含まれるコードを解析して被験体の情報を取得する。画像処理回路は、マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内でそれぞれ指定し、複数のフレーム画像にわたって、監視領域の輝度値の変化に基づいて被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に被験体の情報を出力する。画像処理回路は、計測結果と被験体情報とを関連付けて記憶装置などに記録することもできる。
【００２４】
この計測システムによると、被験体毎に異なるマーカを配置することで、呼吸に起因した監視領域内の輝度値の変化に基づいて、例えば被験体の呼吸数を計測することができ、かつ、マーカ内のコードを解析して被験体の情報を同時に取得することができる。最終的に、計測システムは、計測結果と被験体情報とを関連付けたデータを生成する。
【００２５】
本明細書においては、主として呼吸数を計測する例を説明する。しかしながら、呼吸数は被験者の呼吸に起因する生体活動の一例であり、被験者の呼吸に起因する他の生体活動を計測してもよい。計測システムは、被験者の呼吸動作を計測し、呼吸による体動から呼吸に起因する波形（「呼吸波形」と呼ぶ場合がある。）を導出する。典型的には、その波形を利用して評価可能な他の生体活動、たとえば、呼吸の深さ、乱れ、無呼吸期間、無呼吸期間が発生する頻度などの生体活動は、本明細書において、計測対象である生体活動の範疇である。計測システムは、その呼吸数および呼吸数のトレンドなどをディスプレイ上に表示することができる。
【００２６】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による実施形態を説明する。以下の説明において、同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付している。なお、本発明の実施形態による計測システムおよび計測方法は、以下で例示するものに限られない。例えば、一の実施形態と、他の実施形態とを組み合わせることも可能である。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態による計測システム１００の構成を模式的に示す。計測システム１００は、カメラ１０と、情報処理装置２０と、マーカ３０Ａおよび３０Ｂとを含む。図１には被験者１Ａおよび１Ｂが示されているが、被験者１Ａおよび１Ｂは計測システム１００に含まれない。また、実際には被験者は２以上の複数人であってもよく、被験者毎に固有のマーカ３０が配置される。もちろん、被験者１は単体であっても構わない。
【００２８】
計測システム１００は、被験者１Ａおよび１Ｂの生体活動を観察するために利用される。本実施形態では、生体活動は被験者１Ａおよび１Ｂのそれぞれの呼吸であるとし、計測システム１００は所定時間内の呼吸数を計測する。
【００２９】
カメラ１０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどのイメージセンサおよび光学系を有する、いわゆる撮像装置であり、被験者１Ａおよび１Ｂを撮影して、時系列の複数のフレーム画像から構成される動画像を生成する。カメラ１０は、有線または無線で動画像のデータを情報処理装置２０に送る。
【００３０】
情報処理装置２０は、動画像を利用して被験者１Ａおよび１Ｂの生体活動を計測する。具体的には情報処理装置２０は、動画像を分析してそれぞれの被験者の呼吸数を計測する。また、情報処理装置２０は、動画像を解析して被験者１Ａおよび１Ｂの固有情報を取得する。情報処理装置２０の構造および動作の詳細は後述する。
【００３１】
マーカ３０Ａおよび３０Ｂは、被験者１Ａおよび１Ｂの、呼吸に伴い体動が発生する位置（例えば胸）にそれぞれ配置され、被験者１Ａおよび１Ｂの固有情報を特定するコードをそれぞれ含んでいる。なお、被験者の検査着にマーカ３０Ａまたは３０Ｂを予め取り付けておいてもよい。コードは、被験体１Ａまたは１Ｂの情報が符号化された一次元または二次元コードである。一次元コードは、いわゆるバーコードであり、種々の規格のものを用いることができる。二次元コードには、マトリックス型やスタック型のコードがあり、種々の規格のものを用いることができる。本実施形態によるマーカ３０Ａおよび３０Ｂは、マトリックス型であるＱＲコード（登録商標）を含んでいる。
【００３２】
図２Ａは、被験者１Ａの情報を符号化した、マーカ３０ＡのＱＲコードを例示し、図２Ｂは、被験者１Ｂの情報を符号化した、マーカ３０ＢのＱＲコードを例示している。マーカ３０Ａは、被験者１Ａの情報が符号化されたＱＲコードを含み、被験者１Ａの胸に配置される。マーカ３０Ｂは、被験者１Ａの情報とは異なる被験者１Ｂの情報が符号化されたＱＲコードを含み、被験者１Ｂの胸に配置される。このように、各マーカは、被験者に固有な情報を含んでいる。符号化される情報は、例えば被験者を識別するＩＤ番号である。例えば被験者１ＡにはＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」を割り当て、被験者１ＢにはＩＤ番号「ＩＤ００Ｂ」を割り当てることができる。
