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カメラによる非接触バイタル・情動センシングとその医工学応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K12750
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

津村 徳道  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00272344)

研究分担者 金井 智恵子  和洋女子大学, 人文学部, 准教授 (00611089)
小川 恵子  金沢大学, 附属病院, 特任准教授 (30514575)
土居 裕和  国士舘大学, 理工学部, 准教授 (40437827)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードバイタル / 非接触 / 血圧 / 連続計測 / 脈波 / ウイナー推定 / 情動 / 画像処理 / 情動計測 / ASD / 早期発見 / 生体光学 / バイタルモニタリング / ASD早期診断
研究開始時の研究の概要

顔の動画像から心拍数をはじめとしたバイタル・情動情報を抽出する非接触型バイタル・
情動センシング技術の発展が目覚ましい.研究代表者らは, 高額な機器を必要とする従来型の技術に代わり, 安価なRGBカメラでの非接触型バイタル・情動センシング技術を開発した.本研究は, この技術的基盤を更に発展・高度化させ, 小児医療応用に最適化された, 安価な非接触型バイタル・情動センシングの実現を目的とする.この目的を達成するため, 体動が激しい乳幼児を対象に, 低照度下でも安定してバイタル・情動センシングを行うための, 新たな画像処理・信号解析技術を開発する.

研究成果の概要

近年ではカメラを用いて血圧推定を試みた研究が存在するが改善の余地が多く残存する.決定的な課題として,顔と手掌の2箇所を撮影する必要があること,個人差に対する普遍性が担保されていないことが挙げられる.そこで,本研究では,脈波の空間情報の導入,深層学習の導入,窓処理の必要性の解消をおこなった.これらの実現のために,顔面脈波の空間的な記述とAttentionを導入したResidual-CNNベースの深層学習アーキテクチャの構築を行い,実際に計測した血圧の時間変化のデータから提案手法の有効性が示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

顔の動画像から心拍数をはじめとした血圧などのバイタル・情動情報を抽出する非接触型バイタル・情動センシング技術の発展が目覚ましい.我々は, 高額な機器を必要とする従来型の技術に代わり, 安価なRGBカメラでの非接触型バイタル・情動センシング技術を開発した.今後は, この技術的基盤を更に発展・高度化させ, 小児医療応用に最適化された, 安価な非接触型バイタル・情動センシングの実現などを行う.小児医療応用以外にも様々な医療分野において適用可能であり,特に社会的意義は高い.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Development of telemedicine tools with an emphasis on visual observation2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Tahakashi, Reimei Koike, Kazuki Nagasawa, Manabe Yasuhiro, Hirofumi, Hirana,Mitsuyuki Takemura, Tetsuya Hongara,Izumi Kimoto, Keiko Ogawa-Ochiai, Norimichi Tsumura
    • 雑誌名

      Artif Life Robotics 27

      巻: 27 号: 1 ページ: 3847-3847

    • DOI

      10.1007/s10015-022-00731-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic classification of adult males with and without autism spectrum disorder by non-contac measurement of autonomic nervous system activation2021

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Doi, Norimichi Tsumura, Chieko Kanai, Kenta Masui, Ryota Mitsuhashi,Takumi Nagasawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 17 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2021.625978

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lack of implicit visual perspective taking in adult males with autism spectrum disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Doi, H., Kanai, C., Tsumura, N., Shinohara, K., Kato, N
    • 雑誌名

      Research in Developmental Disabilities

      巻: 99 ページ: 103593-103593

    • DOI

      10.1016/j.ridd.2020.103593

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] [Paper] Measurement of advertisement effect based on multimodal emotional responses considering personality2020

    • 著者名/発表者名
      21.Kenta Masui, Genki Okada, Norimichi Tsumura
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: 8 号: 1 ページ: 49-59

    • DOI

      10.3169/mta.8.49

    • NAID

      130007779389

    • ISSN
      2186-7364
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact method of blood pressure estimation using only facial video2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Takahashi, Keiko Ogawa-Ochiai, Norimichi Tsumura
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 号: 3 ページ: 343-350

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00622-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress levels estimation from facial video based on non-contact measurement of pulse wave2020

    • 著者名/発表者名
      .Kaito Iuchi, Ryota Mitsuhashi, Takashi Goto, Akira Matsubara, Takahiro Hirayama, Hideki Hashizume, and Norimichi Tsumura
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 号: 3 ページ: 335-342

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00624-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a camera-based remote diagnostic system focused on color reproduction using color charts2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Takahashi, Ryo Takahashi, Yasuhiro Morihara, Isseki Kin, Keiko Ogawa-Ochiai, Norimichi Tsumura
    • 雑誌名

      Artif Life Robotics

      巻: 25 号: 3 ページ: 370-376

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00627-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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