JP2002153434A - Time sequential signal analyzer - Google Patents

Time sequential signal analyzer

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JP2002153434A
JP2002153434A JP2000351775A JP2000351775A JP2002153434A JP 2002153434 A JP2002153434 A JP 2002153434A JP 2000351775 A JP2000351775 A JP 2000351775A JP 2000351775 A JP2000351775 A JP 2000351775A JP 2002153434 A JP2002153434 A JP 2002153434A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a time sequential signal analyzer capable of performing analysis only from cardiac sound signals. SOLUTION: By setting unit sections to time sequential signals such as the cardiac sound signals and obtaining the correlation of the time sequential signals and a plurality of periodic functions for each set prescribed unit section, a plurality of frequency elements are selected for each unit section. For each unit section, one integrated frequency element is calculated on the basis of the selected plurality of the frequency elements. On the basis of the array pattern of an integrated frequency element column for which the calculated integrated frequency elements are time sequentially arranged, block data for which the successive plurality of the integrated frequency elements are blocked are prepared. Attribute information is imparted to the prepared respective block data on the basis of a prescribed rule and the block data to which the attribute information is imparted are displayed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、心音、心電図等の生体
信号、その他音響信号を含む時系列信号の解析技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for analyzing a time series signal including a biological signal such as a heart sound and an electrocardiogram, and other acoustic signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】音響信号に代表される時系列信号には、
その構成要素として複数の周期信号が含まれている。こ
のため、与えられた時系列信号にどのような周期信号が
含まれているかを解析する手法は、古くから知られてい
る。例えば、フーリエ解析は、与えられた時系列信号に
含まれる周波数成分を解析するための方法として広く利
用されている。
2. Description of the Related Art Time-series signals represented by acoustic signals include:
The components include a plurality of periodic signals. For this reason, a method of analyzing what periodic signal is included in a given time-series signal has been known for a long time. For example, Fourier analysis is widely used as a method for analyzing frequency components included in a given time-series signal.

【0003】このような時系列信号の解析方法を利用す
れば、音響信号を符号化することも可能である。コンピ
ュータの普及により、原音となるアナログ音響信号を所
定のサンプリング周波数でサンプリングし、各サンプリ
ング時の信号強度を量子化してデジタルデータとして取
り込むことが容易にできるようになってきており、こう
して取り込んだデジタルデータに対してフーリエ解析な
どの手法を適用し、原音信号に含まれていた周波数成分
を抽出すれば、各周波数成分を示す符号によって原音信
号の符号化が可能になる。
[0003] If such a time-series signal analysis method is used, it is possible to encode an audio signal. With the spread of computers, it has become easier to sample analog audio signals as original sounds at a predetermined sampling frequency, quantize the signal strength at each sampling, and take in as digital data. If a method such as Fourier analysis is applied to the data and frequency components included in the original sound signal are extracted, the original sound signal can be encoded by a code indicating each frequency component.

【0004】一方、電子楽器による楽器音を符号化しよ
うという発想から生まれたMIDI(Musical Instrume
nt Digital Interface)規格も、パーソナルコンピュー
タの普及とともに盛んに利用されるようになってきてい
る。このMIDI規格による符号データ(以下、MID
Iデータという)は、基本的には、楽器のどの鍵盤キー
を、どの程度の強さで弾いたか、という楽器演奏の操作
を記述したデータであり、このMIDIデータ自身に
は、実際の音の波形は含まれていない。そのため、実際
の音を再生する場合には、楽器音の波形を記憶したMI
DI音源が別途必要になるが、その符号化効率の高さが
注目を集めており、MIDI規格による符号化および復
号化の技術は、現在、パーソナルコンピュータを用いて
楽器演奏、楽器練習、作曲などを行うソフトウェアに広
く採り入れられている。
On the other hand, MIDI (Musical Instrume) was born from the idea of encoding musical instrument sounds by electronic musical instruments.
The Digital Interface (nt Digital Interface) standard has also been actively used with the spread of personal computers. Code data according to the MIDI standard (hereinafter, MID)
I data) is basically data describing an operation of playing a musical instrument, such as which keyboard key of the musical instrument was played and at what strength, and the MIDI data itself contains the actual sound. No waveform is included. Therefore, when reproducing the actual sound, the MI which stores the waveform of the musical instrument sound is used.
Although a DI sound source is required separately, its high coding efficiency has been attracting attention, and the encoding and decoding technology according to the MIDI standard currently uses a personal computer to play musical instruments, practice musical instruments, compose music, and the like. Is widely adopted in software that performs

【0005】そこで、音響信号に代表される時系列信号
に対して、所定の手法で解析を行うことにより、その構
成要素となる周期信号を抽出し、抽出した周期信号をM
IDIデータを用いて符号化しようとする提案がなされ
ている。例えば、特開平10−247099号公報、特
開平11−73199号公報、特開平11−73200
号公報、特開平11−95753号公報、特開2000
−99009号公報、特開2000−99092号公
報、特開平2000−99093号公報、特願平11−
58431号明細書、特願平11−177875号明細
書、特願平11−329297号明細書には、任意の時
系列信号について、構成要素となる周波数を解析し、そ
の解析結果からMIDIデータを作成することができる
種々の方法が提案されている。
Therefore, by analyzing a time-series signal represented by an acoustic signal by a predetermined method, a periodic signal as a component of the signal is extracted, and the extracted periodic signal is converted to an M signal.
There have been proposals to encode using IDI data. For example, JP-A-10-247099, JP-A-11-73199, JP-A-11-73200
JP, JP-A-11-95753, JP-A-2000
-99009, JP-A-2000-99092, JP-A-2000-99093, Japanese Patent Application No. 11-1990.
Japanese Patent Application No. 58431, Japanese Patent Application No. 11-177875, and Japanese Patent Application No. 11-329297 analyze the frequency as a component of an arbitrary time-series signal, and convert MIDI data from the analysis result. Various methods have been proposed that can be created.

【0006】特に、特開平10−247099号公報に
おいては、心音あるいは肺音など生理的リズム音を、時
系列の音響信号として取り込んだ後、符号化してその特
徴を視覚的に表示することにより医療診断の支援を行な
うことが記載されている。しかし、特開平10−247
099号公報においては、心音を符号化して表示するに
留まっており、その症状を解析するまでには到っていな
い。
[0006] In particular, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-247099, medical rhythm sounds such as heart sounds or lung sounds are captured as time-series sound signals, and then encoded to visually display the characteristics thereof. It describes that the diagnosis is supported. However, JP-A-10-247
In Japanese Patent Publication No. 099, only heart sounds are encoded and displayed, and their symptoms are not analyzed.

【0007】そもそも心音は心電図波形に比べて周波数
帯域幅が広く病態も複雑であるため、自動解析が難し
い。心音には健常者・異常者を問わず基本的なI音およ
びII音成分は必ず存在し、医師が診断を行なう際には、
この心音成分を基準に他の余分な心音成分や心雑音成分
を判断することが行なわれている。ところが、病弱な状
態では不整脈を伴うことが多く、さらに心雑音が加わる
と、基本的なI音およびII音成分を検出することは熟練
の医師でも困難である。近年では、このような心音の自
動解析の試みも行なわれており、特開平5−30907
4号公報には、心電図の信号を同期信号として同時に取
り込み、心音のI音およびII音成分を正しく獲得し、そ
の上でニューラルネットにより病的な状態を判定する手
法が開示されている。
In the first place, the heart sound has a wider frequency bandwidth than the electrocardiogram waveform, and its pathological condition is complicated, so that automatic analysis is difficult. Basic sound I and II sound components are always present in heart sounds regardless of healthy people and abnormal people, and when a doctor makes a diagnosis,
Other extra heart sound components and heart murmur components are determined based on this heart sound component. However, an illness is often accompanied by arrhythmia, and when a heart murmur is added, it is difficult even for a skilled doctor to detect basic I and II sound components. In recent years, attempts have been made to automatically analyze such heart sounds.
Japanese Patent Application Laid-open No. 4 (2004) discloses a method of simultaneously taking an electrocardiogram signal as a synchronization signal, correctly acquiring the I and II sound components of the heart sound, and then determining a pathological state using a neural network.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の心音解析手法では、1)心音を取得するためのセンサ
系とは別に心電図波形センサ系を必要とし、心音単独の
信号は解析できない、2)病態判定手法は信号の振幅変化
を基準にニューラルネットで行なっているため、ニュー
ラルネットの学習状況(あらかじめ医師が多くのデータ
を入力して判定結果が正解になるように装置を訓練する
必要あり)により診断能力が格段にばらつく、3)判定の
基準に信号の振幅情報のみを用い、周波数分布を考慮し
ていないため、音色が異なる心雑音の識別が原理的に困
難である。4)判定結果は定性的に病態信号が言葉で示さ
れるだけで、例えば「III音異常あり」といっても、ど
の程度の強さのIII音であるかという情報が残らない、
等の問題が生じる。
However, in the above-mentioned conventional heart sound analysis method, 1) an electrocardiogram waveform sensor system is required separately from a sensor system for acquiring heart sounds, and signals of heart sounds alone cannot be analyzed. Since the disease state determination method is performed using a neural network based on the amplitude change of the signal, the learning state of the neural network (it is necessary for a doctor to input a lot of data in advance and train the device so that the determination result is correct) 3) Since only the amplitude information of the signal is used as a criterion for determination and the frequency distribution is not taken into account, it is difficult in principle to identify heart murmurs having different timbres. 4) The judgment result is only qualitatively showing the pathological signal in words, for example, even if it says `` III sound abnormal, '' there is no information on how strong the III sound is,
And the like.

