前後フレームでの輝点の対応付け

フレーム間での重心座標の移動ピクセル量を算出するために，図3.3 に示すように，過去 フレームの重心座標を基準とした探索窓を設ける。現フレームの輝点の中から探索窓内に存 在し，かつ，最も過去フレームの重心座標に近い輝点を，現フレームにおける移動先の輝点 とみなす。探索窓としては，呼吸を検出するための小さい探索窓（探索窓Ⅰ）および，大き な体動を検出するための大きな探索窓（探索窓Ⅱ）の2通りの探索窓を用いる。

就寝者が“無体動状態”にある場合には，就寝者の体表（あるいは寝具表面）には呼吸に よる僅かな動きのみが現れるだけであるから，輝点の移動は，探索窓Ⅰ内においてのみ発生 する。就寝者が大きな体動を呈する“体動状態”においては，輝点の移動は，探索窓Ⅰの範 囲を超えて探索窓Ⅱ内でも発生する。

なお，それぞれの探索窓の範囲は，センサの光学配置より，S_w1 = 6 pixel，S_w2 = 32 pixel，

Sh1 = S_h2 = 5 pixelと設定した。前述の通り，正常呼吸時におけるフレーム間での輝点移動はサ ブピクセルオーダーであると考えられる。呼吸数の上昇と過換気が同時に発生するような状 況であっても，フレーム間の輝点の上下移動は，呼吸に伴う腹部・胸部の上下動移動量であ る 5mm を大きく超えることはないものと考えた。このため，呼吸の検出に用いられる探索 窓Ⅰの窓の幅は，6 pixelと設定した。図3.3においては概念的に探索窓について示している が，実際の画像中においては，図3.4 に示すように，探索窓Ⅰの範囲は輝点が占める面積よ りも狭い範囲に限定されている。また，探索窓Ⅱの範囲は，輝点が構成するドットマトリッ クスにおいて垂直座標の等しい輝点どうしで重なり合わないように，幅を32 pixelとした。

前述の通り，FG視覚センサを用いた測定においては，原理上，輝点の移動は基線方向（撮 像装置と輝点照射装置を結ぶ方向）である水平方向にのみ現れるが，レンズ収差の影響によ り，画像の端の方ではわずかながら垂直方向にも移動する。この影響を考慮し，それぞれの 窓の高さ（S_h1 ，S_h2）を5 pixelと設定した。

図3.3 探索窓 Fig 3.3. Search domain.

FG視覚センサの測定原理に基づき，輝点の移動は，輝点照射装置とCCDカメラとを結 ぶ基線方向にのみ移動する。呼吸体動による輝点の移動量は微小であるため，呼吸計測 に用いられる探索窓Ⅰについては，輝点の重心近傍に探索窓の範囲を限定する。寝返り などの呼吸と比較して大きな体動は，呼吸計測にとってはアーチファクトとなる。輝点 の移動量は，呼吸体動時と比較して遙かに大きいものとなる。本アルゴリズムでは，探 索窓Ⅱを非呼吸体動検出用に用い，“体動状態”と“無体動状態”との判別を確実に行 うことができる。

第３章 アルゴリズム 43

Serch domain I Serch domain II

Enlarged view

図3.4 探索窓

Fig 3.4. Search domain.

呼吸運動を計測するために用いられる探索窓Ⅰ（黄色枠）の範囲は，幅6 pixelと輝点 が占める面積よりも狭い範囲に限定されている。体動を検出するための探索窓Ⅱの範囲

は，幅を32 pixelとし，輝点が構成するドットマトリックスにおいて垂直座標の等しい

輝点どうしが重なり合わないようにした。