JP2001067572A - 信号監視用音楽再生システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の電気信号に対する聴覚による監視を長
時間にわたって、且つ正確に行えるようにする。 【解決手段】 信号監視用音楽再生システムにおいて、
時系列の電気信号をデジタル入力してデジタル電気信号
を生成する信号入力手段１０と、前記デジタル電気信号
をＭＩＤＩ符号に変換し、符号送出手段１２に出力する
符号化手段１４と、任意の音楽データをＭＩＤＩ符号で
記憶する音楽蓄積手段１６と、前記デジタル信号に基づ
いて前記音楽蓄積手段１６に記憶されているＭＩＤＩ符
号に対して変調を加え、前記符号送出手段１２に出力す
る符号変調手段１８と、前記符号化手段１４及び前記符
号変調手段１８の前記符号送出手段１２への各出力をＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御する方式切替手段２０と、前記符号送出
手段１２から出力されるＭＩＤＩ符号を受信し、ＭＩＤ
Ｉ音源を用いて音楽を再生する受信復号化手段２２とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、医療分野ではＩＣ
Ｕ（集中治療室）、ＣＣＵ（循環器疾患治療室）、病棟
等における生体情報モニタやベッドサイドモニタとし
て、製造業一般では工場・プラントの設備や生産ライン
の監視、特に回転機を備えた機械（印刷機械、プレス機
械等）の運転状況の監視に用いられるプロセスモニタと
して、輸送業では大型輸送機の自動運転時の監視、エン
ジンの運転状況の監視、特に電車、船舶、航空機等の自
動運転、オートパイロット時の監視に用いるモニタとし
て、電力分野では発電所タービン運転の監視、変電・送
電の電力需給バランスの監視に用いるモニタとして、放
送分野では映像信号の自動送出状況監視、特に、例えば
ＣＳ番組放送で映像の同期不良やノイズ（音声は聞けば
分かる）の監視に用いるモニタとして好適な信号監視用
音楽演奏装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷業等の生産ラインにおける運転状況
の監視から、医療分野における患者のバイタル監視に至
るまで、様々な業種において監視業務が存在する。そし
て、この業務の特徴として、長時間にわたって多くの場
合２４時間体制で、監視員はひたすらモニタの前に座っ
て異変が起こるのを待つというもので、極めて非効率的
で、精神的に疲労を訴える業務である。

【０００３】このような状況の中で、ビル警備の分野で
は、人の気配や動きを赤外線カメラ等で自動的に捉えて
警備員に警告する等の自動化が進みつつある。しかし、
工場の生産ラインの監視等、製造業の監視業務において
は、ラインの側で回転音を聞いているか、静かなコント
ロールルームのモニタで映像や波形を睨み続けるといっ
た人的行為に頼っているのが実情である。このような人
の視覚に頼った業務においては、基本的に多少の見逃し
は避けられず、何らかの異変の前兆や断続的に発生する
異常現象を見落とす危険性が秘められている。

【０００４】従って、このような見落とし等が許されな
い医療分野では、モニタ波形と同時に心拍に同期して発
信音を流したり、異常所見が現われたらアラームを流す
等、聴覚に訴える手段を併用することにより、医療従事
者の監視の目を強化している。聴覚は視覚に比べて得ら
れる情報量は少ないものの、現場から離れていても聴取
でき、他の作業を行うゆとりが生まれ、監視業務への集
中を軽減できるというメリットがある。更に、定常状態
からの異変を検出する能力は視覚を上回ることがあり、
聴覚系を監視業務に取り込むことは極めて有益である。

【０００５】本出願人は、このような用途に好適な技術
として、特開平１０−２４７０９９号公報により、生体
信号の内容を音符に変換し、任意の楽器で再生すること
ができる生体信号のＭＩＤＩ（Ｍusical Ｉnstrument
Ｄigital Ｉnterface）符号化の技術を既に提案してい
る。

【０００６】この音声信号の符号化技術の基本原理を図
７を参照しながら説明する。いま、この図７の上段に示
すように、時系列の強度信号としてアナログ音声信号が
与えられたものとする。図示の例では、横軸に時間軸
ｔ、縦軸に信号強度Ａをとってこの音声信号を示してい
る。

【０００７】ここでは、まずこのアナログ音声信号を、
デジタルの音声データとして取り込む処理を行う。これ
は、従来の一般的なＰＣＭ（Ｐulse Ｃode Ｍodulatio
n）の手法を用い、所定のサンプリング周波数でこのア
ナログ音声信号をサンプリングし、信号強度Ａを所定の
量子化ビット数を用いてデジタルデータに変換する処理
を行えばよい。ここでは、説明の便宜上、ＰＣＭの手法
でデジタル化した音声データの波形も、上記図７の上段
のアナログ音声信号と同一の波形で示すことにする。

