JP2011212383A - Biological information processor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information processor capable of easily specifying a living body frequency.SOLUTION: The biological information processor includes: an acquisition part 210 for acquiring signals having biological information; an analysis part 220 for frequency-analyzing the signals and calculating a plurality of spectrum values corresponding to a plurality of frequencies; a weighting part 230 for executing weighting processing to the plurality of spectrum values on the basis of a frequency band assumed to present biological activity; and a specifying part 240 for specifying one of the plurality of frequencies as the living body frequency on the basis of the plurality of spectrum values after the weighting processing executed by the weighting part. The weighting part 230 evaluates the weight of a first spectrum value belonging to the frequency band to be larger than the weight of second spectrum values excluding the first spectrum value from the plurality of spectrum values.

Description

本発明は、生体情報処理装置等に関する。   The present invention relates to a biological information processing apparatus and the like.

生体情報測定装置は、例えば人間の脈拍数、血液中の酸素飽和度、体温、心拍数等の生体情報を測定し、生体情報測定装置の一例は、脈拍数を測定する脈拍計である。なお、心拍数は、通常、脈拍数(広義には、生体情報)と一致するので、心拍数の代わりに脈拍数を用いることができる。言い換えれば、生体情報測定装置の一例として脈拍数を測定する脈拍計は、心拍計と呼ばれることがある。また、脈拍計等の生体情報測定装置は、時計、携帯電話、ページャー、パーソナルコンピューター等の電子機器に組み込まれてもよく、又は電子機器と組み合わせてもよい。   The biological information measuring device measures biological information such as a human pulse rate, blood oxygen saturation, body temperature, heart rate, and the like, and an example of the biological information measuring device is a pulse meter that measures the pulse rate. Since the heart rate normally matches the pulse rate (biological information in a broad sense), the pulse rate can be used instead of the heart rate. In other words, a pulse meter that measures the pulse rate as an example of the biological information measuring device is sometimes called a heart rate monitor. In addition, a biological information measuring device such as a pulse meter may be incorporated in an electronic device such as a clock, a mobile phone, a pager, or a personal computer, or may be combined with an electronic device.

生体情報測定装置は、生体情報を検出する生体情報検出器を有し、生体情報検出器は、例えば、被検査体(ユーザー)の被検出部位に向けて光を発光する発光素子と、被検出部位からの生体情報を有する光を受光する受光素子とを含む。生体情報測定装置は、受光素子において生成される受光信号(広義には、生体情報を有する信号)から生体情報を測定する生体情報測定部をさらに有し、生体情報測定部は、例えば、脈拍数(広義には、生体情報)を算出する脈拍数算出回路(広義には、生体情報処理装置)を含む。   The biological information measuring device includes a biological information detector that detects biological information. The biological information detector includes, for example, a light emitting element that emits light toward a detection target portion of a subject to be inspected (user), and a detection target. And a light receiving element that receives light having biological information from the part. The biological information measuring device further includes a biological information measuring unit that measures biological information from a light reception signal (a signal having biological information in a broad sense) generated by the light receiving element, and the biological information measuring unit includes, for example, a pulse rate A pulse rate calculation circuit (in a broad sense, a biological information processing apparatus) that calculates (biological information in a broad sense) is included.

特許文献1は、脈拍計(広義には、生体情報測定装置)を開示し、脈拍計の受光素子(例えば、特許文献1の図2(B)の受光素子21)は、被検出部位(例えば、特許文献1の図2(B)の血管K)での反射光(例えば、特許文献1の図2(B)の反射光L2)を直接受光する。   Patent Document 1 discloses a pulse meter (biological information measuring device in a broad sense), and the light receiving element of the pulse meter (for example, the light receiving element 21 in FIG. 2B of Patent Document 1) is a detected part (for example, The reflected light (for example, the reflected light L2 in FIG. 2B of Patent Document 1) at the blood vessel K in FIG. 2B of Patent Document 1 is directly received.

特許文献1の脈拍計測装置1(狭義には、生体情報処理装置)は、受光素子21での受光信号から発光周波数を中心とする第1周波数範囲の第1信号成分を抽出する帯域通過フィルター部52と、受光素子21での受光信号から脈動の周波数より低い第2周波数範囲の第2信号成分を抽出する低域通過フィルター部53とを含む。第1信号成分は、脈動成分及び体動成分(狭義には、特許文献1の図7(A)の周波数スペクトルf1及びf2)を含み、第2信号成分は、体動成分及び外光L3に起因するノイズ成分(狭義には、特許文献1の図7(A)の周波数スペクトルf3並びにf4、f5及びf6)を含む。特許文献1の脈拍計測装置1は、第1信号成分及び第2信号成分に含まれる周波数スペクトルf2(f3)を体動スペクトルとして特定する演算処理部60を含む。演算処理部60は、第1信号成分に含まれるが、第2信号成分には含まれない周波数スペクトルf1を脈動スペクトルとして特定し、生体情報の検出精度を向上させる。   The pulse measurement device 1 (biological information processing device in a narrow sense) of Patent Document 1 extracts a first signal component in a first frequency range centered on a light emission frequency from a light reception signal at a light receiving element 21. 52 and a low-pass filter unit 53 that extracts a second signal component in a second frequency range lower than the pulsation frequency from the light reception signal at the light receiving element 21. The first signal component includes a pulsation component and a body motion component (in a narrow sense, the frequency spectrums f1 and f2 in FIG. 7A of Patent Document 1), and the second signal component is a body motion component and external light L3. The resulting noise component (in a narrow sense, the frequency spectrum f3 and f4, f5 and f6 in FIG. 7A of Patent Document 1) is included. The pulse measuring device 1 of Patent Literature 1 includes an arithmetic processing unit 60 that specifies the frequency spectrum f2 (f3) included in the first signal component and the second signal component as a body motion spectrum. The arithmetic processing unit 60 specifies the frequency spectrum f1 included in the first signal component but not included in the second signal component as the pulsation spectrum, and improves the detection accuracy of the biological information.

