(57)【要約】【課題】被検体のプライバシーを保護すること、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも被検体の生体情報を抽出すること、および生体情報の抽出精度を低下させることなく送信データ量を削減することを可能とする。【解決手段】生体情報抽出装置３が、人物（被検体）Ｈの頭部に装着された頭部装着体２に設置され、人物Ｈの少なくとも顔の一部を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像するカメラ１１と、カメラ１１で撮像した撮像画像から肌色領域を選択する領域選択部１２と、肌色領域の画像データに基づき人物Ｈの脈波信号Ｗを検出する脈波検出部１３と、脈波信号Ｗを所定の送信先に送信するデータ送信部１４とを備えており、カメラ１１が人物Ｈの顔の側面に向けて配置され、顔の側面の一部（顔の頬）を撮像するように設定された構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の頭部に装着された頭部装着体に設置され、前記被検体と接触せずに得られる情報から該被検体の生体情報を抽出する生体情報抽出装置であって、
前記被検体の少なくとも顔の一部を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した撮像画像から肌色領域を選択する領域選択部と、
前記肌色領域に基づいて抽出された前記被検体の生体に関する生体関連データを所定の送信先に送信するデータ送信部とを備えており、
前記カメラが、前記被検体の前記顔の側面に向けて配置されたことを特徴とする生体情報抽出装置。
【請求項２】
前記カメラが、前記顔の側面の一部を撮像するように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の生体情報抽出装置。
【請求項３】
前記顔の一部が、前記顔の頬であることを特徴とする請求項２に記載の生体情報抽出装置。
【請求項４】
前記生体関連データが、前記肌色領域の時系列的な画像データであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報抽出装置。
【請求項５】
前記肌色領域の前記時系列的な画像データに基づき前記被検体の脈波信号を検出する脈波検出部をさらに備え、
前記生体関連データが、前記脈波信号であることを特徴とする請求項４に記載の生体情報抽出装置。
【請求項６】
前記脈波信号に基づき前記被検体の生体情報を抽出する生体情報抽出部をさらに備え、
前記生体関連データが、前記生体情報であることを特徴とする請求項５に記載の生体情報抽出装置。
【請求項７】
前記頭部装着体が、ヘルメットまたはヘッドレストを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の生体情報抽出装置。
【請求項８】
前記カメラが、そのレンズに可視光カットフィルタおよび赤外光カットフィルタを有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の生体情報抽出装置。
【請求項９】
前記カメラが、ＬＥＤ照明を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の生体情報抽出装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の前記生体情報抽出装置と、
前記生体情報抽出装置から送信された前記生体関連データを受信する生体情報分析装置とを備えたことを特徴とする生体情報抽出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体と接触せずに得られる情報からその生体情報を抽出する生体情報抽出装置および生体情報抽出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人の脈拍の測定に関し、被検者の手首に測定者（看護師等）が指を当てて人的に脈動を確認する方法や、被検者の手首や指などに専用の測定機器を取り付けることにより、自動で脈動を検出する方法などが知られている。一方、そのような測定方法は、被検者の自由な行動が一時的に制限されたり、被検者に測定機器を取り付ける必要が生じたりするため、被検者（人体）と接触せずに脈拍を推定（検出）するための技術が開発されている。例えば、被検者を撮影して得られた画像データから被検者の脈波の時系列データである脈波信号を抽出し、その脈波信号に基づき脈拍を推定（検出）する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば工事現場や建設現場などでは、作業者の健康状態（例えば、眠気、ストレス、体調不良）に起因する事故発生を防止するために、作業者の生体情報（例えば、脈波、脈拍）を取得し、その生体情報に基づき作業者の健康状態を監視および管理することが望まれる。