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2016 年度 実績報告書

生体情報の無意識・非接触・常時測定の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K12700
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 高史  京都大学, 情報学研究科, 教授 (20431992)

研究分担者 廣本 正之  京都大学, 情報学研究科, 助教 (60718039)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード脈波推定 / 信号処理
研究実績の概要

初年度に引き続いて、光電脈波測定データと加速度センサのデータから脈波を推定する方法について検討を実施した。同時に、電界センサによる体動の検出と体動に含まれる脈波データの抽出、および、画像データからの脈波データの抽出に取り組んだ。その結果、画像データは電磁界センサよりも測定が簡便である一方で、適切な条件を満たせば、身体の複数箇所で脈波データを忠実に取得できることが明らかとなった。そこで今年度は、動画像データからのバイタルデータの取得方法を中心に検討を実施した。

血液が緑色の光をよく吸収することから、手のひらの動画像を一定時間毎に区切り、緑色成分の平均値を計算することで画像から脈波を抽出できる。精度を向上するため、体動や環境光等の変化を除去する多項式フィルタと自己相関を用いる心拍間隔推定手法を新たに考案した。広く市販されているコンパクトカメラによる撮影画像から求めた心拍間隔は、精度の基準とした光電式容積脈波センサによる結果と比較し平均絶対値誤差で14ミリ秒以内に収まっており、極めて高い推定精度が得られた。また、若干の体動や照明条件の変化があっても、推定を正常に行うことができる。血圧と相関する数値を求めるには至っていないが、脈拍数に加え、様々な疾病やストレス等の指標の一つとして用いられる心拍間隔についても良い精度で推定が可能となったことは、非接触でのバイタルデータ取得に向けた大きな進展であると考える。

備考

研究室ホームページにおいて、発表論文の成果概要について平易にまとめている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] PHRHELIA: particle-filter-based heart rate estimation from photoplethysmographic signals during physical exercise2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya Fujita, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 手の動画像からの心拍間隔推定に関する一検討2017

    • 著者名/発表者名
      藤田 雄也, 廣本 正之, 佐藤 高史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
  • [学会発表] 動画のフレーム間相関を利用した圧縮センシングの高速復元手法2017

    • 著者名/発表者名
      小西 慧, 廣本 正之, 佐藤 高史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 スマートインフォメディアシステム研究会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-03
  • [学会発表] 有機トランジスタにおける漏れ電流特性のモデル化2016

    • 著者名/発表者名
      齊藤 成晃, 新谷 道広, 小笠原 泰弘, 廣本 正之, 佐藤 高史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-21
  • [学会発表] 顔と手の連続静止画からの脈波伝播時間推定に関する一検討2016

    • 著者名/発表者名
      藤田 雄也, 廣本 正之, 佐藤 高史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20
  • [学会発表] 粒子フィルタを用いた光電脈波信号からの運動時心拍数推定手法2016

    • 著者名/発表者名
      藤田 雄也, 廣本 正之, 佐藤 高史
    • 学会等名
      回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-05-13
  • [備考] 情報回路方式(佐藤高史)研究室 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.pass.cce.i.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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