【0009】上記のような点に鑑み、本発明は、心音信
号のみから解析を行なうことが可能な時系列信号解析装
置を提供することを課題とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a time-series signal analyzing apparatus capable of analyzing only a heart sound signal.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明では、与えられた時系列信号
に対して設定された所定の単位区間ごとに時系列信号と
複数の周期関数との相関を求めることにより、各単位区
間に対して複数の周波数要素を選出し、各単位区間ごと
に、選出された複数の周波数要素を基に1つの統一周波
数要素を算出し、算出された統一周波数要素を時系列に
並べた統一周波数要素列の配列パターンを基に、連続す
る複数の統一周波数要素をブロック化したブロックデー
タを作成し、所定のルールに基づいて、作成された各ブ
ロックデータに対して属性情報を付与し、属性情報が付
与されたブロックデータを出力するようにしたことを特
徴とする。請求項1に記載の発明によれば、特に周波数
解析により得られる複数の周波数要素を1つの統一周波
数要素にまとめ、この統一周波数要素列の配列パターン
に基づいて診断情報などの属性情報を付与し、属性情報
と共にブロックデータを出力するようにしたので、与え
られた時系列信号がどのような状態を意味しているのか
を容易に確認することが可能となる。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a time-series signal and a plurality of cycles are provided for each predetermined unit section set for a given time-series signal. By calculating a correlation with the function, a plurality of frequency elements are selected for each unit section, and one unified frequency element is calculated for each unit section based on the plurality of selected frequency elements. Based on the array pattern of the unified frequency element sequence in which the unified frequency elements are arranged in time series, block data is created by blocking a plurality of continuous unified frequency elements, and each block created based on a predetermined rule. Attribute information is added to the data, and block data to which the attribute information is added is output. According to the first aspect of the invention, in particular, a plurality of frequency elements obtained by frequency analysis are combined into one unified frequency element, and attribute information such as diagnostic information is added based on the array pattern of the unified frequency element sequence. Since the block data is output together with the attribute information, it is possible to easily confirm what state the given time-series signal means.

【0011】請求項2に記載の発明では、与えられた時
系列信号に対して設定された所定の単位区間ごとに時系
列信号と複数の周期関数との相関を求めることにより、
各単位区間に対して複数の周波数要素を選出し、各単位
区間ごとに、選出された複数の周波数要素を基に1つの
統一周波数要素を算出し、算出された統一周波数要素を
時系列に並べた統一周波数要素列の配列パターンを基
に、連続する複数の統一周波数要素をブロック化したブ
ロックデータを作成し、所定のルールに基づいて、作成
された各ブロックデータに対して付与すべき属性情報を
決定し、決定された属性情報を各ブロックデータに対応
する統一周波数要素に付与し、属性情報が付与された統
一周波数要素を階層構造のテキスト情報として出力する
ようにしたことを特徴とする。請求項2に記載の発明に
よれば、特に周波数解析により得られる複数の周波数要
素を1つの統一周波数要素にまとめ、この統一周波数要
素列の配列パターンに基づいて診断情報などの属性情報
を付与し、属性情報と共に統一周波数要素を構造文書化
するようにしたので、与えられた時系列信号がどのよう
な状態を意味しているのかを診断した結果の流通が容易
になる。
According to the second aspect of the present invention, the correlation between the time series signal and a plurality of periodic functions is obtained for each predetermined unit section set for the given time series signal,
A plurality of frequency elements are selected for each unit section, one unified frequency element is calculated for each unit section based on the plurality of selected frequency elements, and the calculated unified frequency elements are arranged in time series. Based on the array pattern of the unified frequency element sequence, block data is created by blocking a plurality of continuous unified frequency elements, and attribute information to be assigned to each created block data based on a predetermined rule Is determined, the determined attribute information is assigned to the unified frequency element corresponding to each block data, and the unified frequency element to which the attribute information is assigned is output as text information having a hierarchical structure. According to the second aspect of the invention, in particular, a plurality of frequency elements obtained by frequency analysis are combined into one unified frequency element, and attribute information such as diagnostic information is added based on the array pattern of the unified frequency element sequence. Since the unified frequency element is structured and documented together with the attribute information, it becomes easy to distribute the result of diagnosing what state the given time-series signal means.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】(時系列信号の解析の基本原理)はじめ
に、本発明に係る時系列信号の解析の基本原理を述べて
おく。この基本原理は、前掲の各公報あるいは明細書に
開示されているので、ここではその概要のみを簡単に述
べることにする。
(Basic Principle of Analysis of Time Series Signal) First, the basic principle of analysis of a time series signal according to the present invention will be described. Since this basic principle is disclosed in the above-mentioned publications or in the specification, only an outline thereof will be briefly described here.

【0014】図1(a)に示すように、時系列信号とし
てアナログ音響信号が与えられたものとする。図1の例
では、横軸に時間t、縦軸に振幅(強度)をとって、こ
の音響信号を示している。ここでは、まずこのアナログ
音響信号を、デジタルの音響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響信号をサ
ンプリングし、振幅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良い。ここでは、
説明の便宜上、PCMの手法でデジタル化した音響デー
タの波形も図1(a)のアナログ音響信号と同一の波形
で示すことにする。
As shown in FIG. 1A, it is assumed that an analog audio signal is given as a time-series signal. In the example of FIG. 1, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents amplitude (intensity), and this acoustic signal is shown. Here, first, a process of capturing the analog audio signal as digital audio data is performed. This uses the conventional general PCM method,
The analog audio signal may be sampled at a predetermined sampling frequency and the amplitude may be converted into digital data using a predetermined number of quantization bits. here,
For convenience of explanation, the waveform of the audio data digitized by the PCM method is also shown by the same waveform as the analog audio signal in FIG.

【0015】続いて、この解析対象となる音響信号の時
間軸上に、複数の単位区間を設定する。図1(a)に示
す例では、時間軸t上に等間隔に6つの時刻t1〜t6
が定義され、これら各時刻を始点および終点とする5つ
の単位区間d1〜d5が設定されている。図1の例で
は、全て同一の区間長をもった単位区間が設定されてい
るが、個々の単位区間ごとに区間長を変えるようにして
もかまわない。あるいは、隣接する単位区間が時間軸上
で部分的に重なり合うような区間設定を行ってもかまわ
ない。
Subsequently, a plurality of unit sections are set on the time axis of the audio signal to be analyzed. In the example shown in FIG. 1A, six times t1 to t6 are equally spaced on the time axis t.
Are defined, and five unit sections d1 to d5 having these times as a start point and an end point are set. In the example of FIG. 1, unit sections having the same section length are all set, but the section length may be changed for each unit section. Alternatively, a section may be set such that adjacent unit sections partially overlap on the time axis.

【0016】こうして単位区間が設定されたら、各単位
区間ごとの音響信号(以下、区間信号と呼ぶことにす
る)について、それぞれ代表周波数を選出する。各区間
信号には、通常、様々な周波数成分が含まれているが、
例えば、その中で成分の強度割合の大きな周波数成分を
代表周波数として選出すれば良い。ここで、代表周波数
とはいわゆる基本周波数が一般的であるが、音声のフォ
ルマント周波数などの倍音周波数や、ノイズ音源のピー
ク周波数も代表周波数として扱うことがある。代表周波
数は1つだけ選出しても良いが、音響信号によっては複
数の代表周波数を選出した方が、より精度の高い符号化
が可能になる。図1(b)には、個々の単位区間ごとに
それぞれ3つの代表周波数を選出し、1つの代表周波数
を1つの代表符号(図では便宜上、音符として示してあ
る)として符号化した例が示されている。ここでは、代
表符号(音符)を収容するために3つのトラックT1,
T2,T3が設けられているが、これは個々の単位区間
ごとに選出された3つずつの代表符号を、それぞれ異な
るトラックに収容するためである。
When the unit sections are set in this way, a representative frequency is selected for each of the sound signals (hereinafter referred to as section signals) for each unit section. Each section signal usually contains various frequency components,
For example, a frequency component having a large intensity ratio of the component may be selected as the representative frequency. Here, the representative frequency is generally a so-called fundamental frequency, but a harmonic frequency such as a formant frequency of a voice and a peak frequency of a noise sound source may be treated as the representative frequency. Although only one representative frequency may be selected, depending on the acoustic signal, selecting a plurality of representative frequencies enables more accurate encoding. FIG. 1B shows an example in which three representative frequencies are selected for each unit section, and one representative frequency is encoded as one representative code (for convenience, shown as a musical note in the figure). Have been. Here, three tracks T1, T1,
T2 and T3 are provided in order to accommodate three representative codes selected for each unit section in different tracks.

【0017】例えば、単位区間d1について選出された
代表符号n(d1,1),n(d1,2),n(d1,
3)は、それぞれトラックT1,T2,T3に収容され
ている。ここで、各符号n(d1,1),n(d1,
2),n(d1,3)は、MIDI符号におけるノート
ナンバーを示す符号である。MIDI符号におけるノー
トナンバーは、0〜127までの128通りの値をと
り、それぞれピアノの鍵盤の1つのキーを示すことにな
る。具体的には、例えば、代表周波数として440Hz
が選出された場合、この周波数はノートナンバーn=6
9(ピアノの鍵盤中央の「ラ音(A3音)」に対応)に
相当するので、代表符号としては、n=69が選出され
ることになる。もっとも、図1(b)は、上述の方法に
よって得られる代表符号を音符の形式で示した概念図で
あり、実際には、各音符にはそれぞれ強度に関するデー
タも付加されている。例えば、トラックT1には、ノー
トナンバーn(d1,1),n(d2,1)・・・なる
音高を示すデータとともに、e(d1,1),e(d
2,1)・・・なる強度を示すデータが収容されること
になる。この強度を示すデータは、各代表周波数の成分
が、元の区間信号にどの程度の度合いで含まれていたか
によって決定される。具体的には、各代表周波数をもっ
た周期関数の区間信号に対する相関値に基づいて強度を
示すデータが決定されることになる。また、図1(b)
に示す概念図では、音符の横方向の位置によって、個々
の単位区間の時間軸上での位置が示されているが、実際
には、この時間軸上での位置を正確に数値として示すデ
ータが各音符に付加されていることになる。
For example, the representative codes n (d1,1), n (d1,2), n (d1,
3) are accommodated in the tracks T1, T2, T3, respectively. Here, each code n (d1, 1), n (d1,
2), n (d1, 3) are codes indicating note numbers in the MIDI code. The note number in the MIDI code takes 128 values from 0 to 127 and indicates one key of the piano keyboard. Specifically, for example, 440 Hz as a representative frequency
Is selected, this frequency has a note number n = 6
9 (corresponding to the "ra tone (A3 tone)" at the center of the piano keyboard), so that n = 69 is selected as the representative code. However, FIG. 1B is a conceptual diagram showing a representative code obtained by the above-described method in the form of a musical note, and in practice, data relating to the intensity is added to each musical note. For example, in the track T1, e (d1, 1) and e (d) are added together with data indicating pitches of note numbers n (d1, 1), n (d2, 1).
2, 1)... Are stored. The data indicating the strength is determined based on how much the component of each representative frequency is included in the original section signal. Specifically, data indicating the intensity is determined based on the correlation value of the periodic function having each representative frequency with respect to the section signal. FIG. 1 (b)
In the conceptual diagram shown in Fig. 7, the position of each unit section on the time axis is indicated by the position of the note in the horizontal direction, but in actuality, data that accurately indicates the position on the time axis as a numerical value Is added to each note.