そこで、被検体（測定対象者）の頭部に装着されるヘルメットの正面のつばに設置されたカメラで被検体の顔の正面を撮像してその画像データ（映像情報）を管理コンピュータに無線送信し、管理コンピュータで画像データに基づき被検体の生体情報を抽出して健康状態を判定する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３９６６１号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１５／０９８９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２に記載された従来技術では、被検体の顔の正面を撮像した画像データを作成して送信するため、誤送信や情報漏えい等のトラブルが生じた場合に、被検体のプライバシーを保護できないという問題があった。また、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合は、被検体の顔の正面を撮像した画像に基づく生体情報を精度よく抽出することができず、場合によっては抽出できないという問題もあった。
【０００６】
さらに、上記特許文献２に記載された従来技術では画像データを送信しているが、画像データはデータ量が多いため、通信帯域を大量に確保するか、あるいは送信データ量を削減すべく、Ｈ．２６４等の公知の画像圧縮技術を用いて画像データを圧縮するかまたは画像サイズを縮小する必要があった。しかし、画像データを圧縮するかまたは画像サイズを縮小した場合は、その画像データに基づく生体情報の抽出精度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、被検体のプライバシーを保護すること、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも被検体の生体情報を抽出すること、および生体情報の抽出精度を低下させることなく送信データ量を削減することが可能な生体情報抽出装置および生体情報抽出システムを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生体情報抽出装置は、前記被検体の頭部に装着された頭部装着体に設置され、前記被検体と接触せずに得られる情報から該被検体の生体情報を抽出する生体情報抽出装置であって、前記被検体の少なくとも顔の一部を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した撮像画像から肌色領域を選択する領域選択部と、前記肌色領域に基づいて抽出された前記被検体の生体に関する生体関連データを所定の送信先に送信するデータ送信部とを備えており、前記カメラが、前記被検体の前記顔の側面に向けて配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被検体のプライバシーを保護すること、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも被検体の生体情報を抽出すること、および生体情報の抽出精度を低下させることなく送信データ量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る生体情報抽出システムの全体構成図
【図２】第１実施形態に係る生体情報抽出システムの機能ブロック図
【図３】脈波検出処理および脈拍推定処理の説明図
【図４】第１実施形態に係る生体情報抽出装置を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図
【図５】第１実施形態に係る生体情報抽出装置による処理の流れを示すフロー図
【図６】第１実施形態に係る情報分析装置による処理の流れを示すフロー図
【図７】人物の顔に装着される遮蔽物と、人物の心拍数との関係を調べた実験の結果を示す図
【図８】第２実施形態に係る生体情報抽出システムの全体構成図
【図９】第２実施形態に係る生体情報抽出システムの機能ブロック図
【図１０】第３実施形態に係る生体情報抽出システムの全体構成図
【図１１】第３実施形態に係る生体情報抽出システムの機能ブロック図
【図１２】第４実施形態に係る生体情報抽出システム１の概略図
【図１３】生体情報抽出装置のカメラの変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、被検体の頭部に装着された頭部装着体に設置され、前記被検体と接触せずに得られる情報から該被検体の生体情報を抽出する生体情報抽出装置であって、前記被検体の少なくとも顔の一部を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した撮像画像から肌色領域を選択する領域選択部と、前記肌色領域に基づいて抽出された前記被検体の生体に関する生体関連データを所定の送信先に送信するデータ送信部とを備えており、前記カメラが、前記被検体の前記顔の側面に向けて配置されたことを特徴とする。
【００１２】