特開2008−220722号公報JP 2008-220722 A

特許文献1の図7(A)は、受光素子21での受光信号を周波数解析して算出された、複数の周波数に対応する複数のスペクトル値を表し、脈動を呈する周波数(脈動スペクトルf1)に対するスペクトル値は、他のスペクトル値と比べて大きい。しかしながら、人間が散歩をする時等の運動状態では、例えば外光に起因するノイズが多い場合等、周波数f1のスペクトル値は、相対的に小さくなることもある。また、体動スペクトルf2のスペクトル値を除去又は低減した後も、周波数f2に対するスペクトル値が、相対的に大きくなることもある。このような場合、周波数f1が脈動スペクトル(広義には、生体周波数)であることを特定することが困難になる。   FIG. 7A of Patent Document 1 represents a plurality of spectrum values corresponding to a plurality of frequencies calculated by frequency analysis of a light reception signal from the light receiving element 21 and corresponds to a frequency (pulsation spectrum f1) exhibiting pulsation. The spectral value is larger than other spectral values. However, in an exercise state such as when a person walks, the spectrum value of the frequency f1 may be relatively small, for example, when there is a lot of noise caused by outside light. Further, even after the spectrum value of the body motion spectrum f2 is removed or reduced, the spectrum value with respect to the frequency f2 may become relatively large. In such a case, it becomes difficult to specify that the frequency f1 is a pulsation spectrum (biological frequency in a broad sense).

本発明の幾つかの態様によれば、生体周波数を容易に特定可能な生体情報処理装置を提供できる。   According to some aspects of the present invention, a biological information processing apparatus capable of easily specifying a biological frequency can be provided.

本発明の一態様は、生体情報を有する信号を取得する取得部と、
前記信号を周波数解析して、複数の周波数に対応する複数のスペクトル値を算出する解析部と、
生体活動を呈すると想定される周波数帯域に基づき重み付け処理を前記複数のスペクトル値に実施する重み付け部と、
前記重み付け部によって前記重み付け処理を実施された後の前記複数のスペクトル値に基づき前記複数の周波数のうちの1つの周波数を生体周波数として特定する特定部と、を含み、
前記重み付け部は、前記周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重みを、前記複数のスペクトル値から前記第1のスペクトル値を除く第2のスペクトル値の重みよりも、大きく評価することを特徴とする生体情報処理装置に関係する。
One aspect of the present invention is an acquisition unit that acquires a signal having biological information;
Analyzing the frequency of the signal and calculating a plurality of spectral values corresponding to a plurality of frequencies;
A weighting unit for performing a weighting process on the plurality of spectrum values based on a frequency band assumed to exhibit a biological activity;
A specifying unit that specifies one of the plurality of frequencies as a biological frequency based on the plurality of spectrum values after the weighting process is performed by the weighting unit;
The weighting unit evaluates the weight of the first spectrum value belonging to the frequency band to be larger than the weight of the second spectrum value excluding the first spectrum value from the plurality of spectrum values. Related to the biological information processing apparatus.

本発明の一態様によれば、生体活動(例えば、脈拍、心拍、歩き等)を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重みを増加させるので、第1のスペクトル値は、体動スペクトルやノイズスペクトル等の他の周波数帯域に属する第2のスペクトル値と比較して、相対的に大きくなる。ここで、第1のスペクトル値の数は、周波数帯域に依存し、1つの第1のスペクトル値の1つの重みだけを増加させてもよく、複数の第1のスペクトル値の複数の重みを増加させてもよい。   According to one aspect of the present invention, since the weight of the first spectral value belonging to the frequency band assumed to exhibit biological activity (eg, pulse, heartbeat, walking, etc.) is increased, the first spectral value is Compared to the second spectrum value belonging to another frequency band such as a body motion spectrum or a noise spectrum, it becomes relatively large. Here, the number of first spectrum values depends on the frequency band, and only one weight of one first spectrum value may be increased, and a plurality of weights of a plurality of first spectrum values is increased. You may let them.