【００３３】
ＱＲコードは、フレーム画像における方向や位置を正確に認識するために、その３つの隅に位置検出パターン３１を含んでいる。
【００３４】
上述したように、情報処理装置２０はコードを解析して被験者１Ａおよび１Ｂに固有な情報を取得する。従って、被験者１Ａおよび１Ｂの情報を取得できる限りにおいて、マーカ３０Ａおよび３０Ｂは、一次元または二次元コードの代わりに、被験者１Ａおよび１Ｂの情報そのものを符号化せずに表した、例えば文字、図形および記号などを含んでいてもよい。その場合、文字などがコードとしての機能を有し、情報処理装置２０は、公知のパターン認識の手法を用いて被験体１Ａおよび１Ｂの情報を取得することができる。特に、マーカ３０Ａおよび３０Ｂが文字を含む場合（例えばＩＤ番号がそのまま文字でマーカに表示されている場合）には、情報処理装置２０は、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）によって文字認識を行うことで被験者１Ａおよび１Ｂの情報を認識することができる。
【００３５】
図３は、計測システム１００の、主として情報処理装置２０のハードウェア構成の例を示す。本実施形態では、情報処理装置２０は、カメラ１０とディスプレイ６０とに接続されている。情報処理装置２０は、撮影された動画像のデータをカメラ１０から受け取る。またディスプレイ６０は、処理の結果である、被験者１Ａおよび１Ｂの生体活動である呼吸数の計測結果および呼吸数のトレンドなどを表示する。測定結果に基づいてカメラ１０の撮影方向が適切でないと判断した場合には、情報処理装置２０はディスプレイ６０に警告を表示してもよい。
【００３６】
情報処理装置２０は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０４と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０５と、画像処理回路２０６とを有する。ＣＰＵ２０１は情報処理装置２０の動作を制御する。ＲＯＭ２０２は、コンピュータプログラムを格納している。コンピュータプログラムは、たとえば後述するフローチャートによって示される処理をＣＰＵ２０１または画像処理回路２０６に行わせるための命令群である。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１による実行にあたって、コンピュータプログラムを展開するためのワークメモリである。ＨＤＤ２０４は、カメラ１０から受信した動画像のデータ、または計測された被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸数に関するデータを格納する記憶装置である。
【００３７】
Ｉ／Ｆ２０５は、情報処理装置２０がカメラ１０から動画像のデータを受け取るためのインタフェースである。情報処理装置２０が有線のネットワーク経由で動画像のデータを受け取る場合には、Ｉ／Ｆ２０５はたとえばイーサネット（登録商標）端子であり得る。情報処理装置２０が無線のネットワーク経由で動画像のデータを受け取る場合には、Ｉ／Ｆ２０５はたとえばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した通信を行う送受信回路であり得る。またはＩ／Ｆ２０５は、有線の映像入力端子であってもよい。
【００３８】
画像処理回路２０６は、動画像のデータを解析する、いわゆるグラフィックスプロセッサ（ＧＰＵ）である。画像処理回路２０６は、撮像装置１０から動画像を受け取り、複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置をそれぞれ特定し、かつ、マーカ３０Ａおよび３０Ｂのそれぞれに含まれるコードを解析して被験者１Ａおよび１Ｂの情報を取得する。また、画像処理回路２０６は、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの領域にそれらの座標位置に基づいて各フレーム画像内で監視領域をそれぞれ指定し、複数のフレーム画像にわたって、監視領域の輝度値の変化に基づいて被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸に起因する生体活動を計測する。画像処理回路２０６は、最終的に、計測結果と共に被験者１Ａおよび１Ｂの情報を出力する。
【００３９】
画像処理回路２０６は、マーカ３０Ａの監視領域内の輝度変化に基づく計測結果と被験者１Ａの情報とを関連付け、マーカ３０Ｂの監視領域内の輝度変化に基づく計測結果と被験者１Ｂの情報とを関連付けることができる。関連付けの詳細については後述する。
【００４０】
本実施形態ではＣＰＵ２０１とは別に画像処理回路２０６を設けているが、これは一例である。ＣＰＵ２０１と画像処理回路２０６とを統合した集積回路を用いてもよいし、画像処理回路２０６の処理の一部を、ＣＰＵ２０１が行ってもよい。例えば、計測結果と被験者との関連付けはＣＰＵ２０１によって実行されてもよい。
【００４１】