この第１の発明に係る生体情報抽出装置によれば、被検体の顔の側面に向けて配置されたカメラで被検体の顔の側面を撮像するように構成したので、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも被検体の生体情報（例えば、脈波、脈拍）を抽出することが可能となる。また、被検体の撮像画像の肌色領域に基づいて抽出された生体関連データを所定の送信先に送信するように構成したので、被検体の顔全体の画像を送信する場合に比べて、送信データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００１３】
また、第２の発明では、上記第１の発明において、前記カメラが、前記顔の側面の一部を撮像するように設定されたことを特徴とする。
【００１４】
この第２の発明に係る生体情報抽出装置によれば、カメラで被検体の顔の側面の一部を撮像するように構成したので、被検体の顔を識別可能な画像データが作成されることがない。これにより、画像データの誤送信や情報漏えい等のトラブルが生じた場合でも、被検体のプライバシーを保護することが可能となる。
【００１５】
また、第３の発明では、上記第２の発明において、前記顔の一部が、前記顔の頬であることを特徴とする。
【００１６】
この第３の発明に係る生体情報抽出装置によれば、平坦であり、面積が広く、かつ皮膚が薄い顔の頬を撮像するように構成したので、被検体の脈波信号を精度よく抽出することが可能となる。
【００１７】
また、第４の発明では、上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記生体関連データが、前記肌色領域の時系列的な画像データであることを特徴とする。
【００１８】
この第４の発明に係る生体情報抽出装置によれば、肌色領域の時系列的な画像データを生体関連データとして所定の送信先に送信するように構成したので、顔全体の画像を送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００１９】
また、第５の発明では、上記第４の発明において、前記肌色領域の時系列的な画像データに基づき前記被検体の脈波信号を検出する脈波検出部をさらに備え、前記生体関連データが、前記脈波信号であることを特徴とする。
【００２０】
この第５の発明に係る生体情報抽出装置によれば、脈波信号を生体関連データとして所定の送信先に送信するように構成したので、生体情報の抽出精度を低下させることなく、画像データを送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００２１】
また、第６の発明では、上記第５の発明において、前記脈波信号に基づき前記被検体の生体情報を抽出する生体情報抽出部をさらに備え、前記生体関連データが、前記生体情報であることを特徴とする。
【００２２】
この第６の発明に係る生体情報抽出装置によれば、生体情報を生体関連データとして所定の送信先に送信するように構成したので、生体情報の抽出精度を低下させることなく、画像データを送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００２３】
また、第７の発明では、上記第１の発明ないし第６の発明のいずれかにおいて、前記頭部装着体が、ヘルメットまたはヘッドレストを含むことを特徴とする。
【００２４】
この第７の発明に係る生体情報抽出装置によれば、頭部装着体として、ヘルメットまたはヘッドレストを用いるように構成したので、生体情報抽出装置を、工事現場、建設現場、コールセンターの電話オペレータ、各種重機のオペレータ、各種車両のドライバーなどの様々な用途に適用することが可能となる。
【００２５】
また、第８の発明では、上記第１の発明ないし第７の発明のいずれかにおいて、前記カメラが、そのレンズに可視光カットフィルタおよび赤外光カットフィルタを有することを特徴とする。
【００２６】
この第８の発明に係る生体情報抽出装置によれば、昼間は可視光を光源として撮像し、夜間は赤外線を光源として撮像することができるので、昼間でも夜間でも被検体をより鮮明に撮像することが可能となる。
【００２７】
また、第９の発明では、上記第１の発明ないし第８の発明のいずれかにおいて、前記カメラが、ＬＥＤ照明を有することを特徴とする。
【００２８】
この第９の発明に係る生体情報抽出装置によれば、被検体の撮像に必要な光量が不足した場合でも、ＬＥＤ照明を駆動して撮像に必要な光量を確保することにより、被検体をより鮮明に撮像することが可能となる。
【００２９】
また、第１０の発明は、上記第１の発明ないし第９の発明のいずれかに記載の前記生体情報抽出装置と、前記生体情報抽出装置から送信された前記生体関連データを受信する生体情報分析装置とを備えたことを特徴とする生体情報抽出システムである。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１および図２は、それぞれ本発明の第１実施形態に係る生体情報抽出システム１の全体構成図および機能ブロック図であり、図３は図２に示した生体情報抽出装置３および生体情報分析装置４での脈波検出処理および脈拍推定処理の説明図である。
【００３２】