【０００８】次に、このデジタル音声データの時間軸ｔ
上に複数の単位区間を設定する。図示の例では、６つの
単位区間Ｕ１〜Ｕ６が設定されている。第ｉ番目の単位
区間Ｕｉは、時間軸ｔ上の始端ｓi及び終端ｅiの座標値
によって、その時間軸ｔ上での位置と長さとが示され
る。例えば、単位区間Ｕ１は、始端ｓ1〜終端ｅ1までの
（ｅ1−ｓ1）なる長さをもつ区間である。

【０００９】こうして、複数の単位区間が設定された
ら、個々の単位区間内の音声データに基づいて、個々の
単位区間を代表する所定の代表周波数及び代表強度を定
義する。ここでは、第ｉ番目の単位区間Ｕｉについて、
代表周波数Ｆｉ及び代表強度Ａｉが定義された状態が示
されている。例えば、第１番目の単位区間Ｕ１について
は、代表周波数Ｆ１及び代表強度Ａ１が定義されてい
る。代表周波数Ｆ１は、始端ｓ1〜終端ｅ1までの区間に
含まれている音声データの周波数成分の代表値であり、
代表強度Ａｉは、同じく始端ｓ1〜終端ｅ1までの区間に
含まれている音声データの信号強度の代表値である。単
位区間Ｕ１内の音声データに含まれる周波数成分は、通
常単一ではなく、信号強度も変動するのが一般的であ
る。このＭＩＤＩ符号化のポイントは、１つの単位区間
について、単一の代表周波数と単一の代表強度を定義
し、これら代表値を用いて符号化を行う点にある。

【００１０】即ち、個々の単位区間について、それぞれ
代表周波数及び代表強度が定義されたら、時間軸ｔ上で
の個々の単位区間の始端位置及び終端位置を示す情報
と、定義された代表周波数及び代表強度を示す情報と、
により符号データを生成し、個々の単位区間の音声デー
タを個々の符号データによって表現するのである。単一
の周波数をもち、単一の信号強度をもった音声信号が、
所定の期間だけ持続する、という事象を符号化する手法
として、ＭＩＤＩ規格に基づく符号化を利用することが
できる。ＭＩＤＩ規格による符号データ（ＭＩＤＩデー
タ）は、いわば音符によって音を表現したデータという
ことができ、前記図７では、下段に示す音符によって、
最終的に得られる符号データの概念を示している。

【００１１】結局、各単位区間内の音声データは、例え
ば第１番目の単位区間Ｕ１であれば、代表周波数Ｆ１に
相当する音程情報（ＭＩＤＩ規格におけるノートナンバ
ー）と、代表強度Ａ１に相当する強度情報（ＭＩＤＩ規
格におけるベロシティー）と、単位区間の長さ（ｅ1−
ｓ1）に相当する長さ情報（ＭＩＤＩ規格におけるデル
タタイム）と、をもった符号データに変換されることに
なる。このようにして得られる符号データの情報量は、
もとの音声信号のもつ情報数に比べて、著しく小さくな
り、飛躍的な符号化効率が得られることになる。これま
で、ＭＩＤＩデータを生成する手法としては、演奏者が
実際に楽器を演奏するときの操作をそのまま取り込んで
符号化するか、あるいは、楽譜上の音符をデータとして
入力するしかなかったが、上述したＭＩＤＩ符号化に係
る手法を用いれば、実際のアナログ音声信号からＭＩＤ
Ｉデータ（符号）を直接生成することが可能になる。

【００１２】以上の基本原理を基にした前記公報で提案
されている生体信号のＭＩＤＩ符号化技術では、電子楽
器により再生される一種の音楽はもとの生体信号の形状
を反映し、診断上の特徴ポイントを崩さないように、不
要な音響成分のみが削除されるように工夫されている。
そのため、再生される音楽は元の音響信号の形状を反映
し、診断上有益な情報を提供できるという利点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記生
体信号のＭＩＤＩ符号化技術には、再生される音楽内容
は、特に安定（定常）状態において無味乾燥なリズムの
繰り返しになるため、長時間の監視には向かないという
欠点がある。

【００１４】そこで、本出願人は、心電図や呼吸波とい
った生体信号のモニタリングを目的として、ＢＧＭ（Ｂ
ack Ｇround Ｍusic）で信号の異変を知らせる生体信号
監視技術を、特願平１０−４９４９４号や同１０−２９
５０４７号により既に提案しており、これらは音楽を外
部信号として入力される生体信号（心拍や呼吸）と同期
させながら演奏させる技術である。この技術によれば、
安定状態においては心地好いＢＧＭが流れることから、
長時間の監視用途には向いているが、逆に音楽の内容そ
のものは生体信号のパターンを反映していないため、音
楽だけでは詳細な診断を行うことができないという別な
欠点がある。