【0018】音響信号を符号化する形式としては、必ず
しもMIDI形式を採用する必要はないが、この種の符
号化形式としてはMIDI形式が最も普及しているた
め、実用上はMIDI形式の符号データを用いるのが好
ましい。MIDI形式では、「ノートオン」データもし
くは「ノートオフ」データが、「デルタタイム」データ
を介在させながら存在する。「ノートオン」データは、
特定のノートナンバーNとベロシティーVを指定して特
定の音の演奏開始を指示するデータであり、「ノートオ
フ」データは、特定のノートナンバーNとベロシティー
Vを指定して特定の音の演奏終了を指示するデータであ
る。また、「デルタタイム」データは、所定の時間間隔
を示すデータである。ベロシティーVは、例えば、ピア
ノの鍵盤などを押し下げる速度(ノートオン時のベロシ
ティー)および鍵盤から指を離す速度(ノートオフ時の
ベロシティー)を示すパラメータであり、特定の音の演
奏開始操作もしくは演奏終了操作の強さを示すことにな
る。
It is not always necessary to adopt the MIDI format as a format for encoding an audio signal. However, since the MIDI format is the most widespread as this type of encoding format, the MIDI format code data is practically used. It is preferable to use In the MIDI format, "note on" data or "note off" data exists with "delta time" data interposed. Note-on data is
The "note-off" data is data specifying a specific note number N and velocity V to designate the start of performance of a specific sound, and "note-off" data is data specifying a specific note number N and velocity V. This is data to instruct the end of the performance. The “delta time” data is data indicating a predetermined time interval. Velocity V is a parameter indicating, for example, the speed at which a piano keyboard or the like is depressed (velocity at the time of note-on) and the speed at which the finger is released from the keyboard (velocity at the time of note-off). Or it indicates the strength of the performance end operation.

【0019】前述の方法では、第i番目の単位区間di
について、代表符号としてJ個のノートナンバーn(d
i,1),n(di,2),・・・,n(di,J)が
得られ、このそれぞれについて強度e(di,1),e
(di,2),・・・,e(di,J)が得られる。そ
こで、次のような手法により、MIDI形式の符号デー
タを作成することができる。まず、「ノートオン」デー
タもしくは「ノートオフ」データの中で記述するノート
ナンバーNとしては、得られたノートナンバーn(d
i,1),n(di,2),・・・,n(di,J)を
そのまま用いれば良い。一方、「ノートオン」データも
しくは「ノートオフ」データの中で記述するベロシティ
ーVとしては、得られた強度e(di,1),e(d
i,2),・・・,e(di,J)を所定の方法で規格
化した値を用いれば良い。また、「デルタタイム」デー
タは、各単位区間の長さに応じて設定すれば良い。
In the above method, the i-th unit section di
, J note numbers n (d
i, 1), n (di, 2),..., n (di, J) are obtained, and the intensities e (di, 1), e
(Di, 2),..., E (di, J) are obtained. Therefore, MIDI-format code data can be created by the following method. First, as the note number N described in the “note-on” data or “note-off” data, the obtained note number n (d
i, 1), n (di, 2),..., n (di, J) may be used as they are. On the other hand, as the velocity V described in the “note-on” data or the “note-off” data, the obtained intensities e (di, 1) and e (d
i, 2),..., and e (di, J) may be standardized by a predetermined method. The “delta time” data may be set according to the length of each unit section.

【0020】(周期関数との相関を求める具体的な方
法)上述した基本原理の基づく方法では、区間信号に対
して、1つまたは複数の代表周波数が選出され、この代
表周波数をもった周期信号によって、当該区間信号が表
現されることになる。ここで、選出される代表周波数
は、文字どおり、当該単位区間内の信号成分を代表する
周波数である。この代表周波数を選出する具体的な方法
には、後述するように、短時間フーリエ変換を利用する
方法と、一般化調和解析の手法を利用する方法とがあ
る。いずれの方法も、基本的な考え方は同じであり、あ
らかじめ周波数の異なる複数の周期関数を用意してお
き、これら複数の周期関数の中から、当該単位区間内の
区間信号に対する相関が高い周期関数を見つけ出し、こ
の相関の高い周期関数の周波数を代表周波数として選出
する、という手法を採ることになる。すなわち、代表周
波数を選出する際には、あらかじめ用意された複数の周
期関数と、単位区間内の区間信号との相関を求める演算
を行うことになる。そこで、ここでは、周期関数との相
関を求める具体的な方法を述べておく。
(Specific Method for Determining Correlation with Periodic Function) In the method based on the basic principle described above, one or a plurality of representative frequencies are selected for the section signal, and the periodic signal having this representative frequency is selected. Thus, the section signal is expressed. Here, the selected representative frequency is, literally, a frequency representative of a signal component in the unit section. Specific methods for selecting the representative frequency include a method using a short-time Fourier transform and a method using a generalized harmonic analysis method, as described later. Both methods have the same basic concept. A plurality of periodic functions having different frequencies are prepared in advance, and a periodic function having a high correlation with the section signal in the unit section is selected from the plurality of periodic functions. , And the frequency of the periodic function having a high correlation is selected as a representative frequency. That is, when selecting a representative frequency, an operation for calculating a correlation between a plurality of periodic functions prepared in advance and a section signal in a unit section is performed. Therefore, here, a specific method for obtaining the correlation with the periodic function will be described.

【0021】複数の周期関数として、図2に示すような
三角関数が用意されているものとする。これらの三角関
数は、同一周波数をもった正弦関数と余弦関数との対か
ら構成されており、128通りの標準周波数f(0)〜
f(127)のそれぞれについて、正弦関数および余弦
関数の対が定義されていることになる。ここでは、同一
の周波数をもった正弦関数および余弦関数からなる一対
の関数を、当該周波数についての周期関数として定義す
ることにする。すなわち、ある特定の周波数についての
周期関数は、一対の正弦関数および余弦関数によって構
成されることになる。このように、一対の正弦関数と余
弦関数とにより周期関数を定義するのは、信号に対する
周期関数の相関値を求める際に、相関値が位相の影響を
受ける事を考慮するためである。なお、図2に示す各三
角関数内の変数Fおよびkは、区間信号Xについてのサ
ンプリング周波数Fおよびサンプル番号kに相当する変
数である。例えば、周波数f(0)についての正弦波
は、sin(2πf(0)k/F)で示され、任意のサ
ンプル番号kを与えると、区間信号を構成する第k番目
のサンプルと同一時間位置における周期関数の振幅値が
得られる。
It is assumed that a trigonometric function as shown in FIG. 2 is prepared as a plurality of periodic functions. These trigonometric functions are composed of a pair of a sine function and a cosine function having the same frequency, and have 128 standard frequencies f (0) to
For each of f (127), a pair of a sine function and a cosine function is defined. Here, a pair of functions consisting of a sine function and a cosine function having the same frequency is defined as a periodic function for the frequency. That is, the periodic function for a specific frequency is constituted by a pair of a sine function and a cosine function. The reason why the periodic function is defined by the pair of the sine function and the cosine function is to consider that the correlation value is affected by the phase when calculating the correlation value of the periodic function for the signal. Variables F and k in each trigonometric function shown in FIG. 2 are variables corresponding to sampling frequency F and sample number k for section signal X. For example, a sine wave for a frequency f (0) is represented by sin (2πf (0) k / F), and given an arbitrary sample number k, the same time position as the k-th sample forming the section signal Is obtained.

【0022】ここでは、128通りの標準周波数f
(0)〜f(127)を図3に示すような式で定義した
例を示すことにする。すなわち、第n番目(0≦n≦1
27)の標準周波数f(n)は、 f(n)=440×2γ (n) γ(n)=(n−69)/12 なる式で定義されることになる。このような式によって
標準周波数を定義しておくと、最終的にMIDIデータ
を用いた符号化を行う際に便利である。なぜなら、この
ような定義によって設定される128通りの標準周波数
f(0)〜f(127)は、等比級数をなす周波数値を
とることになり、MIDIデータで利用されるノートナ
ンバーに対応した周波数になるからである。したがっ
て、図2に示す128通りの標準周波数f(0)〜f
(127)は、対数尺度で示した周波数軸上に等間隔
(MIDIにおける半音単位)に設定した周波数という
ことになる。このため、本願では、図に掲載するグラフ
におけるノートナンバー軸を、いずれも対数尺度で示す
ことにする。
Here, 128 standard frequencies f
An example in which (0) to f (127) are defined by equations as shown in FIG. 3 will be shown. That is, the n-th (0 ≦ n ≦ 1
The standard frequency f (n) of 27) is defined by the following equation: f (n) = 440 × (n) γ (n) = (n−69) / 12 Defining the standard frequency using such an expression is convenient when finally performing encoding using MIDI data. This is because the 128 standard frequencies f (0) to f (127) set by such a definition have frequency values forming a geometric series, and correspond to note numbers used in MIDI data. This is because it becomes a frequency. Therefore, 128 standard frequencies f (0) to f shown in FIG.
(127) is a frequency set at equal intervals (in semitone units in MIDI) on a frequency axis represented by a logarithmic scale. For this reason, in the present application, each of the note number axes in the graphs shown in the figures is shown on a logarithmic scale.