生体情報抽出システム１は、人体と接触せずに得られる情報（撮像画像）からその生体情報（例えば、脈波、脈拍）を抽出するものであり、図１に示すように、人物（被検体）Ｈの頭部に装着された頭部装着体２に設置され、人物Ｈの生体情報の原情報である脈波信号Ｗを抽出する生体情報抽出装置３と、生体情報抽出装置３から送信された脈波信号Ｗを受信する生体情報分析装置４とを備えている。また、生体情報抽出システム１において、生体情報抽出装置３および生体情報分析装置４は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やBluetooth（登録商標）等の無線通信ネットワーク５を介して互いに通信可能に接続されている。ただし、これに限らず、生体情報抽出装置３および生体情報分析装置４が、公知の通信ケーブルによって有線接続される構成であってもよい。
【００３３】
本実施形態では、人物Ｈは工事現場や建設現場等の作業者であり、頭部装着体２はヘルメットである。以降、頭部装着体２は「ヘルメット」とも称する。図１の例では、ヘルメット２はその下端に全周にわたって形成されたつば２ａを有している。なお、人物Ｈは、工事現場や建設現場等の作業者に限定されるものではなく、例えば、クレーンやショベルカー等の各種重機のオペレータ、トラックや一般車等の各種車両のドライバー、コールセンターの電話オペレータ（図１２参照）等であってもよい。また、頭部装着体２も、ヘルメットに限定されるものではなく、ヘッドセット（図１２参照）、ヘッドギア、帽子等であってもよい。
【００３４】
図２に示すように、生体情報抽出装置３は、人物Ｈの少なくとも顔の一部を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像するカメラ１１と、カメラ１１で撮像された撮像画像から肌色領域を抽出する領域抽出部１２と、領域抽出部１２で抽出された肌色領域に基づき人物Ｈの脈波信号Ｗを検出する脈波検出部１３と、脈波検出部１３で検出された脈波信号Ｗを、無線通信ネットワーク５を介して送信するデータ送信部１５とを備えている。
【００３５】
生体情報抽出装置３は、薄型の略矩形状の筐体を有しており、その内部に後述する各部の機能を実施するハードウェアが収容されている。カメラ１１のレンズは、筐体の側面に露出している。生体情報抽出装置３の上端部３ａは、ヘルメット２のつば２ａにおける人物Ｈの顔の側方に位置する部分に、図示しない公知の取付機構を用いて固定的に取り付けられている。これにより、カメラ１１は人物Ｈの顔の側面に向けて配置されることとなる。図１の例では、カメラ１１は人物Ｈの顔の側面に対向するように配置されている。上記の取付機構としては、例えば、つば２ａを挿入して固定可能なコ字状断面の係合部を有する取付機構が挙げられる。なお、カメラ１１が人物Ｈの顔の側面に向けて配置される限り、生体情報抽出装置３のヘルメット２への取り付け方法は特に限定されるものではない。例えば、一方がヘルメット２に設置され他方が生体情報抽出装置３に設置される、互いに結合可能な一対の結合機構を用いてもよい。あるいは、ヘルメット２と生体情報抽出装置３とを一体的に構成してもよい。
【００３６】
カメラ１１は、公知の構成を有するカメラであり、レンズを通して得られる被写体（人物Ｈ）からの光を図示しないイメージセンサ（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）に結像させることにより、その結像した像の光を電気信号に変換する撮像素子を有している。上述したように、カメラ１１は人物Ｈの顔の側面に対向するように設置されているので、カメラ１１は、人物Ｈの顔の側面を撮像することとなる。また、カメラ１１の撮像領域Ｒは、人物Ｈの顔の側面の全体ではなく、顔の側面の一部に設定される。これにより、人物Ｈの顔を識別可能な画像データが作成されることがない。
【００３７】
本実施形態では、カメラ１１の配置位置は、人物Ｈの顔の頬を撮像するように設定されている。つまり、カメラ１１の撮像領域Ｒは、顔の頬となる。詳細については後述するが、本発明に用いられる生体情報取得技術では、カメラ１１で撮像した人物Ｈの肌の撮像画像に基づき時系列データである脈波信号Ｗを抽出する。脈波信号Ｗは、心臓の収縮による血管の容量変化に起因する光吸収量（具体的には、血液中のヘモグロビン濃度）の変化に基づき抽出される信号なので、撮像領域Ｒは、人物Ｈの肌の撮像が容易であり、かつ光吸収量の変化を精度よく抽出できるように皮膚が薄い部分であることが望ましい。顔の頬は、平坦であり、面積が広く、かつ皮膚が薄いので、脈波信号Ｗを抽出するための撮像領域Ｒとして最適である。顔の頬を撮像領域Ｒとすることにより、人物Ｈの脈波信号Ｗを精度よく抽出することが可能となる。
【００３８】
領域抽出部１２は、撮像画像（フレーム画像）における所定サイズの画素ブロック毎にその画素ブロックの色（または輝度）を代表する代表値を求め、その代表値が予め設定された肌色値に一致する場合に、その画素ブロックまたはその画素ブロックから所定範囲内の領域を肌色領域として抽出する。なお、肌色値は、撮像画像から公知の画像認識技術を用いて検出された肌色候補領域の代表値に基づき自動的に設定されるものとする。なお、肌色値は、個人毎におよび撮像時の光条件によって異なるため、人物Ｈがヘルメット２を装着したとき、および所定時間毎に設定されるようにするとよい。
【００３９】
