2017 Fiscal Year Annual Research Report
Noncontact and simultaneous measurement of human breathing for multiple users by using far infrared imaging.
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15K16042
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
塙 大 名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 准教授 (50422506)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遠赤外線画像 / 呼吸計測 / 非接触計測 / 複数ユーザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，ヒトの顔面熱分布が撮影された遠赤外線画像のみを用いて，複数ユーザの呼吸を同時かつ非接触で計測できる手法の実現に向けた検討を行った．
具体的にはまず，単一ユーザを対象に，呼吸部位(鼻腔部，及び口部)の検出，および，ユーザの呼吸流速の推定を，いずれも自動で，かつ良好な精度で行うための手法について検討した．本課題では，ユーザが鼻呼吸もしくは口呼吸を行う際の呼吸の流速には，無呼吸，通常呼気，強呼気，通常吸気，強吸気の5種類の状態があると仮定し，遠赤外線画像の連続フレームより計測した鼻腔もしくは口腔の温度変化を用いて，流速の定性的な強度を推定する手法を考案した．次に，遠赤外線画像の連続フレームより，顕著な温度変化が見られる領域を候補として抽出し，候補領域の面積，形状，平均温度などを用いて鼻腔領域もしくは口腔領域を特定する手法を考案した．評価実験の結果，考案した手法は良好な精度で計測が可能なこと，計測時の遠赤外線カメラの位置について一定の頑健性を有することが確認された．
次に，これらの手法を複数ユーザの顔面熱画像が撮影された遠赤外線画像に適用する方法について検討した．本課題では，体温などに個人差を考慮して，予め個々のユーザごとに画像内の領域を分割した上で，個々の領域に対して，上記の手法を用いて呼吸部位の検出と流速の強度の推定を行う手法を考案した．計測対象ユーザが2名という前提条件の下で評価実験を行った結果，考案した手法は良好な精度で個々のユーザの呼吸計測が可能であることを確認した．
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