【0023】続いて、任意の区間の区間信号に対する各
周期関数の相関の求め方について、具体的な説明を行
う。例えば、図4に示すように、ある単位区間dについ
て区間信号Xが与えられていたとする。ここでは、区間
長Lをもった単位区間dについて、サンプリング周波数
Fでサンプリングが行なわれており、全部でw個のサン
プル値が得られているものとし、サンプル番号を図示の
ように、0,1,2,3,・・・,k,・・・,w−
2,w−1とする(白丸で示す第w番目のサンプルは、
右に隣接する次の単位区間の先頭に含まれるサンプルと
する)。この場合、任意のサンプル番号kについては、
X(k)なる振幅値がデジタルデータとして与えられて
いることになる。短時間フーリエ変換においては、X
(k)に対して各サンプルごとに中央の重みが1に近
く、両端の重みが0に近くなるような窓関数W(k)を
乗ずることが通常である。すなわち、X(k)×W
(k)をX(k)と扱って以下のような相関計算を行う
もので、窓関数の形状としては余弦波形状のハミング窓
が一般に用いられている。ここで、wは以下の記述にお
いても定数のような記載をしているが、一般にはnの値
に応じて変化させ、区間長Lを超えない範囲で最大とな
るF/f(n)の整数倍の値に設定することが望まし
い。
Next, a specific description will be given of a method of obtaining a correlation of each periodic function with respect to an interval signal of an arbitrary interval. For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that a section signal X is given for a certain unit section d. Here, it is assumed that sampling is performed at a sampling frequency F for a unit section d having a section length L, and that a total of w sample values have been obtained. 1, 2, 3, ..., k, ..., w-
2, w-1 (the w-th sample shown by a white circle is
The sample is included at the beginning of the next unit section adjacent to the right.) In this case, for any sample number k,
The amplitude value X (k) is given as digital data. In the short-time Fourier transform, X
It is normal to multiply (k) by a window function W (k) such that the weight at the center is close to 1 and the weight at both ends is close to 0 for each sample. That is, X (k) × W
The following correlation calculation is performed by treating (k) as X (k), and a cosine-wave shaped Hamming window is generally used as the shape of the window function. Here, w is described as a constant in the following description. In general, w is changed according to the value of n, and the maximum value of F / f (n) within the range not exceeding the section length L is obtained. It is desirable to set the value to an integral multiple.

【0024】このような区間信号Xに対して、第n番目
の標準周波数f(n)をもった正弦関数Rnとの相関値
を求める原理を示す。両者の相関値A(n)は、図5の
第1の演算式によって定義することができる。ここで、
X(k)は、図4に示すように、区間信号Xにおけるサ
ンプル番号kの振幅値であり、sin(2πf(n)k
/F)は、時間軸上での同位置における正弦関数Rnの
振幅値である。この第1の演算式は、単位区間d内の全
サンプル番号k=0〜w−1の次元について、それぞれ
区間信号Xの振幅値と正弦関数Rnの振幅ベクトルの内
積を求める式ということができる。
The principle of obtaining a correlation value between such a section signal X and a sine function Rn having an n-th standard frequency f (n) will be described. The correlation value A (n) between the two can be defined by the first arithmetic expression in FIG. here,
X (k) is the amplitude value of the sample number k in the section signal X, as shown in FIG. 4, and sin (2πf (n) k
/ F) is the amplitude value of the sine function Rn at the same position on the time axis. This first arithmetic expression can be said to be an expression for calculating the inner product of the amplitude value of the section signal X and the amplitude vector of the sine function Rn for the dimensions of all sample numbers k = 0 to w−1 in the unit section d. .

【0025】同様に、図5の第2の演算式は、区間信号
Xと、第n番目の標準周波数f(n)をもった余弦関数
との相関値を求める式であり、両者の相関値はB(n)
で与えられる。なお、相関値A(n)を求めるための第
1の演算式も、相関値B(n)を求めるための第2の演
算式も、最終的に2/wが乗ぜられているが、これは相
関値を規格化するためのものでり、前述のとおりwはn
に依存して変化させるのが一般的であるため、この係数
もnに依存する変数である。
Similarly, the second operation expression of FIG. 5 is an expression for obtaining a correlation value between the section signal X and a cosine function having the n-th standard frequency f (n). Is B (n)
Given by It should be noted that both the first equation for obtaining the correlation value A (n) and the second equation for obtaining the correlation value B (n) are finally multiplied by 2 / w. Is for normalizing the correlation value, and w is n
This coefficient is also a variable that depends on n, since it is generally changed depending on.

【0026】区間信号Xと標準周波数f(n)をもった
標準周期関数との相関実効値は、図5の第3の演算式に
示すように、正弦関数との相関値A(n)と余弦関数と
の相関値B(n)との二乗和平方根値E(n)によって
示すことができる。この相関実効値の大きな標準周期関
数の周波数を代表周波数として選出すれば、この代表周
波数を用いて区間信号Xを符号化することができる。
The effective value of the correlation between the section signal X and the standard periodic function having the standard frequency f (n) is, as shown in the third equation of FIG. 5, the value of the correlation A (n) with the sine function. It can be indicated by the root sum square (E (n)) of the correlation value B (n) with the cosine function. If a frequency of the standard periodic function having a large correlation effective value is selected as a representative frequency, the section signal X can be encoded using the representative frequency.

【0027】すなわち、この相関値E(n)が所定の基
準以上の大きさとなる1つまたは複数の標準周波数を代
表周波数として選出すれば良い。なお、ここで「相関値
E(n)が所定の基準以上の大きさとなる」という選出
条件は、例えば、何らかの閾値を設定しておき、相関値
E(n)がこの閾値を超えるような標準周波数f(n)
をすべて代表周波数として選出する、という絶対的な選
出条件を設定しても良いが、例えば、相関値E(n)の
大きさの順にQ番目までを選出する、というような相対
的な選出条件を設定しても良い。
That is, one or more standard frequencies at which the correlation value E (n) is equal to or larger than a predetermined reference may be selected as a representative frequency. Here, the selection condition that “the correlation value E (n) is equal to or larger than a predetermined reference” is set, for example, by setting a certain threshold value and setting a standard value such that the correlation value E (n) exceeds this threshold value. Frequency f (n)
May be set as the representative frequency, but relative selection conditions such as selecting up to the Qth in the order of the magnitude of the correlation value E (n) may be set. May be set.

【0028】(一般化調和解析の手法)ここでは、本発
明に係る時系列信号の解析を行う際に有用な一般化調和
解析の手法について説明する。既に説明したように、音
響信号を符号化する場合、個々の単位区間内の区間信号
について、相関値の高いいくつかの代表周波数を選出す
ることになる。一般化調和解析は、より高い精度で代表
周波数の選出を可能にする手法であり、その基本原理は
次の通りである。
(Method of Generalized Harmonic Analysis) Here, a method of generalized harmonic analysis useful for analyzing a time-series signal according to the present invention will be described. As described above, when encoding an audio signal, some representative frequencies having high correlation values are selected for section signals in each unit section. Generalized harmonic analysis is a technique that enables selection of a representative frequency with higher accuracy, and its basic principle is as follows.

【0029】図6(a)に示すような単位区間dについ
て、信号S(j)なるものが存在するとする。ここで、
jは後述するように、繰り返し処理のためのパラメータ
である(j=1〜J)。まず、この信号S(j)に対し
て、図2に示すような128通りの周期関数すべてにつ
いての相関値を求める。そして、最大の相関値が得られ
た1つの周期関数の周波数を代表周波数として選出し、
当該代表周波数をもった周期関数を要素関数として抽出
する。続いて、図6(b)に示すような含有信号G
(j)を定義する。この含有信号G(j)は、抽出され
た要素関数に、その振幅として、当該要素関数の信号S
(j)に対する相関値を乗じることにより得られる信号
である。例えば、周期関数として図2に示すように、一
対の正弦関数と余弦関数とを用い、周波数f(n)が代
表周波数として選出された場合、振幅A(n)をもった
正弦関数A(n)sin(2πf(n)k/F)と、振
幅B(n)をもった余弦関数B(n)cos(2πf
(n)k/F)との和からなる信号が含有信号G(j)
ということになる(図6(b)では、図示の便宜上、一
方の関数しか示していない)。ここで、A(n),B
(n)は、図5の式で得られる規格化された相関値であ
るから、結局、含有信号G(j)は、信号S(j)内に
含まれている周波数f(n)をもった信号成分というこ
とができる。
It is assumed that a signal S (j) exists in a unit section d as shown in FIG. here,
j is a parameter for the repetition processing (j = 1 to J) as described later. First, correlation values are obtained for this signal S (j) for all 128 periodic functions as shown in FIG. Then, the frequency of one periodic function at which the maximum correlation value is obtained is selected as a representative frequency,
A periodic function having the representative frequency is extracted as an element function. Subsequently, the content signal G as shown in FIG.
(J) is defined. The content signal G (j) is added to the extracted element function as the amplitude of the signal S of the element function.
This is a signal obtained by multiplying the correlation value for (j). For example, as shown in FIG. 2, when a pair of sine function and cosine function is used as a periodic function and a frequency f (n) is selected as a representative frequency, a sine function A (n) having an amplitude A (n) is used. ) Sin (2πf (n) k / F) and cosine function B (n) cos (2πf) having amplitude B (n)
(N) k / F) is the content signal G (j)
(In FIG. 6B, only one function is shown for convenience of illustration). Where A (n), B
Since (n) is a normalized correlation value obtained by the equation of FIG. 5, the contained signal G (j) has the frequency f (n) contained in the signal S (j). Signal component.