脈波検出部１３は、時間的に連続する撮像画像において抽出された肌色領域を構成する各画素に関し、例えばＲＧＢの各成分の画素値（０−２５５階調）を算出し、その代表値（ここでは、各画素の平均値）の時系列データを脈波信号Ｗとして生成する。この場合、脈動による変動が特に大きい緑成分（Ｇ）のみの画素値に基づき時系列データである脈波信号Ｗを生成することができる。脈波信号Ｗは波形データである（図３（Ａ）参照）。
【００４０】
データ送信部１５は、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の公知の無線通信技術を用いて、肌色領域に基づいて抽出された人物Ｈの生体に関する生体関連データ（本実施形態では、脈波検出部１３で生成された脈波信号Ｗ）を生体情報分析装置４に送信することができる。なお、データ送信部１５で用いられる無線通信技術は、特に限定されるものではなく、公知の様々な無線通信技術を用いることが可能である。
【００４１】
図２に示すように、生体情報分析装置４は、生体情報抽出装置３から送信された生体関連データ（本実施形態では、脈波信号Ｗ）を受信するデータ受信部２１と、データ受信部２１が受信した脈波信号Ｗに基づき人物Ｈの脈拍を推定する脈拍推定部２２と、脈拍推定部２２で推定された脈拍を脈拍データＭとして記憶するデータ記憶部２３とを備えている。
【００４２】
データ受信部２１は、生体情報抽出装置３のデータ送信部１５と同様に、無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の公知の無線通信技術を用いて、データ送信部１５から送信された生体関連データを受信することができる。なお、データ受信部２１で用いられる無線通信技術は、データ送信部１５から送信され生体関連データを受信できる限り、特に限定されるものではない。
【００４３】
画素値（平均値）の時系列データである脈波信号Ｗは、例えば、図３（Ａ）に示すように、血液中のヘモグロビン濃度の変化に基づく微少な変動（例えば、画素値の１階調未満の変動）を伴う。そこで、脈拍推定部２２は、脈波信号Ｗに対し、公知のフィルタ処理（例えば、所定の通過帯域が設定されたバンドパスフィルタによる処理など）を実施することにより、図３（Ｂ）に示すように、ノイズ成分を除去した脈波信号Ｗを抽出することができる。その後、脈拍推定部２２はノイズ成分を除去した脈波信号Ｗにおける互いに隣り合うピーク間の間隔Ｓ（図３（Ｂ）参照）、すなわち脈波の一拍分の周期の間隔（脈波間隔）Ｓを算出し、その脈波間隔Ｓに基づき脈拍（脈拍数）を推定することができる。脈波間隔Ｓは、心臓の拍動に起因するため、心電計における心拍間隔（ＲＲＩ）に相当すると見なすことができる。したがって、脈波間隔Ｓに基づき脈拍数を推定することが可能である。
【００４４】
脈拍推定部２２での推定結果（脈拍数）は、脈拍データとしてデータ記憶部２３に記憶される。また、脈拍推定部２２での推定結果を含む各種情報（例えば、脈波の波形など）は、図示しない表示装置（公知のディスプレイ装置）に出力され表示される。
【００４５】
図４（Ａ）は、第１実施形態に係る生体情報抽出装置３を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。生体情報抽出装置３は、カメラ１１、所定の制御プログラムに基づき各種情報処理（例えば、領域抽出処理、脈波検出処理）や周辺機器の制御などを統括的に実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）３２、ＣＰＵ３１およびＤＳＰ３２のワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）やＣＰＵ３１およびＤＳＰ３２が実行する制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ３３、生体情報抽出装置３での処理結果を蓄積するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やメモリカードなどの記憶手段３４、生体情報分析装置４との間で無線送信を行う無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の通信手段３５、およびそれらを接続するバス３６を含むハードウェア構成を有している。なお、図２に示した生体情報抽出装置３の各部の機能の少なくとも一部については、ＣＰＵ３１およびＤＳＰ３２が所定の制御プログラムを実行することによって実現可能である。また、生体情報抽出装置３の機能の少なくとも一部を他の公知のハードウェアによる処理によって代替してもよい。
【００４６】