特定部は、例えば、最も大きい値であるスペクトル値の周波数を生体周波数として特定するので、特定部は、第1のスペクトル値の周波数を生体周波数(例えば、1秒当たりの脈拍振動数、1秒当たりの心拍振動数、1秒当たり歩き振動数等)として容易に特定することができる。なお、複数の第1のスペクトル値が存在する場合、特定部は、例えば、複数の第1のスペクトル値のうちの最も大きい値である第1のスペクトル値の周波数を生体周波数として特定してもよい。   For example, the specifying unit specifies the frequency of the spectrum value that is the largest value as the biological frequency, and thus the specifying unit sets the frequency of the first spectral value as the biological frequency (for example, the number of pulse vibrations per second, 1 second). The number of beats per beat, the number of walks per second, etc.) can be easily specified. In addition, when there are a plurality of first spectrum values, the specifying unit may specify the frequency of the first spectrum value, which is the largest value among the plurality of first spectrum values, as a biological frequency, for example. Good.

また、本発明の一態様では、生体情報処理装置は、
前記特定部によって過去に特定された少なくとも1つの生体周波数を記憶する記憶部を、さらに含んでもよい。
In one embodiment of the present invention, the biological information processing apparatus includes:
You may further contain the memory | storage part which memorize | stores the at least 1 biological frequency identified in the past by the said specific part.

このように、生体情報処理装置は、過去に特定された生体周波数を記憶することができる。なお、過去に特定された生体周波数のすべて又は一部の記憶を継続して、生体周波数の履歴を記憶してもよい。記憶部が1つの生体周波数だけを記憶する場合であっても、その1つの生体周波数を重み付け処理の内容又は手法に反映させることができる。具体的には、記憶部に記憶される1つの生体周波数に基づき生体活動を呈すると想定される周波数帯域を決定してもよい。また、記憶部に記憶される1つの生体周波数に基づき第1のスペクトル値の重み(重み係数)を決定してもよい。加えて、記憶部に記憶される1つの生体周波数に基づき重み付け処理を中止するか否かを決定してもよい。   Thus, the biological information processing apparatus can store biological frequencies specified in the past. In addition, you may memorize | store the biometric frequency log | history by continuing the memory | storage of all or one part of the biofrequency specified in the past. Even when the storage unit stores only one biological frequency, the one biological frequency can be reflected in the content or technique of the weighting process. Specifically, a frequency band that is assumed to exhibit biological activity may be determined based on one biological frequency stored in the storage unit. Moreover, you may determine the weight (weighting coefficient) of a 1st spectrum value based on one biological frequency memorize | stored in a memory | storage part. In addition, it may be determined whether to stop the weighting process based on one biological frequency stored in the storage unit.

また、本発明の一態様では、前記記憶部は、少なくとも2つの生体周波数を記憶してもよく、
前記重み付け部は、前記記憶部に記憶される前記少なくとも2つの生体周波数に基づき、前記少なくとも2つの生体周波数の変化傾向を判定し、その判定結果を得てもよい。
In one embodiment of the present invention, the storage unit may store at least two biological frequencies.
The weighting unit may determine a change tendency of the at least two biological frequencies based on the at least two biological frequencies stored in the storage unit, and obtain a determination result.

このように、記憶部が2以上の生体周波数を記憶する場合、記憶部に記憶される少なくとも2つの生体周波数に基づき、少なくとも2つの生体周波数の変化傾向(例えば、増加傾向、減少傾向、一定傾向等)を把握することができる。生体周波数の変化傾向を考慮して、周波数帯域を決定したり、第1のスペクトル値の重み(重み係数)を決定してもよい。   Thus, when the storage unit stores two or more biological frequencies, at least two biological frequency change trends (for example, an increasing tendency, a decreasing tendency, a constant tendency) based on at least two biological frequencies stored in the storage unit. Etc.). The frequency band may be determined in consideration of the change tendency of the biological frequency, or the weight (weight coefficient) of the first spectrum value may be determined.

また、本発明の一態様では、前記重み付け部は、前記判定結果に基づき前記周波数帯域を決定してもよい。   In the aspect of the invention, the weighting unit may determine the frequency band based on the determination result.

このように、生体周波数の変化傾向を考慮して、生体活動を呈すると想定される周波数帯域をより正確に決定することができる。   In this way, it is possible to more accurately determine the frequency band that is assumed to exhibit the biological activity in consideration of the change tendency of the biological frequency.

また、本発明の一態様では、前記判定結果が前記少なくとも2つの生体周波数の増加傾向を示す場合、前記重み付け部は、前記周波数帯域として、前記少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数ととともに、前記複数の周波数のうちの前記最も新しい生体周波数よりも高い少なくとも1つの高周波側の周波数を設定してもよく、
前記判定結果が前記少なくとも2つの生体周波数の減少傾向を示す場合、前記重み付け部は、前記周波数帯域として、前記少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数ととともに、前記複数の周波数のうちの前記最も新しい生体周波数よりも低い少なくとも1つの低周波側の周波数を設定してもよい。
In one aspect of the present invention, when the determination result indicates an increasing tendency of the at least two biological frequencies, the weighting unit includes the newest biological frequency of the at least two biological frequencies as the frequency band. In addition, at least one high frequency side higher than the newest biological frequency of the plurality of frequencies may be set,
When the determination result indicates a decreasing tendency of the at least two biological frequencies, the weighting unit includes, as the frequency band, the newest biological frequency of the at least two biological frequencies, and the frequency of the plurality of frequencies. At least one low frequency side frequency lower than the newest biological frequency may be set.