【0030】こうして、含有信号G(j)が求まった
ら、信号S(j)から含有信号G(j)を減じることに
より、差分信号S(j+1)を求める。図6(c)は、
このようにして求まった差分信号S(j+1)を示して
いる。この差分信号S(j+1)は、もとの信号S
(j)の中から、周波数f(n)をもった信号成分を取
り去った残りの信号成分からなる信号ということができ
る。そこで、パラメータjを1だけ増加させることによ
り、この差分信号S(j+1)を新たな信号S(j)と
して取り扱い、同様の処理を、パラメータjをj=1〜
Jまで1ずつ増やしながらJ回繰り返し実行すれば、J
個の代表周波数を選出することができる。
When the content signal G (j) is obtained in this way, the difference signal S (j + 1) is obtained by subtracting the content signal G (j) from the signal S (j). FIG. 6 (c)
The difference signal S (j + 1) thus obtained is shown. This difference signal S (j + 1) is equal to the original signal S
From (j), it can be said that it is a signal composed of the remaining signal components obtained by removing the signal components having the frequency f (n). Therefore, by increasing the parameter j by 1, the difference signal S (j + 1) is treated as a new signal S (j), and the same processing is performed by setting the parameter j to j = 1 to j = 1.
If J is repeated J times while increasing by 1 to J, J
Representative frequencies can be selected.

【0031】このような相関計算の結果として出力され
るJ個の含有信号G(1)〜G(J)は、もとの区間信
号Xの構成要素となる信号であり、もとの区間信号Xを
符号化する場合には、これらJ個の含有信号の周波数を
示す情報および振幅(強度)を示す情報を符号データと
して用いるようにすれば良い。尚、Jは代表周波数の個
数であると説明してきたが、標準周波数f(n)の個数
と同一すなわちJ=128であってもよく、周波数スペ
クトルを求める目的においてはそのように行うのが通例
である。
The J contained signals G (1) to G (J) output as a result of the correlation calculation are signals that are components of the original section signal X, When encoding X, information indicating the frequency and amplitude (intensity) of these J contained signals may be used as code data. Although J has been described as being the number of representative frequencies, it may be the same as the number of standard frequencies f (n), that is, J = 128, and this is usually performed for the purpose of obtaining a frequency spectrum. It is.

【0032】(本発明に係る時系列信号の解析方法)続
いて上記基本原理を利用した本発明に係る時系列信号解
析の手法について説明する。図7は本発明による時系列
信号の解析の概略を示すフローチャートである。図7に
示すように、まず時系列信号の周波数解析を行なう(ス
テップS1)。ここで、時系列信号として取り込んだ心
音波形の一例を図8に示す。ステップS1では、まず、
図8に示したような心音波形(信号)に対して、上記基
本原理で図1(a)を用いて説明したように単位区間を
設定する。続いて、図2に示したような周期関数を用意
し、各単位区間ごとに区間信号との相関を計算し、周波
数要素を選出する。ここで周波数要素とは、選出される
代表周波数と、この代表周波数に対応する相関強度の組
を意味する。この周波数要素の選出には、上述のように
短時間フーリエ変換か一般化調和解析のどちらかの手法
が適用できるが、一般化調和解析の手法を用いるのが好
ましい。また、上述のように選出する代表周波数の数は
設定により決定することができるが、16個程度とする
ことが好ましい。ステップS1の周波数解析の結果選出
された周波数要素を図9に示す。
(Time Series Signal Analysis Method According to the Present Invention) Next, a time series signal analysis method according to the present invention utilizing the above basic principle will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an outline of analysis of a time-series signal according to the present invention. As shown in FIG. 7, first, frequency analysis of a time-series signal is performed (step S1). Here, an example of a heart sound waveform captured as a time-series signal is shown in FIG. In step S1, first,
For the heart sound waveform (signal) as shown in FIG. 8, a unit section is set as described with reference to FIG. Subsequently, a periodic function as shown in FIG. 2 is prepared, a correlation with a section signal is calculated for each unit section, and a frequency element is selected. Here, the frequency element means a set of a selected representative frequency and a correlation strength corresponding to the representative frequency. Either the short-time Fourier transform or the generalized harmonic analysis method can be applied to the selection of the frequency element as described above, but it is preferable to use the generalized harmonic analysis method. As described above, the number of representative frequencies to be selected can be determined by setting, but is preferably set to about 16 frequencies. FIG. 9 shows the frequency elements selected as a result of the frequency analysis in step S1.

【0033】図9においては、周波数を音の高さ、相関
強度を音の強さとして、周波数要素を下向きの三角形で
示している。音の高さは三角形の上辺の上下方向におけ
る位置で表されており、音の強さは三角形の高さで表さ
れている。また、単位区間の長さは三角形の上辺の長さ
で表されている。ステップS1の周波数解析において選
出される周波数要素は各単位区間について16個程度と
することが好ましいが、図面が繁雑になるのを避けるた
め図9の例では各単位区間について3個ずつで示してい
る。
In FIG. 9, the frequency is indicated by the pitch of the sound and the correlation strength is indicated by the intensity of the sound, and the frequency elements are indicated by downward triangles. The pitch of the sound is represented by the position in the vertical direction of the upper side of the triangle, and the strength of the sound is represented by the height of the triangle. The length of the unit section is represented by the length of the upper side of the triangle. The number of frequency elements selected in the frequency analysis in step S1 is preferably about 16 for each unit section. However, in order to avoid complicating the drawing, three frequency elements are shown for each unit section in the example of FIG. I have.

【0034】各単位区間について周波数要素が選出され
たら、次に各単位区間ごとに統一周波数要素を算出する
(ステップS2)。統一周波数要素を構成する統一周波
数Nr(t)および統一強度Vr(t)は以下の(数式
1)により算出される。
When a frequency element is selected for each unit section, a unified frequency element is calculated for each unit section (step S2). The unified frequency Nr (t) and the unified strength Vr (t) constituting the unified frequency element are calculated by the following (Equation 1).

【0035】 (数式1) Nr(t)=[Σ{n×Vn(t)}]/ΣVn(t) Vr(t)=[Σ{ Vn(t)}21/2 (Equation 1) Nr (t) = [{n × Vn (t)}] / {Vn (t) Vr (t) = [Σ {Vn (t)} 2 ] 1/2

【0036】上記(数式1)において、nはノートナン
バーであり、 Vn(t)はノートナンバーnに対応す
るベロシティである。また、Σにより算出される総和は
周波数要素数分行なわれる。すなわち、16個の周波数
要素が選出された場合は、16個分の総和が算出される
ことになる。(数式1)により統一周波数Nr(t)と
しては、各周波数要素を周波数軸と強度軸からなるグラ
フ上にプロットしたときの重心位置の周波数が算出され
ることになり、統一強度Vr(t)としては、強度分布
の二乗平均値が算出されることになる。図9に示した周
波数要素に対してステップS2の処理により算出された
統一周波数要素を図10に示す。
In the above (Equation 1), n is a note number, and Vn (t) is a velocity corresponding to the note number n. The sum calculated by Σ is calculated for the number of frequency elements. That is, when 16 frequency elements are selected, the sum of 16 frequency elements is calculated. According to (Equation 1), as the unified frequency Nr (t), the frequency at the position of the center of gravity when each frequency element is plotted on a graph composed of the frequency axis and the intensity axis is calculated, and the unified intensity Vr (t) , The mean square value of the intensity distribution is calculated. FIG. 10 shows a unified frequency element calculated by the processing of step S2 for the frequency element shown in FIG.

【0037】次に、心音のI音およびII音成分の含まれ
る可能性がない統一周波数要素を削除する(ステップS
3)。心音のI音およびII音成分は比較的低い周波数帯
域に存在している。そのため、所定の閾値より高い成分
を削除する。この閾値は心音を音響信号として取り込む
ための心音センサ系の周波数特性などにより変化するた
め調整が必要であるが、通常ノートナンバー50付近を
設定する。また、ノイズを削除するため、所定の閾値よ
り小さい強度を有する成分を削除する。この閾値はベロ
シティの中央付近64程度が設定される。これにより図
10に示した統一周波数要素から高周波数を有するもの
が削除され、図11に示すような統一周波数要素だけが
残ることになる。
Next, a unified frequency element which is unlikely to contain the I and II sound components of the heart sound is deleted (step S).
3). The I and II components of the heart sound exist in a relatively low frequency band. Therefore, components higher than a predetermined threshold are deleted. This threshold value needs to be adjusted because it changes depending on the frequency characteristics of a heart sound sensor system for taking in a heart sound as an acoustic signal, but usually a note number around 50 is set. Further, in order to remove noise, a component having an intensity smaller than a predetermined threshold is deleted. This threshold value is set to about 64 near the center of the velocity. As a result, those having high frequencies are deleted from the unified frequency elements shown in FIG. 10, and only the unified frequency elements as shown in FIG. 11 remain.

【0038】次に残った統一周波数要素を統合したブロ
ックデータを作成する(ステップS4)。具体的には時
系列方向に隣接する統一周波数要素の統一周波数、相関
強度の平均値を、統合により得られるブロックのブロッ
ク周波数、ブロック強度とする。図11に示した統一周
波数要素をブロック化した状態を図12に示す。図12
においてブロック化された周波数要素は四角形で示され
ている。四角形の上辺の上下方向における位置が音の高
さを示しており、四角形の高さが音の強さを示してい
る。また、四角形の幅は統合される単位区間の数が異な
るため、各ブロックにより異なるものとなる。
Next, block data in which the remaining unified frequency elements are integrated is created (step S4). Specifically, the unified frequency of the unified frequency elements adjacent in the time series direction and the average value of the correlation strength are set as the block frequency and the block strength of the block obtained by the integration. FIG. 12 shows a state in which the unified frequency elements shown in FIG. 11 are blocked. FIG.
The frequency elements blocked in are shown by rectangles. The position in the vertical direction of the upper side of the rectangle indicates the pitch of the sound, and the height of the rectangle indicates the intensity of the sound. Further, the width of the rectangle differs for each block because the number of unit sections to be integrated is different.