図４および図５を参照して、計測システム１００の全体の動作を説明する。
【００４２】
図４は、画像処理回路２０６の主なブロック構成を示している。画像処理回路２０６は、マーカ検出部２０６Ａと、マーカ情報抽出部２０６Ｂと、輝度監視部２０６Ｃと、呼吸数算出部２０６Ｄと、関連付け部２０６Ｅと、を有している。画像処理回路２０６は、ディスプレイ６０への表示を制御する表示制御部などをさらに有していてもよい。
【００４３】
図５は、計測システム１００で行われる計測処理の手順を示している。この処理は主としてＣＰＵ２０１および／または画像処理回路２０６によって実行される。以下では、実行主体は画像処理回路２０６であるとして説明する。
【００４４】
〔被験者毎にマーカを配置および動画像の取得：ステップＳ１〕
まず、観測者または被験者１Ａおよび１Ｂが、被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸に伴う体動の発生位置に、被験者情報が符号化されたＱＲコードを含むマーカ３０Ａおよび３０Ｂをそれぞれ配置する。その後撮像を開始して、カメラ１０は、被験者１Ａおよび１Ｂの動画像を撮影する。
【００４５】
〔マーカの座標位置を特定およびマーカを解析して被験者情報を取得：ステップＳ２〕
ＱＲコードを解析するために、画像処理回路２０６にはＱＲコード読み取り用のソフトウエアが実装されている。ソフトウエアとしては、汎用のものを広く用いることができる。画像処理回路２０６のマーカ検出部２０６Ａは、フレーム画像内のＱＲコードを検索する。具体的に説明すると、マーカ検出部２０６Ａは、カメラ１０から、複数のフレーム画像から構成された動画像を受け取り、複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、マーカ３０Ａおよび３０Ｂを検索してそれらの座標位置を特定する。マーカ検出部２０６Ａは、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置を示す情報を輝度監視部２０６Ｃおよびマーカ情報抽出部２０６Ｂに出力する。
【００４６】
図２Ａおよび図２Ｂを参照する。マーカ検出部２０６Ａは、マーカ３０Ａおよび３０Ｂのそれぞれに対して、３つの位置検出パターン３１のうち少なくとの１つの座標位置をマーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置として特定する。本実施形態では、マーカ検出部２０６Ａは、３つの位置検出パターン３１の全ての位置座標を特定して輝度監視部２０６Ｃに出力するものとする。なお、白黒パターンが反転したＱＲコードを用いることもできる。その場合、画像処理で反転したパターンを再度反転させてからＱＲコードを読み取ればよい。
【００４７】
マーカ情報抽出部２０６Ｂは、ＱＲコードの符号化されたデータを復号して被験者１Ａおよび１Ｂのテキスト情報を取得する。具体的には、マーカ情報抽出部２０６Ｂは、被験者１ＡのＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」と、被験者１ＢのＩＤ番号「ＩＤ００Ｂ」とを取得する。マーカ情報抽出部２０６Ｂは、ＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」および「ＩＤ００Ｂ」を示すデータを関連付け部２０６Ｅに出力する。
【００４８】
単一のカメラ１０で複数の被験者を撮影した場合、画角などにより各被験者に配置されたマーカが小さくなり、その結果、マーカ情報抽出部２０６ＢはＱＲコードを読み取ることができなくなる可能性がある。その解決策として、例えばＱＲコードを読み取る期間だけ被験者毎に光学ズームを利用して撮影すればよい。その場合、カメラ１０はズームレンズを含むことができる。当然にカメラ１０は電子ズームを用いても構わない。それぞれのＱＲコードを読み取った後、カメラ１０はズームアウトして、マーカ検出部２０６Ａは各マーカの座標位置を特定する。ズームアウトした後も、被験者情報とマーカの座標情報との関連付けは維持しておく。なお、関連付けについては後述する。
【００４９】
再び図５を参照する。ステップ１とステップ２との間に被験者の体動を検出するステップを任意に設けることができる。画像処理回路２０６は、複数のフレーム画像の間において２つのフレーム画像の輝度値の差分を取得し、その結果から体動があるかどうかを検出することができる。被験者１Ａおよび／または１Ｂが寝返りを打ったとき、体動は非常に大きいので、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの少なくとも１つのＱＲコードの位置は各フレーム画像の間で大きく移動することになる。その場合、画像処理回路２０６は、そのフレーム画像では呼吸数の計測を行わないようにしても構わない。
【００５０】
マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置に関する情報を更新するタイミングを説明する。例えば、画像処理回路２０６は、１０秒毎にその座標位置を更新する。動画像が３０ｆｐｓで撮影される場合、画像処理回路２０６は、３００フレーム毎にその画像内のマーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置を検出する。換言すると、３００フレーム毎にその座標位置に関する情報は更新される。例えばその更新間隔は、被験者１Ａや１Ｂの呼吸数６回分に相当する。
【００５１】
〔マーカ毎に輝度値の変化を監視する監視領域を指定：ステップＳ３〕
図６は、マーカ３０Ａおよび３０Ｂに監視領域を指定した状態を模式的に示している。図中の外枠は、フレーム画像を示し、フレーム画像の左上の隅に座標の原点を設定している。なお、図中の矢印の方向は、呼吸に伴うマーカの微細な位置変動の方向（上下方向）を示している。
【００５２】
輝度監視部２０６Ｃは、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標位置を示す情報をマーカ検出部２０６Ａから取得する。輝度監視部２０６Ｃは輝度値の変化を監視するため、位置検出パターン３１の領域の少なくとも一部を囲むように、位置検出パターン３１の座標位置に基づいて監視領域４０Ａ、４０Ａ’および４０Ｂをそれぞれ指定する。監視領域は典型的には矩形である。位置検出パターン３１の座標位置は、例えばその領域の各頂点、中心または重心の座標を意味する。
【００５３】
図６には、輝度監視部２０６Ｃは、マーカ３０Ａに対して、２つの位置検出パターン３１の各領域の少なくとも一部を囲むように監視領域４０Ａおよび４０Ａ’をそれぞれ指定し、マーカ３０Ｂに対して、１つの位置検出パターン３１の領域の少なくとも一部を囲むように監視領域４０Ｂを指定した状態を例示している。なお、マーカ３０Ａのように１つのマーカに複数の監視領域を指定する場合、個々の領域を「部分領域」と称する場合がある。
【００５４】
監視領域（または部分領域）４０Ａに着目して、その設定方法を説明する。輝度監視部２０６Ｃは、位置検出パターン３１の座標位置に基づいて監視領域４０Ａの左上の頂点の座標（Ａｘ，Ａｙ）を演算して、位置検出パターン３１の領域を囲むように矩形の監視領域４０Ａを設定する。監視領域４０Ａのサイズは例えば１６×１６画素程度であり得る。監視領域４０Ａと同様の方法で、輝度監視部２０６Ｃは、他の監視領域４０Ａ’および４０Ｂを設定する。
【００５５】
〔監視領域の輝度値の変化を監視：ステップＳ４〕
図７は、監視領域４０Ａ内の輝度値を時系列にプロットして得られた呼吸波形を示している。横軸は時間を示し、縦軸は輝度（ａ．ｕ．）を示している。
【００５６】
輝度監視部２０６Ｃは、設定された監視領域４０Ａの輝度値の変化を監視する。平静時の被験者１Ａの体動は呼吸に起因して発生するため、複数のフレーム画像の間で位置検出パターン３１の位置が呼吸の周期に合わせて変化する。例えば、図６に示されるように、位置検出パターンは上下方向に微細に振動する。その結果、監視領域４０Ａの輝度値は位置検出パターン３１の位置に応じて変化する。具体的に説明すると、監視領域４０Ａにおいて、主として位置検出パターンの黒に対応した画素数が時間とともに変化する。輝度監視部２０６Ｃは、その変化を監視して、輝度変化を示す呼吸波形を生成する。監視領域４０Ａの輝度値は、例えば領域内の全画素の積算値または平均値である。なお、演算負荷が小さくなる観点からは、監視領域４０Ａの輝度値を積算値とすることが好ましい。
【００５７】
輝度監視部２０６Ｃは、監視領域４０Ａと同様に、監視領域４０Ａ’および４０Ｂの輝度変化を監視している。輝度監視部２０６Ｃは、監視領域４０Ａ’および４０Ｂの変化を示す呼吸波形をそれぞれ生成する。輝度監視部２０６Ｃは、生成した呼吸波形のデータを呼吸数算出部２０６Ｄに出力する。
【００５８】
〔被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸数をカウント：ステップＳ５〕
呼吸数算出部２０６Ｄは、輝度監視部２０６Ｃから出力された呼吸波形のデータに基づいて呼吸状況を示す呼吸の有無や呼吸数（ｂｐｍ）をカウントする。図７において、呼吸波形の隣接する山と山の間の期間または谷と谷の間の期間の逆数が体動の１周期に相当する。
【００５９】
呼吸数算出部２０６Ｄは、呼吸波形を解析して体動の１周期を演算し、その１周期を１呼吸として、所定期間内の呼吸数をカウントする。呼吸数算出部２０６Ｄは、呼吸数を示すデータを関連付け部２０６Ｅに出力する。また、呼吸数算出部２０６Ｄは、所定期間において、例えば呼吸波形のピークピーク（Ｐｅａｋ−ｔｏ―ｐｅａｋ）値が所定の閾値以下であれば、無呼吸状態と判定することができる。呼吸数算出部２０６Ｄは、輝度変化を示す呼吸波形のデータ、呼吸状況および呼吸数などの生体活動の一連の計測結果を関連付け部２０６Ｅに出力する。
【００６０】
図６に示されるように、マーカ３０Ａに対して、２つの監視領域４０Ａおよび４０Ａ’が設定された場合、呼吸数算出部２０６Ｄは、呼吸状況を示す呼吸の有無や呼吸数を各監視領域の呼吸波形に基づいてカウントする。例えば呼吸数算出部２０６Ｄは、監視領域４０Ａおよび４０Ａ’から得られた各呼吸数の平均を算出し、被験者１Ａの計測結果としてその平均値を関連付け部２０６Ｅに出力してもよいし、いずれかの代表値を出力してもよい。また、呼吸数算出部２０６Ｄは、監視領域４０Ａおよび４０Ａ’に対応した各呼吸波形データを平均して、平均された呼吸波形データを関連付け部２０６Ｅに出力してもよいし、いずれかの代表の呼吸波形データを出力してもよい。
