JP2019216807A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人物の生体情報を正確に検出することができないこと。【解決手段】本発明の情報処理装置は、寝床を含む所定領域の距離画像を取得する距離画像取得手段と、距離画像に基づいて、当該距離画像内の人物の動作を検出する検出手段と、寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出する計測手段と、人物の動作と生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う監視手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置及び情報処理方法に関する。

近年、高齢者の人口が増加し、介護の需要が高まっている。一方で、介護には、多くの介護者が必要となり、介護者の作業負担や人件費の増加という問題が生じる。そこで、特許文献１に記載のような、距離画像センサで撮影した画像を用いて、被介護者といった人物を監視する監視システムが多く開発されている。

特許文献１に開示の監視システムでは、距離画像からベッドの位置を抽出し、また、人の領域を検出し、人の動作を判別している。具体的に、ベッドの位置は、ベッドの長手方向及び短手方向における高さの度数分布から求めている。また、人の動作は、所定の高さ位置に対する物体の位置を検出することで、臥床の状態、上半身を起こした状態、起立の状態、といった人の動作を判別している。

特開２０１２−０３００４２号公報

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、被介護者である人物の生体情報をより正確に検出することができない、という問題が生じる。例えば、ベッド上に呼吸や心拍などの生体情報を検出する計測装置を装備している場合であっても、ベッド上の人物の動作によっては正確な生体情報を検出することができない場合がある。

このため、本発明の目的は、上述した課題である、人物の生体情報を正確に検出することができない、ということを解決することができる情報処理装置を提供することにある。

本発明の一形態である情報処理装置は、
寝床を含む所定領域の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
前記距離画像に基づいて、当該距離画像内の人物の動作を検出する検出手段と、
前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出する計測手段と、
前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う監視手段と、
を備えた、
という構成をとる。

また、上記情報処理装置では、
前記監視手段は、前記人物の動作が特定の動作である場合に、前記生体情報に対する監視処理を行う、
という構成をとる。

また、上記情報処理装置では、
前記監視手段は、前記生体情報と予め設定された前記寝床上に人物が存在していない状態における前記計測装置からの計測値である不在時基準値情報および前記寝床上に人物が存在している状態における前記計測装置からの計測値である予め設定された正常基準値情報との比較結果に基づいて、前記生体情報に対する監視処理を行う、
という構成をとる。

また、上記情報処理装置では、
前記監視手段は、前記生体情報が前記不在時基準値情報と異なる場合に、前記生体情報に対する監視処理を行う、
情報処理装置。

また、上記情報処理装置では、
前記監視手段は、前記監視処理を行っているときに前記人物の動作が変化した場合に、当該監視処理を停止し、その後、改めて前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて当該生体情報に対する監視処理を行う、
という構成をとる。

また、本発明の一形態である情報処理方法は、
情報処理装置が、
寝床を含む所定領域の距離画像を取得し、前記距離画像に基づいて当該距離画像内の人物の動作を検出すると共に、
前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出し、
前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う、
という構成をとる。

また、上記情報処理方法では、
前記監視処理を行っているときに前記人物の動作が変化した場合に、当該監視処理を停止し、
その後、改めて前記人物の動作の検出と前記生体情報の検出とを行い、前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて当該生体情報に対する監視処理を行う、
という構成をとる。

また、本発明の一形態であるプログラムは、
情報処理装置に、
寝床を含む所定領域の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
前記距離画像に基づいて、当該距離画像内の人物の動作を検出する検出手段と、
前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出する計測手段と、
前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う監視手段と、
を実現させる、
という構成をとる。

本発明は、以上のように構成されることにより、人物の生体情報を正確に検出することできる、情報処理装置、情報処理方法、プログラムを提供することができる。

本発明の実施形態１における情報処理システムの構成を示す概略図である。 図１に開示した監視サーバの構成を示すブロック図である。 図１に開示した監視サーバによる画像処理の様子を示す図である。 図１に開示した監視サーバによる画像処理の様子を示す図である。 図１に開示した監視サーバによる生体情報の処理の様子を示す図である。 図１に開示した監視サーバによる生体情報の処理の様子を示す図である。 図１に開示した監視サーバの処理動作を示すフローチャートである。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図７を参照して説明する。図１乃至図２は、情報処理システムの構成を示す図である。図３乃至図７は、情報処理システムの処理動作を説明するための図である。以下、各図を参照して、情報処理システムの構成及び動作を説明する。

本発明における情報処理システムは、被介護者や被監視者といった監視対象となる人物Ｐの行動及び生体情報を監視するための情報処理システムである。そして、情報処理システムは、監視サーバ１０と、距離画像カメラＣと、生体センサＳと、携帯端末２０と、監視端末３０と、を備えて構成されている。