図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る生体情報分析装置４を実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。生体情報分析装置４は、所定の制御プログラムに基づき各種情報処理（例えば、領域抽出処理、脈波検出処理）や周辺機器の制御などを統括的に実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４１およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）４２、ＣＰＵ４１およびＤＳＰ４２のワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）やＣＰＵ４１およびＤＳＰ４２が実行する制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリ４３、生体情報分析装置４での処理結果を蓄積するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やメモリカードなどの記憶手段４４、生体情報抽出装置３との間で無線送信を行う無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等の通信手段４５、およびそれらを接続するバス４６を含むハードウェア構成を有している。なお、図２に示した生体情報分析装置４の各部の機能の少なくとも一部については、ＣＰＵ３１およびＤＳＰ３２が所定の制御プログラムを実行することによって実現可能である。また、生体情報分析装置４の機能の少なくとも一部を他の公知のハードウェアによる処理によって代替してもよい。
【００４７】
次に、第１実施形態に係る生体情報抽出装置３および生体情報分析装置４による処理の流れを、図５および図６のフロー図を参照してそれぞれ説明する。
【００４８】
図５は、第１実施形態に係る生体情報抽出装置３による処理の流れを示すフロー図である。まず、カメラ１１で、人物Ｈの少なくとも顔の一部（本実施形態では、顔の頬）を被写体として含む時間的に連続する撮像画像を撮像する（ＳＴ１０１）。続いて、領域抽出部１２がカメラ１１で撮像された撮像画像（フレーム画像）における肌色領域を抽出する（ＳＴ１０２）。次に、脈波検出部１３が、領域抽出部１２で抽出された肌色領域を構成する各画素値に基づく時系列データを脈波信号Ｗとして生成する。そして、ステップＳＴ１０４では、データ送信部１４が、脈波検出部１３で生成さえた脈波信号Ｗを生体関連データとして生体情報分析装置４に送信する（ＳＴ１０４）。なお、生体情報抽出装置３では、上述のステップＳＴ１０１−ＳＴ１０４が、順次繰り返し実行される。
【００４９】
図６は、第１実施形態に係る生体情報分析装置４による処理の流れを示すフロー図である。まず、データ受信部２１が、生体情報抽出装置３のデータ送信部１４から脈波信号Ｗを受信する（ＳＴ２０１）。続いて、脈拍推定部２２が、脈波信号Ｗに対し公知のフィルタ処理を実施して脈波を検出し、その脈波における互いに隣り合うピーク間の間隔Ｓ（図３（Ｂ）参照）、すなわち脈波の一拍分の周期の間隔（脈波間隔）Ｓを算出し、その脈波間隔Ｓに基づき脈拍（脈拍数）を推定する（ＳＴ２０２）。そして、データ記憶部２３が、脈拍推定部２２で推定された脈拍を脈拍データとして記憶する（ＳＴ２０３）。なお、生体情報分析装置４では、上述のステップＳＴ２０１−ＳＴ２０３が順次繰り返し実行される。
【００５０】
図７は、人物Ｈの顔に装着される遮蔽物（サングラス５１、マスク５２）と、人物Ｈの心拍数との関係を調べた実験の結果を示す図であり、（ａ）は人物Ｈが顔に遮蔽物を装着していない場合、（ｂ）は人物Ｈが顔にサングラス５１を装着している場合、（ｃ）は人物Ｈが顔にマスク５２を装着している場合、（ｄ）は人物Ｈが顔にサングラス５１およびマスク５２を装着している場合をそれぞれ示す。また、（ａ）〜（ｄ）において、「心拍計」は心拍計で測定した心拍数、「正面カメラ」は、人物Ｈの顔の正面を撮像した撮像画像に基づき検出される心拍数、「側面カメラ」は、人物Ｈの顔の側面を撮像した撮像画像に基づき検出される心拍数をそれぞれ示す。
【００５１】
図７の（ａ）〜（ｄ）に示すように、人物Ｈの顔の側面を撮像した撮像画像に基づき検出される心拍数（側面カメラ）は、人物Ｈが顔に遮蔽物を装着している場合（図７の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ））でも、人物Ｈが顔に遮蔽物を付けていない場合（図７の（ａ））でも、心拍計で測定した心拍数（心拍計）とほぼ同じであった。一方、人物Ｈの顔の正面を撮像した撮像画像に基づき検出される心拍数（正面カメラ）は、人物Ｈが顔にマスク５２を装着している場合（図７の（ｃ））と、人物Ｈが顔にサングラス５１およびマスク５２を装着している場合（図７の（ｄ））は検出不能であった。このことから、人物Ｈが顔にマスク５２を装着している場合、人物Ｈの心拍数は、人物Ｈの顔の正面を撮像した撮像画像からは検出できないが、人物Ｈの顔の側面を撮像した撮像画像からは検出できることが分かった。したがって、人物Ｈが顔にマスク５２等の遮蔽物を装着している場合を考慮すると、人物Ｈの顔は、正面ではなく側面を撮像した方がよいことが分かった。
【００５２】