【００６１】
〔計測結果と被験者情報とを関連付け：ステップＳ６〕
関連付け部２０６Ｅは、呼吸数算出部２０６Ｄから生体活動の計測結果を受け取り、マーカ情報抽出部２０６Ｂから被験者情報を受け取り、これらを関連付ける。関連付け部２０６Ｅは、関連付けした情報をＨＤＤ２０４に記録したり、ディスプレイ６０に出力したりすることができる。
【００６２】
図８は、関連付けした情報を有するＣＶＳファイルの内容を例示している。
【００６３】
関連付け部２０６Ｅは関連付けした情報を、例えばＣＶＳファイルにして、そのファイルをＨＤＤ２０４に記録することができる。図中には左側から、計測日時、被験者１ＡのＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」、被験者１Ａの呼吸数、被験者１ＢのＩＤ番号「ＩＤ００Ｂ」および被験者１Ｂの呼吸数を示している。例えば、ＣＰＵ２０１はＣＶＳファイルを参照することで、計測結果と被験者情報との対応関係を把握することができる。
【００６４】
関連付けについて具体的に説明する。関連付け部２０６Ｅは、呼吸数算出部２０６Ｄおよびマーカ情報抽出部２０６Ｂから、計測結果および被験者情報とともに、マーカ３０Ａおよび３０Ｂの座標情報、つまり全ての位置検出パターン３１の座標情報を受け取る。位置検出パターン３１の座標情報を参照することで、計測結果の取得元である監視領域が特定され、かつ、その位置検出パターンを含むＱＲコードを復号して取得された被験者情報が特定される。関連付け部２０６Ｅは、呼吸数算出部２０６Ｄおよびマーカ情報抽出部２０６Ｂからの位置検出パターン３１の座標情報を照合することで、被験者１Ａの計測結果に被験者１Ａの情報を紐付けし、被験者１Ｂの計測結果に被験者１Ｂの情報を紐付けすることができる。
【００６５】
〔計測結果と被験者情報とを表示：ステップＳ７〕
図９は、ディスプレイ６０に表示された表示内容の一例を示す。ディスプレイ６０は、被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸に起因する生体活動の計測結果を表示する。その生体活動の計測結果に関する情報は、被験者１Ａおよび１Ｂの呼吸数および呼吸数のトレンド情報を含んでいる。呼吸数のトレンド情報は、呼吸数の時間的な変化を示す波形としてディスプレイ６０に表示される。また、呼吸数の情報は所定の間隔で更新される。監視領域の輝度値の変化を示す呼吸波形も表示されている。
【００６６】
図示されていないが、計測システム１００の状態を表すシステム情報を表示してもよい。その情報は、例えば、検索中、測定中および停止中などの内部で起動しているプログラムの状態を意味する。
【００６７】
ディスプレイ６０にはカメラ１０により撮像された動画像がリアルタイムで表示されている。被験者１Ａを特定するＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」のラベルが被験者１Ａの映像に被験者１Ａやマーカ３０Ａに重ならないように例えばマーカ３０Ａの近辺に重畳的に表示されている。被験者１Ａと同様に、被験者１Ｂの映像にも、被験者１Ｂを特定するＩＤ番号「ＩＤ００Ｂ」のラベルが重畳的に表示されている。
【００６８】
本実施形態によると、被験者毎に異なるマーカを配置することで、呼吸に起因した監視領域内の輝度値の変化に基づいて、例えば被験体毎の呼吸数を計測することができ、かつ、マーカ内のコードを解析して各被験体の情報を同時に取得することができる。計測結果と被験者情報とを関連付けることで、単一カメラを用いた複数の被験者の同時計測が可能になる。
【００６９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態による計測システム１００は、呼吸数算出部２０６Ｄが、位置検出パターン３１の領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定した上で、呼吸波形を生成する点で、第１の実施形態による計測システム１００とは異なる。以下、第１の実施形態と共通する部分の説明は省略し、差異点を中心に説明する。
【００７０】
図１０Ａは、マーカ３０Ａの左上隅にある位置検出パターン３１に監視領域４０Ａを設定したある状態を模式的に示し、図１０Ｂは、時刻ｔ１、ｔ２およびｔ３における監視領域４０Ａ内の輝度値をそれぞれ示している。図１０Ｂの横軸は時刻を示し、縦軸は輝度（ａ．ｕ．）を示している。
【００７１】
上述したように、呼吸の体動によってマーカ３０Ａが上下方向に微細に振動する。図１０Ａに示されるように監視領域４０Ａを設定した場合、図１０Ｂから明らかなように、呼吸の体動によってマーカ３０Ａが上下方向に微細に振動しているにもかかわらず、時刻ｔ２とｔ３との間で輝度値に変化はない。これは、監視領域４０Ａの設定の仕方次第で、正常な呼吸波形を取得できないことを意味している。正常な呼吸波形とは、歪みを含まず、滑らかな曲線によって描かれる波形を指す。