このように、生体周波数の変化傾向に応じて、周波数帯域をより適切に設定することができる。即ち、生体周波数の変化傾向が増加傾向である場合、次の生体周波数は、前の生体周波数よりも高周波側にシフトする又は前の周波数と同じである可能性が高く、前の周波数及び高周波側の周波数を、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として設定することができる。他方、生体周波数の変化傾向が減少傾向である場合、次の生体周波数は、前の生体周波数よりも低周波側にシフトする又は前の周波数と同じである可能性が高く、前の周波数)及び低周波側の周波数を、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として設定することができる。   Thus, the frequency band can be set more appropriately according to the change tendency of the biological frequency. That is, when the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, the next biological frequency is likely to be shifted to the higher frequency side than the previous biological frequency or the same as the previous frequency. This frequency can be set as a frequency band that is assumed to exhibit life activity. On the other hand, if the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, the next biological frequency is likely to be shifted to a lower frequency side than the previous biological frequency or the same as the previous frequency, the previous frequency) and The frequency on the low frequency side can be set as a frequency band that is assumed to exhibit life activity.

また、本発明の一態様では、前記重み付け部は、前記判定結果に基づき前記第1のスペクトル値の重みを決定してもよい。   In the aspect of the invention, the weighting unit may determine the weight of the first spectrum value based on the determination result.

このように、生体周波数の変化傾向に応じて、第1のスペクトル値の重み(重み係数)をより適切に設定することができる。例えば、生体周波数の変化傾向が増加傾向又は減少傾向である場合、生体周波数は、複数の周波数に分布し、生体周波数のスペクトル分布は、分散する。このような場合、第1のスペクトル値の重み(重み係数)を増加させて、生体周波数を特定し易くしてもよい。   As described above, the weight (weighting coefficient) of the first spectrum value can be set more appropriately according to the change tendency of the biological frequency. For example, when the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency or a decreasing tendency, the biological frequency is distributed over a plurality of frequencies, and the spectral distribution of the biological frequency is dispersed. In such a case, the weight (weighting coefficient) of the first spectrum value may be increased to make it easier to specify the biological frequency.

また、本発明の一態様では、前記記憶部に記憶される前記少なくとも1つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数が、体動を呈すると想定される周波数から所与の周波数帯域だけ離れていない場合、前記重み付け部は、前記重み付け処理の実施を中止してもよく、且つ前記特定部は、前記解析部によって算出された前記複数のスペクトル値に基づき前記生体周波数を特定してもよい。   In one aspect of the present invention, the newest biological frequency among the at least one biological frequency stored in the storage unit is not separated from a frequency assumed to exhibit body movement by a given frequency band. In this case, the weighting unit may stop the weighting process, and the specifying unit may specify the biological frequency based on the plurality of spectrum values calculated by the analyzing unit.

このように、前の生体周波数(例えば、1秒当たりの脈拍振動数、1秒当たりの心拍振動数、1秒当たり歩き振動数等)が体動を呈すると想定される周波数に近づく場合、次の生体周波数を特定する際に、重み付け部を無効化することができる。言い換えれば、体動を呈すると想定される周波数のスペクトル値が誤って重み付け部で増加されることを未然に防止することができる。   Thus, when the previous biological frequency (for example, the pulse frequency per second, the heartbeat frequency per second, the walking frequency per second, etc.) approaches the frequency assumed to exhibit body motion, The weighting unit can be invalidated when the biological frequency is specified. In other words, it is possible to prevent the spectrum value of the frequency assumed to exhibit body movement from being erroneously increased by the weighting unit.

また、本発明の一態様では、生体情報処理装置は、
前記特定部によって特定された前記生体周波数を脈拍数又は心拍数に換算する換算部を、さらに含んでもよい。
In one embodiment of the present invention, the biological information processing apparatus includes:
You may further include the conversion part which converts the said biological frequency specified by the said specific part into a pulse rate or a heart rate.

このように、生体周波数を脈拍数又は心拍数[bpm](広義には、生体情報)に換算する生体情報処理装置(狭義には、脈拍計又は心拍計)を提供することができる。   Thus, a biological information processing apparatus (a pulse meter or a heart rate meter in a narrow sense) that converts a biological frequency into a pulse rate or a heart rate [bpm] (biological information in a broad sense) can be provided.