【００１５】又、前記特願平１０−２９５０４７号に
は、ネットワークで運用できるブラウザ形態についても
提案されているが、センサ信号（生体情報モニタの波形
情報）を直接伝送するようにしているため、伝送信号チ
ャンネルが増えるとネットワーク負荷がかかることにな
り、その上、監視員を端末の側に拘束する必要があると
いう問題もある。

【００１６】本発明は、前記問題点を解決するべくなさ
れたもので、対象信号を非音響信号を含む電気信号一般
に拡張し、用途をセンサ信号による監視用途一般に拡張
すると共に、医療分野における生体信号の監視に適用す
る場合には、長時間監視が容易である上に、診断上有益
な情報をも提供することができ、必要に応じてモバイル
回線により複数の端末で受信して監視することができる
信号監視用音楽再生システムを提供することを課題す
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、信号監視用音
楽再生システムにおいて、時系列の電気信号をデジタル
入力してデジタル電気信号を生成する信号入力手段と、
前記デジタル電気信号をＭＩＤＩ符号に変換し、符号送
出手段に出力する符号化手段と、任意の音楽データをＭ
ＩＤＩ符号で記憶する音楽蓄積手段と、前記デジタル電
気信号に基づいて前記音楽蓄積手段に記憶されているＭ
ＩＤＩ符号に対して変調を加え、前記符号送出手段に出
力する符号変調手段と、前記符号化手段及び前記符号変
調手段の前記符号送出手段への各出力をＯＮ／ＯＦＦ制
御する方式切替手段と、前記符号送出手段から出力され
るＭＩＤＩ符号を受信し、ＭＩＤＩ音源を用いて音楽を
再生する受信復号化手段と、を備えたことにより、前記
課題を解決したものである。

【００１８】即ち、本発明においては、時系列の電気信
号をデジタル入力して生成したデジタル電気信号をＭＩ
ＤＩ符号に変換し、出力することができるようにすると
共に、前記デジタル電気信号に基づいて、任意の音楽デ
ータのＭＩＤＩ符号に対して変調を加え、出力できるよ
うにし、且つ、これら２種類のＭＩＤＩ符号の出力を任
意に切替えて、ＭＩＤＩ音源から音楽として再生できる
ようにしたので、安定状態では任意の音楽（ＢＧＭ）を
流して長時間監視を行い、音楽に変化が生じたときに時
系列の電気信号を直接ＭＩＤＩ符号化した出力に切替え
ることにより、正確な監視を行うことが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明に係る第１実施形態の信号
監視用音楽再生システムの概略構成を示すブロック図で
ある。

【００２１】本実施形態の音楽再生システムは、センサ
信号である時系列の電気信号をデジタル入力してデジタ
ル電気信号を生成する信号入力手段１０と、該デジタル
電気信号をＭＩＤＩ符号に変換し、それを符号送出手段
１２に出力する符号化手段１４と、任意の音楽データを
ＭＩＤＩ符号で記憶する音楽蓄積手段１６と、前記デジ
タル電気信号に基づいて、前記音楽蓄積手段に記録され
ているＭＩＤＩ符号に対して変調を加え、それを前記符
号送出手段１２に出力する符号変調手段１８と、前記符
号化手段１４及び前記符号変調手段１８の前記符号送出
手段への各出力をＯＮ／ＯＦＦ制御する方式切替手段２
０と、前記符号送出手段１２から出力されるＭＩＤＩ符
号を受信し、ＭＩＤＩ音源（図示せず）を用いて音楽を
再生する受信復号化手段２２とを備えている。

【００２２】又、上記音楽再生システムには、前記符号
送出手段１２と前記受信復号化手段２２との間に、符号
伝送手段２４が介設され、これにより前記受信復号化手
段２２が前記符号送出手段１２から隔離されている。そ
して、前記受信復号化手段２２から前記方式切替手段２
０に対して方式切替信号を出力する制御符号伝送手段２
６が設けられ、この制御符号伝送手段２６により、例え
ば遠隔地に隔離されている前記受信復号化手段２２か
ら、監視員による（Ａ）方式変更指示を受けて前記符号
化手段１４及び前記符号変調手段１８の各出力をＯＮ／
ＯＦＦ制御するようにして、出力（モード）切替えの遠
隔制御ができるようになっている。

【００２３】又、前記符号送出手段１２に対して前記受
信復号化手段２２が複数存在しており、符号送出手段１
２とこれら受信復号化手段２２との間に符号分岐手段２
４Ａが設置され、１つの符号送出手段１２から複数の受
信復号化手段２２に対して同一のＭＩＤＩ符号が伝送さ
れるようになっている。この符号分岐手段２４Ａは、前
記符号伝送手段２４に含まれ、具体的にはモバイル回線
であり、これにより複数のモバイル端末に同一のＭＩＤ
Ｉ符号を伝送することができる。