以上のように、第１実施形態に係る生体情報抽出システム１によれば、人物Ｈの顔の側面に向けて配置されたカメラ１１で人物Ｈの顔の側面を撮像するように構成したので、人物Ｈが顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも人物Ｈの生体情報を抽出することが可能となる。また、カメラ１１で人物Ｈの顔の側面の一部（本実施形態では、顔の頬）を撮像するように構成したので、人物Ｈの顔を識別可能な画像データが作成されることがない。これにより、画像データの誤送信や情報漏えい等のトラブルが生じた場合でも、人物Ｈのプライバシーを保護することが可能となる。さらに、生体情報抽出装置３において脈波信号Ｗを生成し、その脈波信号Ｗを生体情報分析装置４に送信するように構成したので、生体情報の抽出精度を低下させることなく、画像データを送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、カメラ１１の撮像領域Ｒは顔の頬としたが、撮像領域Ｒは、人物Ｈの顔の側面の一部である限り、顔の頬以外の部分であってもよい。例えば、図７の（ｃ）に示すような人物Ｈの顔におけるマスク５２よりも上側の領域Ｒ１、図７の（ｄ）に示すような人物Ｈの顔におけるマスク５２とサングラス５１との間の領域Ｒ２、人物Ｈのこめかみの部分、人物Ｈの耳の前側の領域などを撮像領域Ｒとすることができる。
【００５４】
また、この第１実施形態では、生体情報抽出装置３での処理量を軽減するために、生体情報抽出装置３から生体情報分析装置４に、フィルタ処理を実施する前の脈波信号Ｗを送信するように構成している。しかし、フィルタ処理を実施した後の脈波信号（すなわち、ノイズ成分を除去した脈波信号）を送信するように構成してもよい。その場合でも、画像データを送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。なお、この場合は、脈波信号Ｗのフィルタ処理は、生体情報抽出装置３において実施する。
【００５５】
（第２実施形態）
図８および図９は、本発明の第２実施形態に係る生体情報抽出システム１の全体構成図および機能ブロック図である。図８および図９において、上述の第１実施形態と同様の構成要素については、同一の符号が付されている。また、第２実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。
【００５６】
この第２実施形態に係る生体情報抽出システム１は、図８に示すように、生体情報抽出装置３から生体情報分析装置４に、生体関連データとして脈拍データＭが送信される点が第１実施形態の場合とは異なる。また、図９に示すように、脈拍推定部２２が、生体情報分析装置４ではなく生体情報抽出装置３に設けられている点が第１実施形態の場合とは異なる。この第２実施形態に係る生体情報抽出システム１では、脈拍（脈拍数）の推定は生体情報抽出装置３において行われ、生体情報抽出装置３から生体情報分析装置４に脈拍データＭが送信される。生体情報分析装置４は、生体情報抽出装置３から受信した脈拍データＭをデータ記憶部２３に記憶する。
【００５７】
この第２実施形態に係る生体情報抽出システム１によれば、生体情報抽出装置３において脈拍データＭを生成し、その脈拍データＭを生体情報分析装置４に送信するように構成したので、生体情報の抽出精度を低下させることなく、画像データを送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。また、生体情報抽出装置３から生体情報である脈拍データＭを送信することができるので、生体情報抽出システム１の構成の自由度が高まる。これにより、様々な構成の生体情報抽出システム１を構築することが可能となる。また、人物Ｈの顔の側面に向けて配置されたカメラ１１で人物Ｈの顔の側面の一部（本実施形態では、顔の頬）を撮像するように構成したので、上記の第１実施形態の場合と同様に、人物Ｈのプライバシーを保護すること、および、人物Ｈが顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも人物Ｈの生体情報を抽出することが可能となる。
【００５８】
（第３実施形態）
図１０および図１１は、本発明の第３実施形態に係る生体情報抽出システム１の全体構成図および機能ブロック図である。図１０および図１１において、上述の第１実施形態と同様の構成要素については、同一の符号が付されている。また、第３実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。
【００５９】
この第３実施形態に係る生体情報抽出システム１は、図１０に示すように、生体情報抽出装置３から生体情報分析装置４に、生体関連データとして画像データＰが送信される点が第１実施形態の場合とは異なる。また、図１１に示すように、脈波検出部１３が、生体情報抽出装置３ではなく、生体情報分析装置４に設けられている点が第１実施形態の場合とは異なる。この第３実施形態に係る生体情報抽出システム１では、生体情報抽出装置３から生体情報分析装置４に画像データＰが送信され、生体情報分析装置４において、脈波信号の検出、およびその脈波信号に基づく脈拍（脈拍数）の推定が行われる。
【００６０】