本実施形態の生体情報処理装置の構成例。The structural example of the biometric information processing apparatus of this embodiment. 脈拍センサーにおいて生成される2つの信号例。Two examples of signals generated in a pulse sensor. 図3(A)、図3(B)は、脈拍センサーにおいて生成される2つの信号例の周波数解析の結果。3A and 3B show the results of frequency analysis of two signal examples generated in the pulse sensor. 図1の生体情報処理装置の具体的な構成例。The specific structural example of the biological information processing apparatus of FIG. 図4の生体情報処理装置の動作例を表すフローチャート。5 is a flowchart illustrating an operation example of the biological information processing apparatus in FIG. 4. 図6(A)、図6(B)は、重み付け処理の説明図。6A and 6B are explanatory diagrams of weighting processing. 重み付け処理の具体例を表すフローチャート。The flowchart showing the specific example of a weighting process. 図8(A)、図8(B)は、生体周波数の変化傾向が増加傾向を示す時の重み付け処理の説明図。FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of weighting processing when the change tendency of the biological frequency shows an increasing tendency. 図9(A)、図9(B)は、生体周波数の変化傾向が減少傾向を示す時の重み付け処理の説明図。FIG. 9A and FIG. 9B are explanatory diagrams of weighting processing when the change tendency of the biological frequency shows a decreasing tendency. 図1の生体情報処理装置の具体的な他の構成例。3 shows another specific configuration example of the biological information processing apparatus of FIG. 図11(A)、図11(B)は、信号処理部を利用する重み付け処理の説明図。11A and 11B are explanatory diagrams of weighting processing using a signal processing unit. 図12(A)、図12(B)は、生体周波数の変化傾向が増加傾向を示す時の信号処理部を利用する重み付け処理の説明図。FIGS. 12A and 12B are explanatory diagrams of weighting processing using the signal processing unit when the change tendency of the biological frequency shows an increase tendency. 図13(A)、図13(B)は、生体周波数の変化傾向が減少傾向を示す時の信号処理部を利用する重み付け処理の説明図。FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams of weighting processing using the signal processing unit when the biological frequency change tendency shows a decreasing tendency. 取得部が取得する信号の説明図。Explanatory drawing of the signal which an acquisition part acquires. 図15(A)、図15(B)は、生体情報処理装置を含む電子機器の外観例。FIGS. 15A and 15B are external views of electronic devices including a biological information processing apparatus.

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。   Hereinafter, this embodiment will be described. In addition, this embodiment demonstrated below does not unduly limit the content of this invention described in the claim. In addition, all the configurations described in the present embodiment are not necessarily essential configuration requirements of the present invention.

1. 生体情報処理装置
1.1 基本構成
図1は、本実施形態の生体情報処理装置の構成例を示す。図1に示すように、生体情報処理装置は、取得部210、解析部220、重み付け部230及び特定部240を含む。取得部210は、生体情報を有する信号を取得する。
1. 1. Biological Information Processing Device 1.1 Basic Configuration FIG. 1 shows a configuration example of a biological information processing device of this embodiment. As illustrated in FIG. 1, the biological information processing apparatus includes an acquisition unit 210, an analysis unit 220, a weighting unit 230, and a specifying unit 240. The acquisition unit 210 acquires a signal having biological information.

生体情報の範囲には、例えば、脈拍数、心拍数、歩数等が含まれる。脈拍数(広義には、生体情報)を測定する生体情報測定装置は、脈拍計と呼ぶことができ、生体情報処理装置は、例えば、脈拍計に組み込むことができる。脈拍計(広義には、生体情報検出器)が被検査体(ユーザー)の被検出部位に向けて光を発光する発光素子と、被検出部位からの生体情報を有する反射光を受光する受光素子とを含む場合、脈拍計に適用される取得部210は、受光素子において生成される受光信号を取得する。取得部210は、生体情報を有する信号を生成するセンサー部又は生体情報を有する信号を入力する入力部であってもよく、生体情報を有する信号をA/D変換するA/D変換回路をさらに有してもよい。取得部210は、例えば16秒分の生体情報を有する信号(広義には、生体情報を有する波形データ)を解析部220に出力することができる。   The range of the biological information includes, for example, a pulse rate, a heart rate, and a step number. A biological information measuring device that measures a pulse rate (biological information in a broad sense) can be referred to as a pulse meter, and the biological information processing device can be incorporated into a pulse meter, for example. A light-emitting element in which a pulse meter (biological information detector in a broad sense) emits light toward a detected part of a subject (user) and a light-receiving element that receives reflected light having biological information from the detected part , The acquisition unit 210 applied to the pulsometer acquires a light reception signal generated in the light receiving element. The acquisition unit 210 may be a sensor unit that generates a signal having biological information or an input unit that inputs a signal having biological information, and further includes an A / D conversion circuit that performs A / D conversion on the signal having biological information. You may have. The acquisition unit 210 can output a signal having biological information for 16 seconds (waveform data having biological information in a broad sense) to the analysis unit 220, for example.