【００２４】又、前記方式切替手段２０が前記符号化手
段１４及び前記符号変調手段１８の双方の出力をＯＮ状
態にしているときに、前記符号送出手段１２においてこ
れら符号化手段１４及び符号変調手段１８から出力され
る各ＭＩＤＩ符号を別々のトラックに配置し、それを合
成（ミキシング）することにより、その合成されたＭＩ
ＤＩ符号を前記受信復号化手段２２に対して出力する符
号合成手段１２Ａが該符号送出手段１２に含まれてい
る。そして、前記受信復号化手段２２には、このように
別々のトラックに配置されたＭＩＤＩ符号に対して、音
量、音程、音色を含む再生条件をトラック単位に指示で
きる（Ｂ）再生条件（ミキシング条件）指示の機能が前
記受信復号化手段２２に備えられ、監視員の指示を受け
て前記制御符号伝送手段２６により方式切替手段２０を
介してその情報が伝送され、受信側から再生条件を変更
できるようになっている。

【００２５】更に、前記信号入力手段１０に入力される
前記電気信号が予め演奏記録された音楽音響信号でなる
場合、前記符号化手段１４で変換されたＭＩＤＩ符号を
前記音楽蓄積手段１６に対して格納する符号記録手段２
８が設置されている。この符号記録手段２８は、ＭＩＤ
Ｉデータの入力と編集の機能を有している。これによ
り、マイクロフォン等から入力された任意の演奏音楽を
ＭＩＤＩ符号として音楽蓄積手段１６に格納することが
できるようになっている。

【００２６】本実施形態について更に詳述すると、監視
対象である患者の生体に取り付けられた各種計測用セン
サからの電気信号をオーディオ（音楽情報）信号に変換
し、それをネットワーク経由で遠隔再生できるようにな
っている。ここでは再生するオーディオ信号のコンテン
ツとして、監視対象から発生されたセンサ信号を可聴域
の音響信号に変換する直接即時型再生と、予め前記音楽
蓄積手段１６に相当するジュークボックス等に用意され
ているＢＧＭ音楽等に変調を加えて再生する間接蓄積型
再生との２種類のモードを用意している。これら２つの
モードは相補的な関係にあるため、併用あるいは交互に
運用する形態を採ることが可能になっている。いずれの
場合においても、オーディオ信号の形式として演奏制御
を柔軟に行え、モバイル等低速通信回線でも伝送可能な
ＭＩＤＩ形式を採用している。

【００２７】前記符号化手段１４は、直接即時型再生に
用いられ、生体の心音・呼吸音など監視対象が出力する
音響信号を直接増幅して再生する方法を採用する。この
符号化手段１４としては、前記図７を用いて基本原理を
説明した前記特開平１０−２４７０９９号公報に開示さ
れているＭＩＤＩ符号化技術を利用することができる。

【００２８】この直接即時型再生は、医療分野における
聴診に相当するもので、監視対象の信号を直接聴取でき
るため、視覚によるモニタリングに匹敵する、あるいは
それを上回る監視能力をもち、異常現象時の診断に必要
な情報を提供してくれる。この再生方法は、デメリット
として、前述した如く、再生される音が無味乾燥で、ソ
ース音響信号が複雑成分に富むことが多いため、人にと
っては快適でない場合がある上に、マスキングにより肝
心な診断特徴が聞き取り難い状態になっていることが多
いということがあり、それ故に前記公報では診断に不要
な成分を削除し、診断特徴成分のみを楽器音で再生する
ような工夫を行っている。しかし、いずれにしても長時
間にわたって監視する用途には不向きである。

【００２９】一方、前記符号変調手段１８は、間接蓄積
型再生に用いられ、通常の音楽鑑賞に用いる音楽をジュ
ークボックスとしてＭＩＤＩ形式で前記音楽蓄積手段１
６に蓄積しておき、演奏途上で音楽のテンポ、強弱、キ
ー等を監視対象の信号に同期させてダイナミックに変更
を加えるようになっている。

【００３０】具体的には、前記特願平１０−４９４９４
号により提案してある生体信号監視装置が備えているＢ
ＧＭ変調技術を利用することができる。図２は、この生
体信号監視装置の要部構成を示すブロック図である。