この第３実施形態に係る生体情報抽出システム１によれば、生体情報抽出装置３において肌色領域の時系列的な画像データである画像データＰを生成し、その画像データＰを生体情報分析装置４に送信するように構成したので、生体情報の抽出精度を低下させることなく、顔全体の画像を送信する場合に比べて送信データ量を大幅に削減することが可能となる。また、人物Ｈの顔の側面に向けて配置されたカメラ１１で人物Ｈの顔の側面の一部（本実施形態では、顔の頬）を撮像するように構成したので、上記の第１実施形態の場合と同様に、人物Ｈのプライバシーを保護すること、および、人物Ｈが顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも人物Ｈの生体情報を抽出することが可能となる。
【００６１】
（第４実施形態）
図１２は、本発明の第４実施形態に係る生体情報抽出システム１の概略図である。図１２において、上述の第１実施形態と同様の構成要素については、同一の符号が付されている。また、第１実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上述の第１実施形態の場合と同様とする。なお、この図１２では、生体情報分析装置４の図示は省略している。
【００６２】
この第４実施形態に係る生体情報抽出システム１は、頭部装着体として、ヘルメット２の代わりにヘッドセット２を用いている点が第１実施形態の場合とは異なる。ヘッドセット２は、人物Ｈの頭部に装着されるバンド部６１と、バンド部６１の下端６１ａに設置されるヘッドホン６２と、バンド部６１の下端６１ａから延びるアーム６３と、アーム６３の先端６３ａに設置されるマイク６４とを備えており、生体情報抽出装置３は、クリップ等の図示しない公知の取付機構を用いて、アーム６３における人物Ｈの顔の頬に向けて位置する部分に固定的に取り付けられる。カメラ１１の配置位置は、人物Ｈの顔の頬を撮像するように設定されている。つまり、カメラ１１の撮像領域Ｒは、顔の頬となる。
【００６３】
この第４実施形態に係る生体情報抽出システム１は、コールセンターの電話オペレータなどに適用可能である。この第４実施形態に係る生体情報抽出システム１によれば、人物Ｈの顔の側面に向けて配置されたカメラ１１で人物Ｈの顔の側面の一部（本実施形態では、顔の頬）を撮像するように構成したので、上記の第１実施形態の場合と同様に、人物Ｈのプライバシーを保護すること、および、人物Ｈが顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも人物Ｈの生体情報を抽出することが可能となる。
【００６４】
図１３は、生体情報抽出装置３のカメラ１１の変形例を示す図である。図１３に示すように、カメラ１１は、レンズ７１とＬＥＤ照明７２とを有している。レンズ７１は、赤外光を透過し可視光を遮断する可視光カットフィルタ（図示せず）と、可視光を透過し赤外光を遮断する赤外光カットフィルタ（図示せず）とを有しており、図示しない照度センサで検知された明るさに応じて上記フィルタを切り替えることができるように構成されている。これにより、昼間は可視光を光源として撮像し、夜間は赤外線を光源として撮像することができるので、昼間でも夜間でも人物Ｈをより鮮明に撮像することが可能となる。また、ＬＥＤ照明７２も、図示しない照度センサで検知された明るさに応じて駆動される。これにより、人物Ｈの撮像に必要な光量が不足した場合でも、ＬＥＤ照明７２を駆動して撮像に必要な光量を確保することにより、人物Ｈをより鮮明に撮像することが可能となる。
【００６５】
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明に係る生体情報抽出装置および生体情報抽出システムは、医療的な用途に限らず、顔認識、監視、生死確認などの様々な用途に適用することが可能である。また、なお、上記生体情報抽出装置および生体情報抽出システムの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る生体情報抽出装置および生体情報抽出システムは、被検体のプライバシーを保護すること、被検体が顔にサングラスやマスクなどの遮蔽物を装着している場合でも被検体の生体情報を抽出すること、および生体情報の抽出精度を低下させることなく送信データ量を削減することを可能とする生体情報抽出装置および生体情報抽出システムなどとして有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１  生体情報抽出システム
２  頭部装着体（ヘルメット、ヘッドレスト）
３  生体情報抽出装置
４  生体情報分析装置
５  通信ネットワーク
１１  カメラ
１２  領域抽出部
１４  データ送信部
２１  データ受信部
２２  脈拍推定部
２３  データ記憶部
７１  レンズ
７２  ＬＥＤ照明
Ｈ    人物（被検体）
Ｒ    撮像領域
Ｗ    脈波信号
Ｐ    画像データ
Ｍ    脈拍データ
【図１】
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【図２】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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