上記距離画像カメラＣ（撮影装置）は、監視対象となる人物Ｐが横たわるベッドＢが配置された領域Ｒ内の距離画像を撮影可能な位置に配置されている。例えば、距離画像カメラＣは、医療施設や介護施設、宅内の一室の天井に設けられ、ベッドＢ全体が画像内に収まる位置に配置されている。なお、距離画像カメラＣは、必ずしも天井に設置されていることに限定されず、壁やスタンドなど、いかなる場所に設置されていてもよい。また、撮影されるベッドＢは、布団などのいかなる寝床であってもよい。

距離画像カメラＣは、画素値を距離値とした距離画像を撮影するものである。例えば、距離画像カメラＣは、赤外線レーザをターゲットに投射した際の往復の時間から距離を計測する形式のものであってもよく、いかなる方式の撮影装置であってもよい。そして、距離画像カメラＣは、一定の時間間隔で、あるいは、撮影指示を受けたタイミングで、距離画像を撮影し、かかる距離画像を後述する監視サーバ１０に送信する機能を有する。なお、上記監視サーバ１０の機能については、上記距離画像カメラＣに搭載することもできる。つまり、距離画像カメラＣに搭載された情報処理装置にて監視サーバ１０の機能を実現してもよい。

上記生体センサＳ（計測装置）は、監視対象となる人物Ｐが横たわるベッドＢに設置されている。そして、生体センサＳは、例えば、マイクロ波センサであり、ベッドＢに横たわる人物Ｐに対してマイクロ波を照射し、その反射波を用いて人物Ｐの心拍や呼吸などによる体動を波形で表した生体情報を検出する、というものである。但し、生体センサＳは、いかなる方法で人物Ｐの心拍や呼吸などの生体情報を検出する計測装置であってもよく、また、検出する生体情報は必ずしも心拍や呼吸を表す情報であることに限定されない。

上記携帯端末２０は、被介護者である人物の介護を行ったり、監視する監視者であるユーザＵが保持して操作するスマートフォンなどの情報処理端末である。携帯端末２０は、監視サーバ１０と無線通信を介して接続され通信可能であり、後述するように、監視サーバ１０に対してユーザＵの操作指示を入力することが可能である。例えば、携帯端末２０は、表示画面に、距離画像カメラＣにて撮影された距離画像を表示すると共に、監視に関する操作指示を入力可能な操作画面を表示する。かかる画面に対してユーザＵからタッチ操作によって指示が入力されることで、かかる操作指示が携帯端末２０から監視サーバ１０に送信されることとなる。また、携帯端末２０は、監視サーバ１０から発せられる被介護者である人物の異常の通知を受信して、ユーザＵに報知する機能も有する。

上記監視端末３０は、被介護者である人物の介護を行ったり、監視する監視者であるユーザＵが操作する情報処理端末である。監視端末３０は、監視者などのユーザＵが在籍する監視ルームなどの場所に設置されており、複数のユーザＵによって操作可能である。監視端末３０は、上述した携帯端末２０と同様に、表示画面に距離画像を表示すると共に、監視に関する操作指示を入力可能とし、かかる操作指示を監視サーバ１０に送信したり、監視サーバ１０から発せられる人物の異常の通知を受信して、ユーザＵに報知する機能を有する。

上記監視サーバ１０は、演算装置及び記憶装置を有するサーバ装置（情報処理装置）である。そして、監視サーバ１０は、図２に示すように、演算装置がプログラムを実行することで構築された、距離画像取得部１１、生体情報計測部１２、動作検出部１３、監視部１４、通知部１５、を備えている。また、監視サーバ１０は、記憶装置に形成された、基準情報記憶部１６を備えている。以下、各構成について詳述するが、併せて監視サーバ１０の動作も、図７のフローチャートを参照して併せて説明する。

上記距離画像取得部１１（距離画像取得手段）は、上述したように距離画像カメラＣにて撮影されたベッドＢ及び監視対象となる人物Ｐを含む距離画像を、定期的に距離画像カメラＣから取得する。そして、取得した距離画像を動作検出部１３に渡すことで、当該距離画像は後述する動作検出処理や監視処理に用いられる。