【００３１】この生体信号監視装置３０は、生体のバイ
タル信号である心拍を、心電計から入力される信号から
検出する心拍検出部（計測手段）３２と、所定の音楽を
構成する音符情報を記憶するＢＧＭデータＭＩＤＩファ
イル３４と、前記音符情報に基づいて所定の音楽を再生
するＭＩＤＩシーケンサ３６及びＭＩＤＩ音源３８、前
記音楽再生手段が再生する音楽のリズムを前記心拍検出
部３２により計測された心拍信号に基づいて制御する制
御手段（図示せず）とを備えており、該制御手段は前記
ＭＩＤＩシーケンサ３６が含む構成になっている。そし
て、上記ＭＩＤＩファイル３４、ＭＩＤＩシーケンサ３
６及びＭＩＤＩ音源３８は、ＢＧＭ変調器を構成してい
る。

【００３２】ここで、上記心拍検出部３２が前記信号入
力手段１０に、又、このＢＧＭ変調器が前記符号変調手
段１８に相当し、同様の変調機能を有している。但し、
この図２に示した監視装置はネットワークによる遠隔制
御を前提としていないため、このＢＧＭ変調器は前記音
楽蓄積手段１６に当るＭＩＤＩファイル３４とともに、
シーケンサ３６及び音源３８をも含んだ構成となってい
る。

【００３３】この生体信号監視装置３０について詳述す
ると、音符情報をＭＩＤＩデータ（符号）で作成して、
前記ＢＧＭデータＭＩＤＩファイル３４に記憶しておく
と共に、その情報に基づいてＭＩＤＩシーケンサ３６及
びＭＩＤＩ音源３８からなる音楽再生手段で音楽を再生
する際、該ＭＩＤＩシーケンサ３６に前記心拍検出部１
２から心電誘導等による心拍信号を入力し、該心拍信号
の周期や振幅に同期して再生する音楽を制御するように
した。

【００３４】そして、その音楽を再生するに際しては、
前記ＭＩＤＩシーケンサ３６が有する前記制御機能によ
り、再生する音楽のリズムを、各音符又は音符群の演奏
時刻を前記心拍信号（バイタル信号）の時刻（周期）に
同期させると共に、各音符又は音符群の演奏強度を前記
バイタル信号の振幅に同期させる制御ができるようにな
っている。

【００３５】図３は、前記ＭＩＤＩファイル３４、ＭＩ
ＤＩシーケンサ３６及びＭＩＤＩ音源３８を備えている
前記ＢＧＭ変調器によるシーケンサ動作の一例を示した
ものである。

【００３６】図３（Ａ）は、前記ＭＩＤＩファイル３４
に記憶されている、メロディＭ、コードＣ、ベースＢか
らなるＢＧＭデータであり、それぞれの記号は、同図
（Ｃ）に示した音源ファイルとして模式的に示した意味
を持っている。但し、Ｍ０、Ｃ０等の０はブランク、即
ち音を出さないことを表わしている。なお、この音源フ
ァイルは生楽器音の単音又は和音のＰＣＭ（Ｐuls Ｃod
e Ｍodulation ）録音データで作成されている。

【００３７】上記図３（Ａ）のＢＧＭデータに基づい
て、前記ＭＩＤＩシーケンサ３６及びＭＩＤＩ音源３８
により音楽を再生すると、同図（Ｂ）に演奏シーケンサ
動作を示したように、心拍検出部３２からシーケンサ３
６に入力されるパルスデータにあたるクロック信号のパ
ルス１で、メロディＭ、コードＣはいずれも０でブラン
クになっているため、シーケンサ３６からはベースのＢ
１のみが出力されるため、ＭＩＤＩ音源３８は音源ファ
イルから対応するＧ１の単音のみを鳴らす。

【００３８】次のパルス２で、上記シーケンサ３６から
メロディＭ１の音とコードＣ１の音が上記ベースに加わ
って出力され、同様に図示したような対応する３つの音
が出力され、更に同様にパルス３、４・・・で対応する
各音が出力されることにより、スピーカからはそれが音
楽として流れることになる。

【００３９】この例では、パルス４の時点で心拍に異常
が発生し、その直後にパルス間隔が乱れており、音楽の
メロディに変化が現れている。このようなメロディの変
化により、医療従事者は、患者に起きた心拍の乱れを知
ることができる。

【００４０】本実施形態のように、前記ＢＧＭ変調器に
相当する変調機能を有する前記符号変調手段１８を使用
する場合は、定常状態においては、鑑賞に堪える快適な
音楽が聞こえ、ラインの異常についてはテンポ等の変動
から認識することができる。このジュークボックスでメ
ドレー形式に音楽ソフトを変更すれば、長時間聞いてい
ても飽きがこないため、長時間にわたる単調な監視業務
に好適である。

