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顔面サーモグラフィに基づく生体情報・感性情報センシング

青山学院大学 理工学部 電気電子工学科

教授 野澤昭雄

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（１）生体情報計測

• 電気生理計測

• 光学計測

• 画像・動態計測

（２）生体システム評価

• 生理機能の評価

• 感情・感性の評価

• 行動の評価

（３）生体情報応用

• ロボット・医療・福祉応用

• 感性情報コミュニケーション

• 製品評価

研究ポリシー： 生体システムに対する工学的アプローチ

解析

モデル化

生体システム

生体情報の計測

生体情報に基づく生体システムの解析と評価

生体システムのモデル化と工学的応用

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感性「感覚から心理までの情報処理プロセス」

刺激

感覚

知覚・認知

判断

行動

応答

感性

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感性の計測〜 生理心理学的手法 〜

心理計測

感情／気分

感覚量

行動計測

パフォーマンス

動作／表情

生理計測

神経系活動

内分泌系活動

生理計測

心身に対する

入力 感覚 情動知覚

入力に起因する

感性＝心身状態

認知表出された

感性＝応答

心理計測

行動計測

◎主観性◎計測△定量性×実時間性×客観性×無意識性

◎実時間性○無意識性○計測△客観性△定量性×個人差

◎客観性◎定量性◎無意識性○実時間性△計測△個人差×質的評価×低ストレス

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従来技術とその問題点

従来，生理指標を用いた感性計測は，

•計測機器装着時の身体的／心的ストレス

•背景的／長期的な生体情報の評価が困難

•測定データにおける個人差の扱いが不定

等の問題があり，広く利用されるまでには至っていない。

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 赤外線サーモグラフィを用いた遠隔・無意識・ストレスフリーな生体・感性情報計測技術

• 鼻部など特定部位の温度変動には依存せず顔面全体の温度分布パターンを特徴量とする

• 可視画像計測では困難であった背景的／長期的な生理心理状態の評価が可能

• 個人性を考慮した個別適応モデルが前提

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-3.6

-3.4

-3.2

-3

-2.8

-2.6

-2.4

-2.2

-2

0 100 200 300 400 500 600 700 800

-1.6

-1.4

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

time[sec]

Tem

pera

ture

s　

[℃]

安静時

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0 200 400 600 800

Tem

pera

ture

s　[℃

]

time[sec]

不快音刺激時 回復時

刺激時 回復時

低下

上昇

急性ストレス刺激下の鼻部温度低下(前額部差分)

交感神経亢進 交感神経抑制

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腋窩温＝体温の概日リズムとの因果関係顔面全体

心拍数・心拍変動の日内変動との因果関係

鼻下・鼻尖

唇周辺 快不快感＝心理指標の日内変動に関連

急性ストレス刺激＝交感神経活動に関連鼻背

顔面皮膚温と感性情報との関連

心身に対する

入力感覚 情動知覚

入力に起因する

感性＝心身状態

認知表出された

感性＝応答

生理応答と感性の関連付け

生理指標心理指標行動指標

評価・推定

入力

塩水

生理応答

交感神経系亢進感性

「しょっぱい」

例:

計測 計測類推される

入力と感性の関連性

心理・行動応答

「不快」「しかめ面」

関連分析

生体情報による感性評価プロトコル

安静 刺激提示 安静

刺激がもたらす生理心理的効果を測る

評価タイプ 指標例 傾向 刺激が与えた影響

①

血行動態指標MP，HR，TPR

MP・HR上昇 能動的対処(Pattern I)

MP・TPR上昇 受動的対処(Pattern II)

心拍変動の高周波成分

↗ 副交感神経系亢進

↘ 副交感神経系抑制

①② 鼻部皮膚温変化↗ 交感神経系抑制

↘ 交感神経系亢進

②安静時α波パワー

↗ 覚醒度 上昇

↘ 覚醒度 低下

心理指標 - 心理量の変動

統制

①刺激提示中の変動評価 ②刺激前後の変位評価

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想定される用途

本技術は，

• 日常生活環境におけるバイタルデータのアンビエントセンシング

• 自動車ドライバの継続的モニタリング

• 情報通信機器利用者の状態評価

などへの応用が期待される。

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実用化に向けた課題

• 実験室など安定的な環境での試験は行っているが，実環境での試験は不足している。

• 実用化に向けて，顔面部抽出・補正アルゴリズムなど，データの前処理に関する技術を研究開発中である。

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企業への期待

• 本技術の具体的な適用対象をご提案頂き，「どのような環境で」「どのような状態を」評価するために用いるのか限定できれば，それに応じたアルゴリズムのカスタマイズをすることができると考えている。

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これまでの共同研究実施例

1. フェイシャルマッサージ器

2. 電子書籍

3. 照明

4. 食器洗い洗剤

5. 次世代テレビ開発

6. 車載機器開発

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お問い合わせ先

青山学院大学

相模原事務部 研究推進課 URA 馬場 裕二

ＴＥＬ ０４２－７５９ － ６０５６

ＦＡＸ ０４２－７５９ － ６０４２

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