上記生体情報計測部１２（計測手段）は、定期的に生体センサＳにて検出されたベッドＢ上の人物Ｐの心拍や呼吸の生体情報（計測値）を取得する。例えば、生体情報は、図５の上図に示すように、呼吸の際に人物Ｐに生じる体動の波形にて表される。そして、取得した生体情報を監視部１４に渡すことで、当該生体情報は後述する監視処理に用いられる。なお、生体センサＳではベッドＢ上に生じる事象を計測しているため、生体情報計測部１２は、ベッドＢ上に人物Ｐが存在しない場合でも計測値を取得し、かかる計測値を監視部１４に渡している。

上記動作検出部１３（検出手段）は、距離画像を用いて、当該距離画像内の人物Ｐを検出して、当該人物Ｐの動作を検出する動作検出処理を行う。具体的に、動作検出部１３は、距離画像内におけるベッドＢの領域と、人物Ｐと、を検出する。例えば、動作検出部１３は、まず、予め指定されているベッドＢの領域を指定する距離画像内の座標に基づいて、ベッドＢの領域を特定する。そして、動作検出部１３は、ベッドＢの領域内に存在する物体を検出し、かかる物体から人物Ｐの最頂点と重心位置を検出する（図７のステップＳ１）。このとき、人物検出部１３は、例えば、距離画像２１内における個々の塊からなる物体を検出し、検出した物体の質量や、物体間の位置関係や体積比（面積比）などから、人物を検出する。

そして、動作検出部１３は、検出された人物Ｐの最頂点と重心位置の位置関係から、人物Ｐの動作を検出する（図７のステップＳ２）。このとき、動作検出部１３は、人物Ｐの高さと重心位置を検出し、当該高さと重心位置と距離画像２１内の位置関係から、人物Ｐの動作を判定する。

特に、動作検出部１３は、人物ＰがベッドＢ上において横たわっている動作、つまり、「臥位」であるか否かを検出する（図７のステップＳ３でＹｅｓ）。例えば、動作検出部１３は、図３に示すように、人物Pの最頂点と重心位置がベッドＢの平面上で連結した位置関係となり、それぞれベッドＢの臥位高さ位置よりもやや高く設定された位置を超えていない場合に、人物Ｐの動作が「臥位」であると判定する。ここで、図３は、上図が距離画像２１を示しており、下図がベッドＢを側方から見た図を示している。以下に説明する図４も同様である。

なお、動作検出部１３は、人物ＰがベッドＢ上において動作を変化させたか否かの検出も行う。例えば、動作検出部１３は、距離画像から検出した人物の最頂点と重心の位置が変化したことを検出することで、動作に変化があったことを検出する。一例としては、人物の最頂点や重心位置が所定値以上変化した場合に、動作が変化したことを検出する。このとき、動作検出部１３は、人物Ｐが、図３に示すような仰向けの臥位状態から、図４に示す横向きの臥位状態に変化させた場合も、動作変化として検出する。なお、上述した人物Ｐの動作の検出は、いかなる方法で行われてもよい。

上記監視部１４（監視手段）は、上述したように検出した人物Ｐの動作と、当該人物Ｐの生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う。特に、監視部１４は、検出した人物Ｐの動作が、上述した「臥位」である場合に、生体センサＳから検出した生体情報の監視処理を行う。つまり、監視部１４は、臥位状態以外の場合には、生体情報に対する監視処理は行わない。そして、監視部１４は、具体的には、生体センサＳから検出した生体情報が、予め基準情報記憶部１６に記憶された不在時基準値情報と比較して、当該不在時基準値情報と異なり、生体情報が人物Ｐの有効値であると判断された場合に、検出した生体情報に対する監視処理を行う（図７のステップＳ４でＹｅｓ、ステップＳ５）。逆に、監視部１４は、生体センサＳから検出した生体情報が不在時基準値情報と同等である場合には、検出した生体情報に対する監視処理は行わない。

ここで、上記不在時基準値情報は、図５の下図に示すように、予め記憶されたベッドＢ上に人物Ｐが存在していない状態における生体センサＳからの計測値である。このように、不在時基準値情報は、外部振動などにより多少の波形が表されているが、明らかにベッドＢ上に人物Ｐが存在している場合の波形とは異なる。このため、生体情報と不在時基準値情報との一定期間の振幅や振動数との差異を調べることで、生体情報が不在時基準値情報とは異なることを判断することができる。その結果、人物Ｐが存在していない場合の生体センサＳからの計測値を監視処理することを抑制することができ、より確実に人物Ｐの心拍や呼吸などを計測した生体情報に対する監視処理を行うことができる。

