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講演抄録/キーワード
講演名 2019-07-12 13:40
ドップラーセンサを用いたスペクトログラムに基づく心拍および瞬きの同時検出
山本幸平豊田健太郎大槻知明慶大SeMI2019-61
抄録 (和) 心拍および瞬きはストレスや疲労度を反映する生体信号であり, これらを同時に検出することで, ストレス 度および疲労度の高精度な推定が可能となる. そこで, 日常的に非接触で心拍および瞬きを検出する手法として, ドッ プラーセンサを用いた手法が提案されいる. しかし, 従来法は電波を胸壁もしくは顔に照射し, 心拍もしくは瞬きを 検出するに留まり, 1 つのドップラーセンサを用いてこれらを同時に検出する手法は提案されていない. 1 つのドップ ラーセンサを用いて心拍および瞬きを同時検出するためには, 胸壁および顔を含む範囲に電波を照射する必要があり, どちらか一方に電波を照射する場合に比べ, 心拍および瞬きに起因する信号の SNR (Signal-to-Noise Ratio) は劣化す る. 加えて, 心拍のスペクトル分布は瞬きのものと類似しており, 心拍および瞬きの同時検出は, どちらか一方を検出 する場合よりも難しい. 本稿では, ドップラーセンサを用いた心拍および瞬きの同時検出法を提案する. 提案法では, スペクトログラム上の心拍および瞬きに起因する可能性のあるスペクトル成分の中から, まず瞬きに起因する成分を 機械学習を用いて検出し, 非瞬きに起因する成分の中から心拍に起因する成分を検出する. 1 つのドップラーセンサを 用いて胸壁および顔を含む範囲に電波を照射し, 心拍および瞬きを観測した. 結果, 提案法が従来法よりも高精度に心 拍および瞬きを同時検出できることを確認した. 
(英) Heartbeats and blinks are vital signs that reflect our stress and fatigue, and thus the simultaneous heart- beat and blink detection is demanded for the accurate stress and fatigue estimation. A Doppler sensor could be a key device that facilitates the non-contact heartbeat and blink detection. Although the conventional methods can accurately detect heartbeats and blinks by transmitting microwaves toward a subject’s chest and a face, respectively, none of researches has realized the simultaneous heartbeat and blink detection with one Doppler sensor. To detect heartbeats and blinks with one Doppler sensor, it is necessary to transmit microwaves toward a body including not only a chest but also a face, which brings the degradation of the heartbeat and blink detection accuracy due to at least two issues: (i) the low SNR (Signal-to-Noise Ratio) of heartbeat and blink components over a received signal of a Doppler sensor, and (ii) the similarity of the spectrum distribution of heartbeats and a blink. In this report, we propose a spectrogram-based simultaneous heartbeat and blink detection using one Doppler sensor. In the proposed method, based on a supervised machine learning classifier, the spectrum due to a blink on a spectrogram is detected over the one that might be due to heartbeats and blinks. The spectrum due to heartbeats are then detected based on the spectrum that is not due to a blink. Through the experiments to observe heartbeats and blinks with one Doppler sensor, we confirmed that our proposal simultaneously detected heartbeats and blinks with high accuracy, compared with the other existing methods that independently detect heartbeats and blinks.
キーワード (和) ドップラーセンサ / 心拍検出 / 瞬き検出 / スペクトログラム / ヘルスケア / / /  
(英) Doppler Sensor / Heartbeat Detection / Blink Detection / Spectrogram / Health Care / / /  
文献情報 信学技報, vol. 119, no. 110, SeMI2019-61, pp. 207-212, 2019年7月.
資料番号 SeMI2019-61 
発行日 2019-07-03 (SeMI) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード SeMI2019-61

研究会情報
研究会 SeMI RCS NS SR RCC  
開催期間 2019-07-10 - 2019-07-12 
開催地(和) I-Siteなんば(大阪) 
開催地(英) I-Site Nanba(Osaka) 
テーマ(和) 特集セッション「AI時代の将来無線に向けた通信・ネットワーク制御」 ,一般 
テーマ(英) Communication and Networked Control for the Future Radio of the AI Age, etc 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SeMI 
会議コード 2019-07-SeMI-RCS-NS-SR-RCC 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ドップラーセンサを用いたスペクトログラムに基づく心拍および瞬きの同時検出 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Simultaneous Heartbeat and Blink Detection Using Doppler Sensor 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) ドップラーセンサ / Doppler Sensor  
キーワード(2)(和/英) 心拍検出 / Heartbeat Detection  
キーワード(3)(和/英) 瞬き検出 / Blink Detection  
キーワード(4)(和/英) スペクトログラム / Spectrogram  
キーワード(5)(和/英) ヘルスケア / Health Care  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 山本 幸平 / Kohei Yamamoto / ヤマモト コウヘイ
第1著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 豊田 健太郎 / Kentaroh Toyoda / トヨダ ケンタロウ
第2著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 大槻 知明 / Tomoaki Ohtsuki / オオツキ トモアキ
第3著者 所属(和/英) 慶應義塾大学 (略称: 慶大)
Keio University (略称: Keio Univ.)
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講演者
発表日時 2019-07-12 13:40:00 
発表時間 25 
申込先研究会 SeMI 
資料番号 IEICE-SeMI2019-61 
巻番号(vol) IEICE-119 
号番号(no) no.110 
ページ範囲 pp.207-212 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SeMI-2019-07-03 


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