被検出部位(例えば、血管)が被検査体の内部にある場合、発光素子が発した光は、被検査体の内部に進み、表皮、真皮及び皮下組織で拡散又は散乱する。その後、発光素子が発した光は、被検出部位に到達し、被検出部位で反射される。被検出部位での反射光は、皮下組織、真皮及び表皮で拡散又は散乱し、その後、受光素子に向かう。なお、発光素子が発した光は、血管で部分的に吸収される。従って、脈動などの血流変化の影響により、血管での吸収率が変化し、被検出部位での反射光の光量も変化する。このように、生体情報(例えば、脈拍数)は、被検出部位での反射光、従って、受光素子において生成される受光信号に反映される。   When the detection site (for example, blood vessel) is inside the test object, the light emitted from the light emitting element travels inside the test object and diffuses or scatters in the epidermis, dermis, and subcutaneous tissue. Thereafter, the light emitted from the light emitting element reaches the detection site and is reflected by the detection site. The reflected light at the detection site diffuses or scatters in the subcutaneous tissue, dermis and epidermis, and then travels toward the light receiving element. Note that light emitted from the light-emitting element is partially absorbed by blood vessels. Therefore, due to the influence of blood flow changes such as pulsation, the absorption rate in the blood vessels changes, and the amount of reflected light at the detection site also changes. In this way, the biological information (for example, the pulse rate) is reflected in the reflected light at the detection site, and thus in the received light signal generated in the light receiving element.

生体情報処理装置は、受光素子において生成される受光信号(広義には、生体情報を有する信号)を取得部210で取得し、生体情報を有する信号から生体情報を取り出すための解析乃至処理を解析部220で行う。解析部220は、生体情報を有する信号を周波数解析して、複数の周波数に対応する複数のスペクトル値を算出する。解析部220は、生体情報を有する信号(狭義には、受光素子等のセンサー素子において生成される信号)を例えば高速フーリエ変換(広義には、拡散フーリエ変換)によって周波数解析する。   The biological information processing apparatus acquires a light reception signal (a signal having biological information in a broad sense) generated by the light receiving element by the acquisition unit 210, and analyzes analysis or processing for extracting biological information from the signal having biological information. This is performed by the unit 220. The analysis unit 220 performs frequency analysis on a signal having biological information and calculates a plurality of spectrum values corresponding to a plurality of frequencies. The analysis unit 220 performs frequency analysis of a signal having biological information (a signal generated in a sensor element such as a light receiving element in a narrow sense) by, for example, a fast Fourier transform (a diffusion Fourier transform in a broad sense).

解析部220は、周波数解析の結果に基づき、特許文献1の図7(A)に示すようなグラフ(横軸が周波数を表し、縦軸が周波数に対応するスペクトル値を表す)で、複数のスペクトルの分布を表してもよい。本明細書において、特許文献1の図7(A)中の特定の周波数(例えば、周波数f1)で表される1本の線をスペクトルと呼び、複数のスペクトルの各々は、横軸成分(周波数)及び縦軸成分(スペクトル値)を有する。   Based on the result of the frequency analysis, the analysis unit 220 is a graph as shown in FIG. 7A of Patent Document 1 (the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the spectrum value corresponding to the frequency). You may represent the distribution of a spectrum. In this specification, one line represented by a specific frequency (for example, frequency f1) in FIG. 7A of Patent Document 1 is referred to as a spectrum, and each of the plurality of spectra has a horizontal axis component (frequency ) And a vertical axis component (spectral value).

重み付け部230は、生体活動(例えば、脈拍、心拍、歩き等)を呈すると想定される周波数帯域に基づいて、重み付け処理を解析部220で得られた複数のスペクトル値に実施する。重み付け部230は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重みを、複数のスペクトル値から第1のスペクトル値を除く第2のスペクトル値の重みよりも、大きく評価する。生体活動(例えば、脈拍、心拍、歩き等)を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重みを増加させるので、第1のスペクトル値は、体動スペクトルやノイズスペクトル等の他の周波数帯域に属する第2のスペクトル値と比較して、相対的に大きくなる。   The weighting unit 230 performs a weighting process on a plurality of spectrum values obtained by the analysis unit 220 based on a frequency band that is assumed to exhibit life activity (for example, a pulse, a heartbeat, and walking). The weighting unit 230 evaluates the weight of the first spectrum value belonging to the frequency band assumed to exhibit life activity to be greater than the weight of the second spectrum value excluding the first spectrum value from the plurality of spectrum values. To do. Since the weight of the first spectrum value belonging to the frequency band assumed to exhibit a biological activity (for example, pulse, heartbeat, walking, etc.) is increased, the first spectrum value may be a body motion spectrum, a noise spectrum, or the like. Compared with the second spectral value belonging to the frequency band of, the frequency becomes relatively large.