【0039】続いて各ブロックに対して属性情報の付与
を行なう(ステップS5)。具体的には、I音、II音、
その他の3種類の属性情報を与える。この判定は、次の
4つのルールに基づいて行なわれる。
Subsequently, attribute information is assigned to each block (step S5). Specifically, I sound, II sound,
The other three types of attribute information are given. This determination is made based on the following four rules.

【0040】音の高さ:II音はI音に比べて音高が高
い。(II音>I音) 音の長さ:I音およびII音とも音の長さが短く固定して
おり、II音はI音より短い。(I音およびII音<長さ閾
値、かつI音>II音) 音の強さ:I音およびII音とも他の成分に比べて強く、
聴取するセンサの位置によりI音とII音のバランスが変
化する。例外として、逆流性心雑音などはI音およびII
音より強い場合がある。(I音およびII音>強さ閾値) 音の間隔:I音とII音の間隔はII音とI音の間隔に比べて
短い。心拍数が増えるとII音とI音の間隔は短くなる
が、I音とII音の間隔は変化しない、すなわちI音とII音
の間隔に近づく。(I-II間隔<II-I間隔)
Pitch: II sound has a higher pitch than I sound. (II sound> I sound) Sound length: The sound length of both I sound and II sound is fixed short, and II sound is shorter than I sound. (I sound and II sound <Length threshold and I sound> II sound) Sound intensity: Both I sound and II sound are stronger than other components.
The balance between the I sound and the II sound changes depending on the position of the sensor to be heard. Exceptions are I sound and II
May be stronger than sound. (I sound and II sound> intensity threshold) Sound interval: The interval between I sound and II sound is shorter than the interval between II sound and I sound. When the heart rate increases, the interval between the II sound and the I sound decreases, but the interval between the I sound and the II sound does not change, that is, approaches the interval between the I sound and the II sound. (I-II interval <II-I interval)

【0041】この結果、図12に示した各ブロックに
は、図13に示すような属性情報が付与されることにな
る。続いて、統一周波数要素に対して対応する属性情報
の付与を行なう(ステップS6)。ここで、ブロックデ
ータと対応する統一周波数要素を重ねた状態を図14に
示す。図14に示したような対応関係に基づき、ステッ
プS6の処理では、まず、I音およびII音の属性情報が
付与されたブロックデータに対応する統一周波数要素に
同一の属性情報が付与される。続いて、その他の属性情
報が付与されたブロックデータに対応する統一周波数要
素については、その統一周波数要素列の配列パターンか
ら詳細属性情報が登録されたデータベースを参照してII
I音、IV音(またはIIIとIVの重合音)、心雑音(収縮期
か拡張期かまたは連続性か、逆流性か駆動性かといった
サブ分類も定義されている)、クリック音、摩擦音など
のいずれであるかが決定され、該当する詳細属性情報が
付与される。図14の例では、その統一周波数要素列の
配列パターンからIII音とIV音の重合音であるという詳
細属性情報が付与されることになる。さらに、図14の
例では、ステップS3の処理において音高が所定の閾値
よりも高いために削除された統一周波数要素に対してク
リック音の詳細属性情報が付与される。この段階で、図
13に示したブロックデータあるいは図14に示すよう
な統一周波数要素をディスプレイ装置などの出力手段に
表示させることも可能である。このように心音の属性情
報と共に表示することにより患者の心音がどのような状
態になっているかを一目で確認することができる。
As a result, each block shown in FIG. 12 is given attribute information as shown in FIG. Subsequently, corresponding attribute information is assigned to the unified frequency element (step S6). Here, FIG. 14 shows a state where the block data and the corresponding unified frequency element are overlapped. Based on the correspondence shown in FIG. 14, in the process of step S6, first, the same attribute information is assigned to the unified frequency element corresponding to the block data to which the attribute information of the I sound and the II sound has been added. Subsequently, for the unified frequency element corresponding to the block data to which other attribute information is added, referring to the database in which the detailed attribute information is registered from the array pattern of the unified frequency element sequence, II
I-sound, IV-sound (or superposition of III and IV), heart murmur (sub-categories such as systolic or diastolic or continuous, regurgitant or driven), clicks, fricatives, etc. Is determined, and the corresponding detailed attribute information is added. In the example of FIG. 14, detailed attribute information indicating that the sound is a composite sound of the sound III and the sound IV is added from the arrangement pattern of the unified frequency element sequence. Further, in the example of FIG. 14, the detailed attribute information of the click sound is added to the unified frequency element deleted because the pitch is higher than the predetermined threshold in the process of step S3. At this stage, it is also possible to display the block data shown in FIG. 13 or the unified frequency element as shown in FIG. 14 on an output means such as a display device. By displaying the heart sound together with the attribute information of the heart sound in this manner, it is possible to confirm at a glance the state of the heart sound of the patient.

【0042】本実施形態では、属性情報が付与された統
一周波数要素をさらに構造文書化する(ステップS
7)。構造化文書としてXML(eXtensible Markup La
nguage)規格を採用した場合のソースコードの一例を図
15に示す。図15に示す例は、図14に示した統一周
波数要素の先頭から心音の1周期分を構造文書化したも
のであり、21行で記述されている。なお、図15に記
述されている統一符号データはMIDIに準拠して記述
されている。XMLは基本的に1対のタグで実データが
囲まれるような形式となっている。図15において、先
頭の1行目と最終の21行目の一対のタグにより、文書
の開始と終了が定義されている。2行目に記述された一
対のタグでは、この文書の開始から終了までに記載され
ているMIDI規格準拠のイベントデータ(<Event>タ
グで定義)に定義されている発音開始時刻(<StartTime
>タグで定義)および発音終了時刻(<EndTime>タグで定
義)の時間の単位(1秒あたりの分解能)が定義されて
いる。3行目の<HeartCycle>タグは心音の一周期分のデ
ータが以下記載されていることを指示し、図15ではス
ペースの関係で途中までしか記載していないため終了タ
グ</HeartCycle>は省略してある。4行目から7行目は
心音第I音を記述したものであり、4行目と7行目は心
音第I音であることを示す一対のタグ、5行目と6行目
はそれぞれ統一符号データをMIDI規格に準拠して記
述したものである。例えば、5行目の<StartTime>、<En
dTime>はMIDI規格ではデルタタイムという相対時刻
で表現されている時刻を絶対時刻で記述しており、時刻
「10」から時刻「20」まで発音されることを示して
いる。また、5行目の<Pitch>はMIDI規格のノート
ナンバーに対応しており、ノートナンバー「30」に対
応する音高で発音されることを示している。5行目の<L
evel>はMIDI規格のベロシティに対応しており、ベ
ロシティ「60」に対応する音の強さで発音されること
を示している。
In the present embodiment, the unified frequency element to which the attribute information is added is further documented in the structure (step S
7). XML (eXtensible Markup La) as a structured document
FIG. 15 shows an example of a source code when the nguage) standard is adopted. In the example shown in FIG. 15, one cycle of a heart sound from the beginning of the unified frequency element shown in FIG. 14 is structured and described in 21 lines. The unified code data described in FIG. 15 is described in conformity with MIDI. XML has a format in which actual data is basically surrounded by a pair of tags. In FIG. 15, the start and end of the document are defined by a pair of tags on the first line and the last line on the 21st line. In the pair of tags described in the second line, the sound generation start time (<StartTime) defined in the MIDI standard-compliant event data (defined by the <Event> tag) described from the beginning to the end of this document
The time unit (resolution per second) of the sound generation end time (defined by the <EndTime> tag) is defined. The <HeartCycle> tag on the third line indicates that data for one cycle of heart sound is described below, and the closing tag </ HeartCycle> is omitted in FIG. I have. The fourth to seventh lines describe the heart sound I. The fourth and seventh lines are a pair of tags indicating the heart sound I. The fifth and sixth lines are unified. Code data is described in accordance with the MIDI standard. For example, <StartTime>, <En
The dTime> describes a time represented by a relative time called a delta time in the MIDI standard as an absolute time, and indicates that sound is generated from a time “10” to a time “20”. <Pitch> on the fifth line corresponds to the MIDI standard note number, and indicates that the note is to be generated at a pitch corresponding to the note number “30”. 5th line <L
evel> corresponds to the velocity of the MIDI standard, and indicates that the sound is to be generated at a sound intensity corresponding to the velocity “60”.

【0043】作成された構造化文書がXML形式である
場合は、インターネット・ブラウザで閲覧できると共
に、専用プレイヤーソフトウェアとMIDI音源を用い
て心音を音響信号として再生することができる。具体的
には、作成された構造化文書をWWWサーバに登録して
おき、ユーザは自分のパソコンでブラウザを起動してイ
ンターネットでWWWサーバにアクセスし、XML文書
を得る。次に、ブラウザにプラグインされているMID
Iシーケンサソフトが、XML文書に記録されているM
IDIデータに従ってMIDI音源を制御しながら、音
響信号の再生を行なう。このように心音を符号化してX
ML形式で記録することは、インターネットを介して流
通するのに便利であったり、MIDI音源を用いて再生
するのに適しているだけでなく、近年XML形式を用い
て電子カルテとして電子化が行なわれているカルテ情報
との整合性の観点から見ても有効なものである。
When the created structured document is in the XML format, it can be viewed with an Internet browser, and the heart sound can be reproduced as an acoustic signal using dedicated player software and a MIDI sound source. Specifically, the created structured document is registered in a WWW server, and a user starts a browser on his / her personal computer, accesses the WWW server on the Internet, and obtains an XML document. Next, the MID plugged into the browser
If the I sequencer software is running on the M
The sound signal is reproduced while controlling the MIDI sound source according to the IDI data. By encoding the heart sound in this way, X
Recording in the ML format is not only convenient for distribution via the Internet or suitable for reproduction using MIDI sound sources, but also recently, digitization as an electronic medical record using the XML format has been performed. It is also effective from the viewpoint of consistency with existing medical record information.