【００４１】ジュークボックスに保管される音楽ソフト
については、ＭＩＤＩ対応電子楽器を用いて音符データ
を楽譜から打ち込んだり、通信カラオケ分野等で提供さ
れているライブラリを導入する等、比較的容易に準備で
きる。更に、楽譜やＭＩＤＩデータがない特殊なアーチ
ストの音楽を使用したい場合のために、前記信号入力手
段１０にこれら音楽音響信号を電気信号として入力する
ことにより、前記符号化手段１４、符号記録手段２８に
より任意の音楽をＭＩＤＩデータ（符号）として格納す
ることができるようになっている。

【００４２】しかし、この符号変調手段１８を利用する
場合のデメリットとして、前述した如く、再生されるメ
インの音は監視対象と関係がなく、聞こえてくる音楽の
リズム変化で心音や呼吸音の状況を間接的に汲み取る必
要があるため、異常現象時の細かい情報は収集できな
い。又、緩やかに変動する異常現象の場合も認識が遅れ
るという問題が起こり得る。

【００４３】本実施形態では、前記符号化手段１４と符
号変調手段１８からの符号送出手段１２に対する出力を
切替えるスイッチとして、前記方式切替手段２０を設置
してあるので、直接即時型と間接蓄積型の２つの再生モ
ードにそれぞれ切替えたり、併用したりすることができ
る。従って、例えば、間接蓄積型のモードで長時間の監
視を行い、異常に気が付いた時点で直接即時型のモード
に切替えて詳細な診断を行うことが可能となる。又、こ
の２つのモードを同時使用する場合は、２つの方式でそ
れぞれ生成されるＭＩＤＩ符号を別々のトラック（ＭＩ
ＤＩチャンネル）に配置し、それを合成することによ
り、再生時にＭＩＤＩ音源設定で音量、音程、楽器等を
独立して変更することができる。そして、このモードの
選択は受信端末側から自由に行うことができる。

【００４４】図４には、前記符号伝送手段２４としてイ
ンターネット・イントラネットを、符号分岐手段２４Ａ
としてモバイルネットワークを採用する場合について、
符号送出手段１２までのサーバー側と、受信復号化手段
２２のクライアント側の具体的な構成を示した。

【００４５】インターネットのＷＷＷ（Ｗorld Ｗide
Ｗeb）サーバーでは、ＳＭＦ（Ｓtandard ＭＩＤＩ Ｆ
ile）と呼ばれるファイル形式をサポートし、ダウンロ
ード型のＭＩＤＩ遠隔再生については既に実現可能にな
っている。但し、ダウンロード型は監視業務には適さな
いため、ストリーム型再生を次のように実現する必要が
ある。

【００４６】前述のように、符号化あるいは変調された
ＭＩＤＩデータにＳＭＦ形式のようなデルタタイム情報
を付加して、４小節程度のブロック長のＭＩＤＩパケッ
トを形成する。そして、ＷＷＷサーバー側に、このパケ
ットをＴＣＰ（Ｔransmission Ｃontrol Ｐrotocol）ソ
ケットでクライアントに順次送出するアプリケーション
をサン・マイクロシステムズ社のＪava言語等で記述す
る。

【００４７】一方、クライアントの方はＭＩＤＩパケッ
トのダブルバッファリングを用意し、一方のバッファで
サーバーからのＴＣＰパケットを受信し、他方のバッフ
ァでＭＩＤＩデータをタイマー管理の上でＭＩＤＩ音源
に送出するシーケンサ処理をマルチスレッドで行う。こ
れらの処理もＪava言語で記述したＷＷＷクライアント
アプリケーションであるＪavaアプレットで実現するの
が適当である。

【００４８】ＭＩＤＩ音源制御については最新のＪava
２と呼ばれるＡＰＩを使用する方法が簡便であるが、Ｍ
ＩＤＩ音源のシリアルインタフェースに直接データを送
出する方法をとれば、旧版のＪavaＡＰＩ（Ａpplicatio
n Ｐrogram Ｉnterface）でも実現できる。Ｊava環境は
今後携帯電話など様々な情報機器で提供される動向であ
るため、拡張性が期待できる。

【００４９】又、通常の音楽ソフトは１０kbps未満に収
まるため、現在利用できるモバイル通信網でも十分運用
可能である。そこで、前記図４の下側に示されているよ
うに、ＭＩＤＩ音源のシリアルインタフェースの途中
に、構内ＰＨＳ網等のデジタルワイヤレス電話網を介在
させ、クライアント側は完全にスレーブの状態でモバイ
ル運用する方法がとれる。

【００５０】前記ＭＩＤＩパケットの方法では、クライ
アント側にＭＩＤＩ音源のコントローラであるシーケン
サの機能をもたせる必要があり、現実に監視対象から発
生した信号と、それと同期して再生される音楽との間に
ＭＩＤＩパケット長の分だけ遅延が生じる。この方法で
は、監視対象の信号と同期してリアルタイムに遠隔端末
で音楽を再生できるという利点がある。