ここで、重み付け部230の重み付け処理を特許文献1の図7(A)に示すグラフ(スペクトル分布)に適用すると、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、周波数f1を設定する。そして、周波数f1の重み(重み係数)を例えば2倍に設定し、他の周波数の重み(重み係数)を例えば1倍のままに設定する。このような重み付け処理を実施すると、特許文献1の図7(A)に示すグラフ中の周波数f1のスペクトル値(縦軸成分)だけが、2倍に増加する(図示せず)。周波数f1のスペクトル値が例えば2倍になる場合、特許文献1の図7(B)に示すグラフ(スペクトル分布)は、必ずしも必要ない。即ち、重み付け部230の重み付け処理を適用する特許文献1の図7(A)に示すグラフ(スペクトル分布)だけでも、周波数f1を脈拍周波数(広義には、生体周波数)として特定することが可能になる。   Here, when the weighting process of the weighting unit 230 is applied to the graph (spectral distribution) shown in FIG. 7A of Patent Document 1, the frequency f1 is set as a frequency band that is assumed to exhibit life activity. Then, the weight (weight coefficient) of the frequency f1 is set to, for example, twice, and the weight (weight coefficient) of the other frequencies is set to, for example, 1 time. When such weighting processing is performed, only the spectrum value (vertical component) of the frequency f1 in the graph shown in FIG. 7A of Patent Document 1 is doubled (not shown). When the spectrum value of the frequency f1 is doubled, for example, the graph (spectral distribution) shown in FIG. That is, the frequency f1 can be specified as the pulse frequency (biological frequency in a broad sense) only by the graph (spectral distribution) shown in FIG. 7A of Patent Document 1 to which the weighting process of the weighting unit 230 is applied. Become.

重み付け部230は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属する第1の第1のスペクトル値を増加する一方、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属しない他のスペクトル値(第2のスペクトル値)をそのままにする。重み付け部230は、概して、脈拍周波数(広義には、生体周波数)を予測し、予測された周波数に属するスペクトル値を増加させる。このような原理を用いて、生体情報処理装置は、生体周波数を容易に特定することができる。生体活動を呈すると想定される周波数帯域の設定方法は、後述するが、任意の予測手法を用いることができ、例えば、過去に特定された生体周波数に基づき設定してもよい。   The weighting unit 230 increases the first first spectral value belonging to the frequency band assumed to exhibit the biological activity, while the other spectral value (second second) not belonging to the frequency band assumed to exhibit the biological activity. The spectral value of The weighting unit 230 generally predicts a pulse frequency (biological frequency in a broad sense) and increases a spectrum value belonging to the predicted frequency. Using this principle, the biological information processing apparatus can easily specify the biological frequency. Although the setting method of the frequency band assumed to exhibit the biological activity will be described later, an arbitrary prediction method can be used. For example, the frequency band may be set based on the biological frequency specified in the past.

なお、第1のスペクトル値の数は、予測する周波数帯域に依存し、重み付け部230は、1つの第1のスペクトル値の1つの重みだけを増加させてもよく、複数の第1のスペクトル値の複数の重みを増加させてもよい。特許文献1の図7(A)の例に重み付け部230の重み付け処理を適用する際、周波数f1のスペクトル値を2倍にするとともに、周波数f1に隣接する2つのスペクトル値(高周波数側の周波数のスペクトル値及び低周波数側の周波数のスペクトル値)も2倍にしてもよい。即ち、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、3つの周波数(周波数f1及びその周辺の2つの周波数)を設定してもよい。   Note that the number of first spectrum values depends on the frequency band to be predicted, and the weighting unit 230 may increase only one weight of one first spectrum value, and may include a plurality of first spectrum values. A plurality of weights may be increased. When applying the weighting process of the weighting unit 230 to the example of FIG. 7A of Patent Document 1, the spectrum value of the frequency f1 is doubled and two spectrum values adjacent to the frequency f1 (high frequency side frequency) And the spectrum value of the frequency on the low frequency side) may be doubled. That is, three frequencies (frequency f1 and two frequencies around it) may be set as the frequency band assumed to exhibit life activity.

特定部240は、重み付け部230によって重み付け処理を実施された後の複数のスペクトル値に基づいて、解析部220で得られた複数の周波数(横軸成分に相当)のうちの1つの周波数を生体周波数として特定する。特定部240は、例えば、最も大きい値であるスペクトル値の周波数を生体周波数として特定することができる。従って、特定部240は、例えば第1のスペクトル値の周波数を生体周波数(例えば、1秒当たりの脈拍振動数、1秒当たりの心拍振動数、1秒当たり歩き振動数等)として容易に特定することができる。   Based on the plurality of spectrum values after the weighting process is performed by the weighting unit 230, the specifying unit 240 determines one of the plurality of frequencies (corresponding to the horizontal axis component) obtained by the analysis unit 220 as a living body. Specify as frequency. For example, the specifying unit 240 can specify the frequency of the spectrum value that is the largest value as the biological frequency. Therefore, the specifying unit 240 easily specifies, for example, the frequency of the first spectrum value as a biological frequency (for example, the pulse frequency per second, the heartbeat frequency per second, the walking frequency per second, etc.). be able to.