【0044】心音の属性が付与されたMIDIデータを
電子カルテとして保存すると、MIDI音源で心音を再
生できるという前述の効果以外に、以下で述べるように
文書から診断に必要な定量的病態を読み取ることができ
るという効果がある。例えば、I音とII音などには亢
進、減弱、分裂という病態があるが、これらの病態は属
性で囲まれたMIDIイベントデータの数値から判断で
きる。すなわち、<Level>タグで囲まれたベロシティ
(強さ)または<Pitch>タグで囲まれたノートナンバー
(高さ)が所定値より高ければ亢進であり、所定値より
低ければ減弱である。そして、図15のI音およびII音
の例では時間軸上近接する2つのイベント(三角形で表
現された音符)で構成されているが、これらが時間的に
離れれば分裂と判断できる。すなわち前のイベントの<E
ndTime>タグの値と後のイベントの<StartTime>タグの値
との差が所定値以上であれば分裂と判断できる。また心
雑音の臨床診断でしばしばレビン(Levine)の分類(ク
ラス1〜6まであり、1は聴診では聴取が困難で心音図
でないと判別できない程度の弱い雑音で、6は聴診器を
あてなくても側にいるだけで聞こえる強い雑音)が用い
られるが、これも<Level>タグで囲まれたベロシティ
(強さ)から判別できる。(ベロシティ数値から自動的
に6クラスに分類することも可能であるが、ベロシティ
はオーディオ入力条件により変動するため完全自動化は
困難である。)
When the MIDI data to which the attribute of the heart sound is added is stored as an electronic medical record, in addition to the above-mentioned effect that the heart sound can be reproduced by the MIDI sound source, a quantitative pathological condition necessary for diagnosis is read from a document as described below. There is an effect that can be. For example, the I and II sounds have pathological states of enhancement, attenuation, and division, and these pathological states can be determined from the numerical values of MIDI event data surrounded by attributes. That is, if the velocity (strength) enclosed by the <Level> tag or the note number (height) enclosed by the <Pitch> tag is higher than a predetermined value, the level is increased, and if the note number is lower than the predetermined value, the level is decreased. Then, in the example of the sound I and the sound II in FIG. 15, the event is composed of two events (notes represented by triangles) that are close on the time axis. That is, <E of the previous event
If the difference between the value of the <ndTime> tag and the value of the <StartTime> tag of the subsequent event is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the event is split. In clinical diagnosis of heart murmur, Levine is often classified (classes 1 to 6; 1 is a weak noise that is difficult to hear by auscultation and cannot be identified unless it is a heart sound chart, and 6 is a case where a stethoscope is not applied. The strong noise that can be heard just by being on the side is used, but this can also be determined from the velocity (strength) enclosed by the <Level> tag. (Although it is possible to automatically classify into 6 classes based on the velocity value, it is difficult to fully automate because the velocity varies depending on the audio input conditions.)

【0045】次に上述した本発明に係る時系列信号の解
析方法を実現するための装置について説明する。図16
は、時系列信号解析装置の一実施形態を示す機能ブロッ
ク図である。図16において、1は時系列信号取得手
段、2は周波数解析手段、3は統一周波数要素算出手
段、4はブロックデータ作成手段、5は属性情報付与手
段、6は詳細属性データベース、7は出力手段、8は構
造化文書作成手段である。図16に示す時系列信号解析
装置は現実にはコンピュータにオーディオ関係の周辺機
器を接続し、専用のプログラムを搭載することにより実
現される。
Next, an apparatus for realizing the above-described method for analyzing a time-series signal according to the present invention will be described. FIG.
1 is a functional block diagram illustrating an embodiment of a time-series signal analysis device. 16, reference numeral 1 denotes a time-series signal acquisition unit, 2 denotes a frequency analysis unit, 3 denotes a unified frequency element calculation unit, 4 denotes a block data creation unit, 5 denotes an attribute information adding unit, 6 denotes a detailed attribute database, and 7 denotes an output unit. , 8 are structured document creation means. The time-series signal analysis apparatus shown in FIG. 16 is actually realized by connecting audio-related peripheral devices to a computer and installing a dedicated program.

【0046】時系列信号取得手段1は、時系列信号を取
得するためのものであり、心音信号を取得する場合に
は、聴診器にマイクを取り付け、取得した心音をPCM
等のデジタル信号に変換するサンプリング機器により実
現される。周波数解析手段2は取得された時系列信号の
周波数解析を行なって周波数要素を選出する機能を有
し、具体的には、図7のステップS1の処理をコンピュ
ータプログラムにしたがって実行する。統一周波数要素
算出手段3は、周波数解析手段2により得られる各単位
区間ごとの複数の周波数要素を統一した統一周波数要素
を算出する機能を有し、具体的には、図7のステップS
2の処理をコンピュータプログラムにしたがって実行す
る。ブロックデータ作成手段4は、複数の統一周波数要
素をブロック化したブロックデータを作成する機能を有
し、具体的には、図7のステップS3、S4の処理をコ
ンピュータプログラムにしたがって実行する。属性情報
付与手段5は、あらかじめ設定されたルールにしたがっ
て、ブロックデータに対して、属性情報を付与すると共
に、ブロックデータを作成する基になった統一周波数要
素に属性情報を付与し、詳細属性データベース6から抽
出した詳細属性情報をさらに付与する機能を有する。す
なわち、属性情報付与手段5は、図7のステップS5、
S6の処理をコンピュータプログラムにしたがって実行
することになる。詳細属性データベース6は、統一周波
数要素に付与するための詳細属性情報と統一周波数要素
の配列パターンの対応を記録したデータベースであり、
本実施形態では、心音の第III音、第IV音(またはIIIと
IVの重合音)、心雑音(収縮期か拡張期かまたは連続性
か、逆流性か駆動性かといったサブ分類も定義されてい
る)、クリック音、摩擦音に対応するものが記録されて
いる。出力手段7は作成されたブロックデータを対応す
る属性情報と共に表示したり、印刷したり、あるいはブ
ロックデータに内包する音を合成再生するものであり、
XML規格の特徴からXSLで記述されたスタイルシー
トを変えることにより、グラフ形式、表形式など様々な
書式で表現できる。具体的に出力手段7は、CRT、液
晶等のディスプレイ装置、モノクロまたはカラーの各種
印刷方式のプリンタ装置、MIDI規格の音源装置、オ
ーディオ出力アンプおよびスピーカ装置で実現される。
構造化文書作成手段8は、詳細属性情報が付与された統
一周波数要素をXML規格等のテキスト情報に変換する
機能を有しており、具体的には、図7のステップS7の
処理をコンピュータプログラムにしたがって実行する。
The time-series signal acquiring means 1 is for acquiring a time-series signal. When acquiring a heart sound signal, a microphone is attached to a stethoscope and the acquired heart sound is converted to a PCM signal.
This is realized by a sampling device that converts the signal into a digital signal. The frequency analysis means 2 has a function of performing frequency analysis of the acquired time-series signal and selecting a frequency element. Specifically, the frequency analysis means 2 executes the processing of step S1 in FIG. 7 according to a computer program. The unified frequency element calculating means 3 has a function of calculating a unified frequency element in which a plurality of frequency elements for each unit section obtained by the frequency analyzing means 2 are unified.
Step 2 is executed according to a computer program. The block data creation means 4 has a function of creating block data in which a plurality of unified frequency elements are blocked, and specifically executes the processes of steps S3 and S4 in FIG. 7 according to a computer program. The attribute information assigning means 5 assigns attribute information to the block data in accordance with a preset rule, and assigns attribute information to the unified frequency element from which the block data is created, and provides a detailed attribute database. 6 has a function of further adding the detailed attribute information extracted from FIG. That is, the attribute information providing unit 5 performs step S5 in FIG.
The processing of S6 is executed according to a computer program. The detailed attribute database 6 is a database that records correspondence between detailed attribute information to be assigned to the unified frequency element and an array pattern of the unified frequency element,
In the present embodiment, the third and fourth heart sounds (or III and
Overlapping sounds of IV), cardiac murmurs (subclasses such as systolic or diastolic or continuity, regurgitant or driven) are also defined, and clicks and fricatives are recorded. The output means 7 displays the created block data together with the corresponding attribute information, prints it, or synthesizes and reproduces the sound included in the block data.
By changing the style sheet described in XSL from the features of the XML standard, it can be expressed in various formats such as a graph format and a table format. Specifically, the output unit 7 is realized by a display device such as a CRT or a liquid crystal, a printer device of various printing methods of monochrome or color, a sound source device of the MIDI standard, an audio output amplifier, and a speaker device.
The structured document creating means 8 has a function of converting the unified frequency element to which the detailed attribute information has been added into text information such as the XML standard. Specifically, the structured document creating means 8 performs the processing of step S7 in FIG. Execute according to.