【００５１】又、インターネットの場合には複数のクラ
イアントに対応できるという利点もあるが、モバイル通
信網の同報通信機能を活用すれば、同報音楽再生は可能
である。

【００５２】次に、本実施形態の音楽再生システムを、
Windowsパソコン２台を用いて試作した具体例について
説明する。１台は監視対象の装置シミュレータで、生体
と生体情報モニタの役割を果たし、各種センサ信号を出
力する。もう１台はセンサ信号を受けてＭＩＤＩデータ
に変換するもので、ＰＣ内のソフト音源あるいは外部の
ＭＩＤＩ音源を制御して音楽を再生する。

【００５３】ここでは、心音と呼吸音からなる生体音響
信号を出力するモードと、心電図、呼吸波からなる電気
信号を出力するモードからなり、前者で直接即時型再
生、後者で間接蓄積型再生を実現した。前者については
心音をピアノ音で、呼吸音をトランペットで変換再生す
るようにし、後者については音楽のテンポを心拍に同期
させ、強弱を呼吸の深さに同期させた。そのため、ＭＩ
ＤＩ音源部を含めて全てＪava言語によるアプレットで
開発し、ＷＷＷ上で稼動できるようにした。搭載されて
いる音楽ソフトとしては、Ｅ．サティの「ジムノペデ
ィ」とＲ．シューマンの「子供の情景」の２曲にピアノ
曲をＭＩＤＩデータで用意した。図５には、このときの
モニタ画面を示した。

【００５４】次に、本発明に係る第２実施形態について
説明する。本実施形態は、監視対象信号を電気信号一般
に拡大した場合の音声再生システムに相当する。

【００５５】本実施形態では、適用信号を拡大するため
にＭＩＤＩ符号に変調を加える場合は、再生する音響信
号より低い周波数の電気信号の範囲で任意に適用できる
（高い周波数成分はローパスフィルタでカットする）よ
うにしてある。

【００５６】又、非音響信号に対してＭＩＤＩ符号に変
換する方式の場合は、以下の工夫が必要である。低周波
領域（生体信号の場合、心電波形のＭＩＤＩ符号化等）
の場合は、上記可聴領域と同様に符号化し、再生する際
に音程を上げるようにする。逆に高周波領域（超音波）
の場合は、サンプリング周波数を通常のＮ倍に上げて信
号入力を行い、可聴領域と同様なサンプリング周波数を
持つという前提で符号化し、結果的に再生周波数が１／
Ｎに下がり、可聴領域になるようにする。

【００５７】本実施形態についてもWindowsパソコン２
台を用いて試作した具体例として印刷機の運転監視シス
テムを採り上げ、そのシミュレーション結果を以下に示
す。

【００５８】商業印刷用のオフセット印刷機を想定し、
印刷ユニット（印刷１色両面を行う）別に版胴の回転信
号、見当制御コントローラ（各分色刷り同士の位置合わ
せ）からの見当誤差検出信号、インキ濃度を監視するセ
ンサ信号の出力を受け、音楽のテンポ、音程、強弱を変
調させる間接蓄積型再生を実現した。印刷速度を示す回
転信号は、枚葉機又は輪転機のモード別に運転開始から
停止までの加減速をシミュレートした。使用した音楽ソ
フトは前記第１実施形態と同様であり、イエロー・マゼ
ンタ・シアン・ブラックの４色の印刷ユニットに対応
し、４つのトラックで４種類の楽器を割り当てて演奏さ
せるようにした。図６にその時のモニタ画面を示す。な
お、ここで使用したソフトウェアは速度の要請からＣ++
言語で構築した。

【００５９】輪転機の定常運転時は毎時１０万回転に達
するので、１回転を音符の１拍に対応させると、ＭＩＤ
Ｉ演奏の方はきちんと追従していたが、音楽のテンポが
速すぎて人には聞き取り難い。そこで、定常運転に達し
たところで機械の回転と音楽のテンポの比率をかなり落
とすようにすると効果的であった。印刷途中の紙切れ等
の脱丁や、大幅な見当ずれ等は十分識別することができ
た。

【００６０】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００６１】例えば、本発明の信号監視用音楽再生シス
テムの具体的構成は、前記実施形態に示したものに限定
されない。又、医療分野以外の監視対象は印刷機の場合
のみを示したが、これに限定されない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
医療分野における生体信号の監視に適用する場合には、
長時間監視が容易である上に、診断上有益な情報をも提
供することができる。