【００７２】
図１１Ａは、マーカ３０Ａの左上隅にある位置検出パターン３１に監視領域４０Ａを設定したある状態を模式的に示し、図１１Ｂは、時刻ｔ１、ｔ２およびｔ３における監視領域４０Ａ内の輝度値をそれぞれ示している。
【００７３】
上述した課題を解決するために、本実施形態の呼吸数算出部２０６Ｄは、位置検出パターン３１の領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定し、監視領域４０Ａの輝度値の変化に基づいて呼吸波形を生成する。例えば、低レベルとして、位置検出パターン３１の黒の領域と同じ諧調レベルを採用することができる。または、例えば画素が８ビットの階調である場合には、「０」から「１００」までの範囲の階調レベルを採用することができる。図１１Ｂに示されるように、位置検出パターン３１の領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定することで、マーカ３０Ａの振動に追従して輝度値も変化していることが分かる。これは、監視領域４０Ａに影響を受けずに、正常な呼吸波形をより確実に取得できることを意味している。
【００７４】
本実施形態によると、正常な呼吸波形をより確実に取得でき、かつ、呼吸数などの計測の精度が向上する。
【００７５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による計測システム１００は、ＨＤＤ２０４が被験者に関する属性を示す対応表をさらに保持している点で、第１の実施形態による計測システム１００とは異なる。以下、第１の実施形態と共通する部分の説明は省略し、差異点を中心に説明する。
【００７６】
図１２は、被験者１Ａおよび１ＢのＩＤ番号と被験者１Ａおよび１Ｂに関する属性との対応関係の一例を示している。被験者の属性とは、例えば名前、性別、生年月日や年齢などである。
【００７７】
ＨＤＤ２０４は、図１２に示されるような、被験者１Ａおよび１ＢのＩＤ番号と、被験者１Ａおよび１Ｂに関する属性との対応関係を示す対応表を予め保持している。画像処理回路２０６またはＣＰＵ２０１は、この対応表を参照して、例えば被験者１Ａに対しては、ＱＲコードから読み取った被験者ＩＤ番号「ＩＤ００Ａ」に紐付された被験者の属性「Ａさん（４０歳）、女性」を取得することができる。被験者１Ｂに対しても、同様である。
【００７８】
図１３は、図９に示される被験者１Ａおよび１Ｂの映像部分を拡大して示している。被験者１Ａの映像には、ＩＤ番号に代えて、被験者１Ａの属性「Ａさん（４０歳）、女性」のラベルを重畳的に表示することができる。被験者１Ａと同様に、被験者１Ｂの映像には、被験者１Ｂの属性「Ｂさん（５０歳）、男性」のラベルを重畳的に表示することができる。
【００７９】
本実施形態によると、被験者の属性を重畳的に表示することで、映像の被験者を一見して特定することができる。
【００８０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態による計測システム１００Ａは、光源５０をさらに備え、かつ、マーカ３０Ａが再帰性反射材を含んでいる点で、第１の実施形態による計測システム１００とは異なる。以下、第１の実施形態と共通する部分の説明は省略し、差異点を中心に説明する。
【００８１】
図１４は、本実施形態による計測システム１００Ａの構成を模式的に示す。計測システム１００Ａは光源５０をさらに備えている。なお、説明の便宜のために、被験者１Ａのみを図示している。
【００８２】
光源５０は光５０ａを放射する光源である。光は可視光であってもよく、不可視光（たとえば赤外光）であってもよい。本実施形態では、赤外光を例に挙げて説明する。以下では、光５０ａを「赤外光５０ａ」と記述する。
【００８３】
カメラ１０は、可視光領域の波長を遮る光学フィルタ（不図示）を装着していてもよい。その光学フィルタは、例えば赤外フィルタとも呼ばれる。光学フィルタは、光源５０から放射され、再帰性反射材を含むマーカ３０Ａにおいて反射された赤外光５０ｂは透過するが、可視光は遮断する。光学フィルタを設けることにより、赤外光以外の光、より具体的には可視光がカメラ１０に入射することを防ぎ、それにより、撮影された動画像の輝度値の変化への影響を低減できる。可視光に起因する各フレーム画像の輝度値の変動を抑制できるので、可視光のみに起因し、生体反応に起因しない外乱ノイズの発生を効果的に低減できる。
【００８４】
本実施形態によるマーカ３０Ａは再帰性反射材をその一部または全てに含んでいる。再帰性反射材は、入射してきた光を、その入射方向に向けて反射する光学特性を有する反射材である。つまり、再帰性反射材に入射する光の入射角と、再帰性反射材によって反射された光の出射角とは等しい。ただしこの性質は理想的であり、実際には一部の入射方向とは異なる方向に反射され得る。本実施形態では、光源５０の光軸とカメラ１０の光軸とを近接して配置させている。これにより、光源５０から放射された赤外光５０ａは再帰性反射材に反射され、その多くが赤外光５０ｂとしてカメラ１０に入射する。よって、カメラ１０は十分な光量で被験者１Ａを撮影することができる。