【0047】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々の変
形が可能である。上記実施形態では、時系列信号として
心音を解析する場合について説明したが、呼吸音などそ
の他生体音響信号、心電図など非音響の生体時系列信号
の解析にも適用でき、その他の分野では、例えばエンジ
ン音などの音響信号を時系列信号として解析し、自動車
のエンジンの故障診断などに適用することも可能であ
る。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. In the above embodiment, the case where heart sound is analyzed as a time-series signal has been described. It is also possible to analyze an acoustic signal such as sound as a time-series signal and apply it to failure diagnosis of an automobile engine.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
与えられた時系列信号に対して設定された所定の単位区
間ごとに時系列信号と複数の周期関数との相関を求める
ことにより、各単位区間に対して複数の周波数要素を選
出し、各単位区間ごとに、選出された複数の周波数要素
を基に1つの統一周波数要素を算出し、算出された統一
周波数要素を時系列に並べた統一周波数要素列の配列パ
ターンを基に、連続する複数の統一周波数要素をブロッ
ク化したブロックデータを作成し、所定のルールに基づ
いて、作成された各ブロックデータに対して属性情報を
付与し、属性情報が付与されたブロックデータを出力す
るようにしたので、与えられた時系列信号がどのような
状態を意味しているのかを容易に確認することができ、
同時にブロックデータに内包された統一周波数要素列を
参照することにより定量的な診断基礎情報を得ることが
可能となり、時系列信号として心音を取り込めば、患者
の状態を正確に判断するのに役立つという効果を奏す
る。
As described above, according to the present invention,
By calculating the correlation between the time series signal and a plurality of periodic functions for each predetermined unit section set for the given time series signal, a plurality of frequency elements are selected for each unit section, and each unit is selected. For each section, one unified frequency element is calculated based on a plurality of selected frequency elements, and a plurality of continuous unified frequency elements are arranged based on an array pattern of a unified frequency element sequence in which the calculated unified frequency elements are arranged in time series. Since block data in which a unified frequency element is blocked is created, attribute information is added to each created block data based on a predetermined rule, and the block data with the attribute information is output. , You can easily see what state the given time-series signal means,
At the same time, it is possible to obtain quantitative diagnostic basic information by referring to the unified frequency element sequence included in the block data, and capturing heart sounds as a time-series signal will help to accurately determine the patient's condition. It works.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の時系列信号解析装置における信号解析
の基本原理を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic principle of signal analysis in a time-series signal analyzer of the present invention.

【図2】本発明で利用される周期関数の一例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a periodic function used in the present invention.

【図3】図2に示す各周期関数の周波数とMIDIノー
トナンバーnとの関係式を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relational expression between a frequency of each periodic function shown in FIG. 2 and a MIDI note number n.

【図4】解析対象となる信号と周期信号との相関計算の
手法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method of calculating a correlation between a signal to be analyzed and a periodic signal.

【図5】図4に示す相関計算を行うための計算式を示す
図である。
FIG. 5 is a view showing a calculation formula for performing the correlation calculation shown in FIG. 4;

【図6】一般化調和解析の基本的な手法を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a basic method of generalized harmonic analysis.

【図7】本発明による時系列信号の解析の概略を示すフ
ローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an outline of analysis of a time-series signal according to the present invention.

【図8】時系列信号として取り込んだ心音波形の一例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a heart sound waveform captured as a time-series signal.

【図9】図8に示した心音波形から周波数解析により選
出された周波数要素を示す図である。
9 is a diagram showing frequency elements selected by frequency analysis from the heart sound waveform shown in FIG. 8;

【図10】図9に示した周波数要素を基に算出された統
一周波数要素を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a unified frequency element calculated based on the frequency elements shown in FIG. 9;

【図11】図10に示した統一周波数要素から不要なも
のを削除した状態を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state where unnecessary components are deleted from the unified frequency elements illustrated in FIG. 10;

【図12】図11に示した統一周波数要素を基に作成し
たブロックデータを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing block data created based on the unified frequency elements shown in FIG. 11;

【図13】図12に示した各ブロックに対して属性情報
を付与した状態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which attribute information is assigned to each block illustrated in FIG. 12;

【図14】ブロックデータと対応する統一周波数要素を
重ねた状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which block data and corresponding unified frequency elements are superimposed.

【図15】構造化文書としてXML規格を採用した場合
のソースコードを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a source code when the XML standard is adopted as a structured document.

【図16】本発明による時系列信号解析装置の一実施形
態を示す機能ブロック図である。
FIG. 16 is a functional block diagram showing an embodiment of a time-series signal analyzer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・時系列信号取得手段 2・・・周波数解析手段 3・・・統一周波数要素算出手段 4・・・ブロックデータ作成手段 5・・・属性情報付与手段 6・・・詳細属性データベース 7・・・出力手段 8・・・構造化文書作成手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Time-series signal acquisition means 2 ... Frequency analysis means 3 ... Unified frequency element calculation means 4 ... Block data creation means 5 ... Attribute information provision means 6 ... Detailed attribute database 7. ..Output means 8 ... Structured document creation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G10L 11/00 G10L 9/04 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) G10L 11/00 G10L 9/04 A

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】与えられた時系列信号に対して設定された
所定の単位区間ごとに時系列信号と複数の周期関数との
相関を求めることにより、各単位区間に対して複数の周
波数要素を選出する周波数解析手段と、 各単位区間ごとに、選出された前記複数の周波数要素を
基に1つの統一周波数要素を算出する統一周波数要素算
出手段と、 前記統一周波数要素を時系列に並べた統一周波数要素列
の配列パターンを基に、連続する複数の統一周波数要素
をブロック化したブロックデータを作成するブロックデ
ータ作成手段と、 所定のルールに基づいて、前記作成された各ブロックデ
ータに対して属性情報を付与する属性情報付与手段と、 前記属性情報が付与されたブロックデータを出力するた
めの出力手段と、 を有することを特徴とする時系列信号解析装置。
1. A method of calculating a correlation between a time series signal and a plurality of periodic functions for each predetermined unit section set for a given time series signal, thereby obtaining a plurality of frequency elements for each unit section. Frequency analysis means to be selected; unified frequency element calculation means for calculating one unified frequency element based on the selected plurality of frequency elements for each unit section; unification in which the unified frequency elements are arranged in time series A block data generating means for generating block data obtained by blocking a plurality of continuous unified frequency elements based on an array pattern of a frequency element string; and an attribute for each of the generated block data based on a predetermined rule. A time-series signal comprising: attribute information adding means for adding information; and output means for outputting block data to which the attribute information has been added. Analysis apparatus.
【請求項2】与えられた時系列信号に対して設定された
所定の単位区間ごとに時系列信号と複数の周期関数との
相関を求めることにより、各単位区間に対して複数の周
波数要素を選出する周波数解析手段と、 各単位区間ごとに、選出された前記複数の周波数要素を
基に1つの統一周波数要素を算出する統一周波数要素算
出手段と、 前記統一周波数要素を時系列に並べた統一周波数要素列
の配列パターンを基に、連続する複数の統一周波数要素
をブロック化したブロックデータを作成するブロックデ
ータ作成手段と、 所定のルールに基づいて、前記作成された各ブロックデ
ータに対して付与すべき属性情報を決定し、決定された
属性情報を前記各ブロックデータに対応する統一周波数
要素に付与する属性情報付与手段と、 前記属性情報が付与された統一周波数要素を階層構造の
テキスト情報として出力するための構造化文書作成手段
と、 を有することを特徴とする時系列信号解析装置。
2. A method for calculating a correlation between a time-series signal and a plurality of periodic functions for each predetermined unit section set for a given time-series signal, thereby obtaining a plurality of frequency elements for each unit section. Frequency analysis means to be selected; unified frequency element calculation means for calculating one unified frequency element based on the selected plurality of frequency elements for each unit section; unification in which the unified frequency elements are arranged in time series A block data generating means for generating block data obtained by blocking a plurality of continuous unified frequency elements based on an array pattern of a frequency element sequence; and applying the block data to each of the generated block data based on a predetermined rule. Attribute information assigning means for determining attribute information to be provided, and assigning the determined attribute information to a unified frequency element corresponding to each of the block data; And a structured document creating means for outputting the obtained unified frequency element as text information having a hierarchical structure.
【請求項3】前記統一周波数要素算出手段が、各単位区
間において選出された複数の周波数要素の周波数、信号
強度を基に周波数要素分布の重心値を統一周波数として
算出し、前記複数の周波数要素の強度分布の二乗平均値
を統一強度として与えるようにしていることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の時系列信号解析装
置。
3. The unified frequency element calculating means calculates a center of gravity value of a frequency element distribution as a unified frequency based on frequencies and signal intensities of a plurality of frequency elements selected in each unit section, and 3. The time-series signal analysis device according to claim 1, wherein a root mean square value of the intensity distribution is given as a unified intensity.
【請求項4】さらに、1つのブロックデータに対応する
統一周波数要素列の配列パターンと詳細属性情報との対
応関係を記録した詳細属性データベースを有し、 前記属性情報付与手段が、前記ブロックデータに付与す
べき属性情報を決定し、基本となる基本属性情報を付与
することができなかったブロックデータに対して前記詳
細属性データベースを参照して付与すべき詳細属性情報
を決定するものであることを特徴とする請求項1から請
求項3のいずれかに記載の時系列信号解析装置。
4. A detailed attribute database which records a correspondence relationship between an array pattern of a unified frequency element sequence corresponding to one block data and detailed attribute information, wherein said attribute information providing means includes: Attribute information to be added is determined, and detailed attribute information to be added is determined with reference to the detailed attribute database for block data for which basic basic attribute information could not be added. The time-series signal analysis device according to claim 1, wherein
【請求項5】前記時系列信号が心音信号であり、前記基
本属性情報が心音のI音成分およびII音成分であり、前
記詳細属性データベースにおいてはIII音成分IV音成分
等の異常心音成分や心雑音成分に対する配列パターンと
の対応付けがなされていることを特徴とする請求項4に
記載の時系列信号解析装置。
5. The time-series signal is a heart sound signal, the basic attribute information is an I sound component and a II sound component of the heart sound, and the detailed attribute database includes an abnormal heart sound component such as a III sound component and an IV sound component. 5. The time-series signal analysis device according to claim 4, wherein a correspondence with the arrangement pattern with respect to the heart murmur component is made.
【請求項6】前記構造化文書作成手段が出力するテキス
ト情報がXML規格の書式に準拠して記述されており、
内包する統一周波数要素が区間に対応するデルタタイム
情報、周波数に対応するノートナンバー情報、強度に対
応するベロシティー情報をもつMIDI形式で記述され
ていることを特徴とする請求項2に記載の時系列信号解
析装置。
6. The text information output by the structured document creation means is described in conformity with the XML standard format.
3. The time according to claim 2, wherein the contained unified frequency element is described in a MIDI format having delta time information corresponding to the section, note number information corresponding to the frequency, and velocity information corresponding to the intensity. Sequence signal analyzer.
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