そして、監視部１４は、生体情報の監視処理に入ると、一定時間における生体センサＳからの計測値を正常基準値として予め設定して記憶しておく。そして、この正常基準値と、その後に検出した生体情報とを比較して、当該生体情報が正常か異常かの判定を行う。例えば、検出した生体情報である心拍や呼吸の波形の振幅や周波数が、正常基準値よりも大きすぎたり小さすぎる場合には、検出した生体情報が異常であると判定する。図６に示す呼吸の生体情報の例では、領域Ｒ１の波形は正常時を表しているが、領域Ｒ２の波形は異常時を表している。このため、領域Ｒ２のような波形を検出した場合には、異常であると判定する。そして、監視部１４は、生体情報が異常であると判定した場合には（図７のステップＳ７でＹｅｓ）、その旨を通知部１５に通知する（図７のステップＳ８）。すると、通知部１５は、人物Ｐの生体情報に異常があった旨を、携帯端末２０や監視端末３０に通知する。

また、監視部１４は、上述した生体情報の監視処理中に、動作検出部１３にて常に人物Ｐの動作検出が行われているが、当該動作検出部１３にて人物Ｐの動作が変化した場合には（図７のステップＳ６でＹｅｓ）、監視処理を一旦停止する。例えば、動作検出部１３により、図３に示すように人物Ｐが仰向けの臥位の状態から、図４に示すように寝返りを打って横向きの臥位の状態に動作が変化した場合であっても、監視部１４は監視処理を停止する。

その後、監視部１４は、再度、人物Ｐの動作と、当該人物Ｐの生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う（図７のステップＳ２〜Ｓ８）。例えば、監視部１４は、図３に示す仰向けの臥位から、図４に示す横向きの臥位に変化した後には、動作検出部１３で人物Ｐの動作が「臥位」と判断され（図７のステップＳ３でＹｅｓ）、計測した生体情報が人物の値であると判断されるため（図７のステップＳ４でＹｅｓ）、再度、生体情報の監視処理に入る（図７のステップＳ５）。このように、同じ臥位状態に動作が変化した場合であっても、一旦、監視処理を停止することにより、動作変化に伴う生体状態の変化を異常と誤検出することを抑制することができる。

以上のように、本発明によると、ベッドＢに装備した生体センサＳにてより正確に人物Ｐの生体情報を検出することができる。その結果、人物Ｐの異常をより高精度に検出して通知することができる。

なお、上述したプログラムは、記憶装置に記憶されていたり、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。

以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１０ 監視サーバ
１１ 距離画像取得部
１２ 生体情報計測部
１３ 動作検出部
１４ 監視部
１５ 通知部
１６ 基準情報記憶部
２０ 携帯端末
２１ 距離画像
３０ 監視端末
Ｂ ベッド
Ｃ 距離画像カメラ
Ｓ 生体センサ
Ｐ 人物
Ｕ ユーザ

Claims (8)

1. 寝床を含む所定領域の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
   前記距離画像に基づいて、当該距離画像内の人物の動作を検出する検出手段と、
   前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出する計測手段と、
   前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う監視手段と、
   を備えた情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   前記監視手段は、前記人物の動作が特定の動作である場合に、前記生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の情報処理装置であって、
   前記監視手段は、前記生体情報と予め設定された前記寝床上に人物が存在していない状態における前記計測装置からの計測値である不在時基準値情報および前記寝床上に人物が存在している状態における前記計測装置からの計測値である予め設定された正常基準値情報との比較結果に基づいて、前記生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理装置。
4. 請求項３に記載の情報処理装置であって、
   前記監視手段は、前記生体情報が前記不在時基準値情報と異なる場合に、前記生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の情報処理装置であって、
   前記監視手段は、前記監視処理を行っているときに前記人物の動作が変化した場合に、当該監視処理を停止し、その後、改めて前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて当該生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理装置。
6. 情報処理装置が、
   寝床を含む所定領域の距離画像を取得し、前記距離画像に基づいて当該距離画像内の人物の動作を検出すると共に、
   前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出し、
   前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理方法。
7. 請求項６に記載の情報処理方法であって、
   前記監視処理を行っているときに前記人物の動作が変化した場合に、当該監視処理を停止し、
   その後、改めて前記人物の動作の検出と前記生体情報の検出とを行い、前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて当該生体情報に対する監視処理を行う、
   情報処理方法。
8. 情報処理装置に、
   寝床を含む所定領域の距離画像を取得する距離画像取得手段と、
   前記距離画像に基づいて、当該距離画像内の人物の動作を検出する検出手段と、
   前記寝床に設置された計測装置から当該寝床上の人物の生体情報を検出する計測手段と、
   前記人物の動作と前記生体情報とに基づいて、当該生体情報に対する監視処理を行う監視手段と、
   を実現させるためのプログラム。
   

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