【００８５】
例えば再帰性反射材として、ガラスビーズを塗布した布を用いることができる。さらに、透明の再帰性反射材が知られているので、それらを用いることもできる。その場合、赤外光に照射されると、その照射された部分だけが反射され視認される。従ってＱＲコードの白黒パターンのうち白に該当する領域にのみ透明の再帰性反射材を適用することで、被験者１Ａの情報を符号化したものと等価なマーカ３０Ａが得られる。
【００８６】
本実施形態によると、再帰性反射材と光源とを組み合わせることにより、光量が不足した撮影環境下においても利用可能な計測システムを提供できる。また、特に、再帰性反射材と赤外光源とを組み合わせることで、暗い撮影環境下でも呼吸による体動を精度よく測定することが可能になる。
【００８７】
本明細書は、以下の項目に記載の計測システム、被験体の呼吸に起因する生体活動の計測方法およびコンピュータプログラムを開示している。
【００８８】
〔項目１〕
被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、
前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、
を備える、計測システムであって、
前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカが配置されたときにおいて、
前記撮像装置は、時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を生成し、
前記画像処理回路は、
前記撮像装置から前記動画像を受け取り、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得し、
前記各マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内で指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力する、計測システム。
【００８９】
項目１に記載の計測システムによると、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定できる。
【００９０】
〔項目２〕
前記コードは、前記被験体の情報が符号化された一次元または二次元コードであって、前記画像処理回路は、前記一次元または二次元コードを復号して前記被験体の情報を取得し、かつ、前記一次元または二次元コードの一部を囲むように前記監視領域を指定する、項目１に記載の計測システム。
【００９１】
項目２に記載の計測システムによると、一次元または二次元コードを用いて簡易にマーカを準備することができる。
【００９２】
〔項目３〕
前記コードは、前記被験体の情報が符号化されたマトリックス型二次元コードである、項目１に記載の計測システム。
【００９３】
〔項目４〕
前記マトリックス型二次元コードは複数の位置検出パターンを含み、
前記画像処理回路は、前記マトリックス型二次元コードを復号して前記被験体の情報を取得し、かつ、前記複数の位置検出パターンのうち少なくとも１つの位置検出パターンの各領域の少なくとも一部を囲むように、前記少なくとも１つの位置検出パターンの座標位置に基づいて部分領域をそれぞれ指定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する、項目３に記載の計測システム。
【００９４】
項目４に記載の計測システムによると、例えばＱＲコードをマーカとて用いて被験者を測定することができる。
【００９５】
〔項目５〕
前記画像処理回路は、前記少なくとも１つの位置検出パターンの領域全体の輝度値を仮想的に低レベルに設定し、前記部分領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する、項目４に記載の計測システム。
【００９６】
項目５に記載の計測システムによると、正常な呼吸波形をより確実に取得でき、かつ、呼吸数などの計測の精度を向上させることができる。
【００９７】
〔項目６〕
前記被験体の呼吸に起因する生体活動の計測結果と前記被験体の情報とを関連付けて保持する記憶装置をさらに備える、項目１から５に記載の計測システム。
【００９８】
項目６に記載の計測システムによると、関連付けの情報が容易に得られる。
【００９９】
〔項目７〕
前記被験体の情報は、前記被験体を特定する参照番号であって、
前記記憶装置は、前記参照番号と前記被験体の属性とが対応付けられた対応表をさらに保持している、項目６に記載の計測システム。
【０１００】
項目７に記載の計測システムによると、対応表を参照することで付加的な被験体の属性をさらに取得することができる。
【０１０１】
〔項目８〕
光源をさらに備え、
前記マーカは再帰性反射材を含む、項目１から７のいずれかに記載の計測システム。
【０１０２】
項目８に記載の計測システムによると、マーカのバリエーションが提供される。