【００６３】又、モバイル回線を利用する場合には、複
数のモバイル端末で監視が行うことができ、監視員を特
定の場所に拘束せず、他業務を平行して行うことができ
る。

【００６４】更に、監視対象を非音響信号を含む電気信
号一般に拡張できることから、幅広い分野の監視業務に
活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の音楽再生システム
の概略構成を示すブロック図

【図２】符号変調手段に相当するＭＩＤＩ変調器の特徴
を示すブロック図

【図３】提案済の生体信号監視装置による動作の一例を
示す説明図

【図４】前記音楽再生システムのより具体的な構成を示
すブロック図

【図５】第１実施形態の具体例によるモニタ画面の一例
を示す説明図

【図６】第２実施形態の具体例によるモニタ画面の一例
を示す説明図

【図７】ＭＩＤＩ符号化の基本原理を示す説明図

【符号の説明】

１０…信号入力手段 １２…符号送出手段 １２Ａ…符号合成手段 １４…符号化手段 １６…音楽蓄積手段 １８…符号変調手段 ２０…方式切替手段 ２２…受信復号化手段 ２２Ａ…方式変更指示 ２２Ｂ…再生条件指示 ２４…符号伝送手段 ２４Ａ…符号分岐手段 ２６…制御符号伝送手段 ２８…符号記録手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C027 AA00 AA02 EE03 FF00 FF01 GG15 GG16 GG18 HH06 HH11 JJ01 KK00 KK03 5C087 AA02 AA04 AA33 AA34 AA38 AA41 AA60 BB22 DD03 DD08 DD33 EE05 EE06 EE07 EE18 FF30 GG66 5D045 DA20 5D378 KK02 KK05 LA03 LA05 LA13 LB27 MM25 MM26 MM54 MM62 MM65 QQ03 QQ06 QQ25 QQ27 QQ28 QQ38 9A001 CC02 CC06 DZ02 EE02 EE04 HH15 HH32 JJ12 JJ25 JJ27 KK25 KK43 KK45 LL09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時系列の電気信号をデジタル入力してデジ
   タル電気信号を生成する信号入力手段と、 前記デジタル電気信号をＭＩＤＩ符号に変換し、符号送
   出手段に出力する符号化手段と、 任意の音楽データをＭＩＤＩ符号で記憶する音楽蓄積手
   段と、 前記デジタル電気信号に基づいて前記音楽蓄積手段に記
   憶されているＭＩＤＩ符号に対して変調を加え、前記符
   号送出手段に出力する符号変調手段と、 前記符号化手段及び前記符号変調手段の前記符号送出手
   段への各出力をＯＮ／ＯＦＦ制御する方式切替手段と、 前記符号送出手段から出力されるＭＩＤＩ符号を受信
   し、ＭＩＤＩ音源を用いて音楽を再生する受信復号化手
   段と、を備えていることを特徴とする信号監視用音楽再
   生システム。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記符号送出手段と前記受信復号化手段との間に符号伝
   送手段が介設され、前記受信復号化手段が前記符号送出
   手段から隔離されていることを特徴とする信号監視用音
   楽再生システム。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記受信復号化手段から前記方式切替手段に対して切替
   信号を出力する制御符号伝送手段が設けられ、遠隔地の
   前記受信復号化手段から、前記符号化手段及び前記符号
   変調手段の各出力をＯＮ／ＯＦＦ制御するようになって
   いることを特徴とする信号監視用音楽再生システム。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記符号送出手段に対して前記受信復号化手段が複数存
   在し、前記符号送出手段と前記受信復号化手段との間に
   符号分岐手段が設けられ、前記符号送出手段から複数の
   前記受信復号化手段に対して同一のＭＩＤＩ符号を伝送
   するようになっていることを特徴とする信号監視用音楽
   再生システム。
5. 【請求項５】請求項１において、 前記信号入力手段に前記電気信号として予め演奏記録さ
   れた音楽音響信号が入力されると、前記符号化手段で変
   換されたＭＩＤＩ符号を前記音楽蓄積手段に対して格納
   する符号記録手段が設けられていることを特徴とする信
   号監視用音楽再生システム。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記方式切替手段が前記符号化手段及び前記符号変調手
   段の双方の出力をＯＮ制御しているとき、前記符号送出
   手段において前記符号化手段及び前記符号変調手段から
   の各ＭＩＤＩ符号を別々のトラックに配置すると共に合
   成し、合成されたＭＩＤＩ符号を前記受信復号化手段に
   対して出力する符号合成手段が併設されていることを特
   徴とする信号監視用音楽再生システム。
7. 【請求項７】請求項６において、 前記別々のトラックに配置されたＭＩＤＩ符号に対し
   て、音量、音程、音色を含む再生条件をトラック単位に
   指示できる再生条件指示機能を前記受信復号化手段が有
   していることを特徴とする信号監視用音楽再生システ
   ム。