【０１０３】
〔項目９〕
前記被験体の呼吸に起因する生体活動の計測結果を表示する表示装置をさらに備え、
前記表示装置は、前記監視領域の輝度値の変化を示す呼吸波形、前記被験体の呼吸数、前記被験体の呼吸数のトレンドを示す波形、および前記動画像を表示し、前記被験体の情報を表すテキストを前記動画像に重畳して表示する、項目１から８のいずれかに記載の計測システム。
【０１０４】
項目９に記載の計測システムによると、被験者の属性を重畳的に表示することで、映像の被験者を一見して特定することができる。
【０１０５】
〔項目１０〕
前記撮像装置は複数の被験体を撮像し、
各被験体に固有の前記マーカが被験体毎に配置されている、項目１から９のいずれかに記載の計測システム。
【０１０６】
項目１０に記載の計測システムによると、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定できる。
【０１０７】
〔項目１１〕
被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、
前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、
を備える、計測システムを用いて、前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測する計測方法であって、
前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカを配置するステップと、
前記撮像装置によって時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を生成するステップと、
前記画像処理回路が、前記撮像装置から前記動画像を受け取り、前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得し、前記マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内でそれぞれ指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力するステップと、
を包含する、計測方法。
【０１０８】
項目１１に記載の計測方法によると、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定することができる。
【０１０９】
〔項目１２〕
被験体が含まれる動画像を生成する撮像装置と、
前記動画像を利用して前記被験体の生体活動を計測する画像処理回路と、
を備える、計測システムにおける前記画像処理回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記被験体の呼吸に伴う体動の発生位置に、前記被験体の情報を示すコードを含むマーカが配置されたときにおいて、
前記撮像装置によって時系列の複数のフレーム画像から構成される前記動画像を受け取るステップと、
前記複数のフレーム画像のうち少なくとも１つのフレーム画像において、前記マーカの座標位置を特定し、かつ、前記マーカに含まれる前記コードを解析して前記被験体の情報を取得するステップと、
前記マーカの座標位置に基づいて監視領域を各フレーム画像内でそれぞれ指定し、前記複数のフレーム画像にわたって、前記監視領域の輝度値の変化に基づいて前記被験体の呼吸に起因する生体活動を計測して、計測結果と共に前記被験体の情報を出力するステップと、
を包含する、コンピュータプログラム。
【０１１０】
項目１２に記載のコンピュータプログラムによると、単一のカメラを用いて複数の被験者を同時に測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、被験体を撮影した動画像を解析して、被験体の生体活動、特に呼吸の数を非接触で計測する方法として利用することができる。また本発明は、そのような動画像の解析および生体活動の計測のための装置、システム、コンピュータプログラムとして利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１Ａ、１Ｂ  被験者
１０        カメラ
２０        情報処理装置
３０Ａ、３０Ｂ  マーカ
３１        位置検出パターン
４０Ａ、４０Ａ’、４０Ｂ  監視領域
５０        光源
６０        ディスプレイ
１００      生体活動計測システム
２０１      ＣＰＵ
２０２      ＲＯＭ
２０３      ＲＡＭ
２０４      ＨＤＤ
２０５      Ｉ／Ｆ
２０６      画像処理回路
２０６Ａ    マーカ検出部
２０６Ｂ    マーカ情報抽出部
２０６Ｃ    輝度監視部
２０６Ｄ    呼吸数算出部
２０６Ｅ    関連付け部
【図１】
2017079811.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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