なお、複数の第1のスペクトル値が存在する場合、特定部240は、例えば、複数の第1のスペクトル値のうちの最も大きい値である第1のスペクトル値の周波数を生体周波数として特定してもよい。特許文献1の図7(A)の例に重み付け部230の重み付け処理及び特定部240の処理を適用する場合、3つの周波数(周波数f1及びその周辺の2つの周波数)に属するスペクトル値を2倍にしても、やはり周波数f1のスペクトル値が最も大きい値を示し、周波数f1を脈拍周波数(広義には、生体周波数)として特定することが可能になる。   In addition, when there are a plurality of first spectrum values, the specifying unit 240 specifies, for example, the frequency of the first spectrum value, which is the largest value among the plurality of first spectrum values, as the biological frequency. Also good. When the weighting process of the weighting unit 230 and the process of the specifying unit 240 are applied to the example of FIG. 7A of Patent Document 1, spectrum values belonging to three frequencies (frequency f1 and two frequencies around it) are doubled. Even so, the spectrum value of the frequency f1 shows the largest value, and the frequency f1 can be specified as the pulse frequency (biological frequency in a broad sense).

特定部240の処理(特定方法)として、本出願時に当業者に知られている様々な処理を採用することができる。従って、本明細書では、特定部240の詳細な説明は、省略し、最も簡単な処理(特定方法)だけを例として説明する。   Various processes known to those skilled in the art at the time of the present application can be adopted as the process (identification method) of the identification unit 240. Therefore, in this specification, the detailed description of the specifying unit 240 is omitted, and only the simplest process (specifying method) will be described as an example.

図1の例では、解析部220、重み付け部230及び特定部240で生体情報処理装置が構成されているが、解析部220、重み付け部230及び特定部240は、DSPや、例えばゲートアレイ等のASICで構成することができる。また、解析部220、重み付け部230及び特定部240の全部又は一部をコンピューター(広義には、処理部及び記憶部を含む装置)で構成してもよい。処理部は、例えば、MPU(Micro Processing Unit)である。記憶部は、処理部(狭義には、解析部220、重み付け部230及び特定部240の全部又は一部)のワーク領域となるものであり、記憶部は、例えば、メモリー、HDD(ハードディスクドライブ)等である。生体情報処理装置は、例えば、プログラム、データ等を格納する情報記憶媒体(コンピューターにより読み取り可能な媒体)を有することができ、情報記憶媒体は、例えば、メモリーカード、光ディスク等である。処理部は、情報記憶媒体又は記憶部に格納されるプログラムに基づいて、種々の処理を行うことができる。即ち、情報記憶媒体又は記憶部には、解析部220、重み付け部230及び特定部240の全部又は一部として、コンピューターを機能させるためのプログラムが記憶されてもよい。   In the example of FIG. 1, the biological information processing apparatus is configured by the analysis unit 220, the weighting unit 230, and the specifying unit 240. However, the analysis unit 220, the weighting unit 230, and the specifying unit 240 may be a DSP or a gate array, for example. An ASIC can be used. Moreover, you may comprise all or one part of the analysis part 220, the weighting part 230, and the specific | specification part 240 with a computer (a device containing a process part and a memory | storage part in a broad sense). The processing unit is, for example, an MPU (Micro Processing Unit). The storage unit is a work area of the processing unit (in a narrow sense, all or part of the analysis unit 220, the weighting unit 230, and the specifying unit 240), and the storage unit is, for example, a memory or an HDD (hard disk drive). Etc. The biological information processing apparatus can include, for example, an information storage medium (a computer-readable medium) that stores programs, data, and the like. Examples of the information storage medium include a memory card and an optical disk. The processing unit can perform various processes based on an information storage medium or a program stored in the storage unit. That is, the information storage medium or the storage unit may store a program for causing the computer to function as all or part of the analysis unit 220, the weighting unit 230, and the specifying unit 240.

1.2 発明の背景
図2は、脈拍センサーにおいて生成される2つの信号(波形データ)を表し、1つの信号の被検出部位は、指の血管であり、もう1つの信号の被検出部位は、手首の血管である。図2に示すように、手首の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号のレベルは、指の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号のレベルよりも小さい。これは、指付近において静脈に対する動脈の割合が高い一方、手首付近において静脈に対する動脈の割合が低いことに起因する。
1.2 Background of the Invention FIG. 2 shows two signals (waveform data) generated in a pulse sensor, where a detected portion of one signal is a blood vessel of a finger, and a detected portion of another signal is The blood vessels of the wrist. As shown in FIG. 2, the level of the signal generated in the pulse sensor for the wrist blood vessel is lower than the level of the signal generated in the pulse sensor for the finger blood vessel. This is because the ratio of the artery to the vein is high near the finger, while the ratio of the artery to the vein is low near the wrist.

また、図2に示すように、手首の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号の周期は、指の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号の周期よりも不安定である。これは、散歩やジョギング等の運動に伴う腕の振りが、周期的な外力として、静脈に対する動脈の割合が低い手首付近の血管の血流に、より影響を与えることに起因する。   Also, as shown in FIG. 2, the period of the signal generated in the pulse sensor for the wrist blood vessel is more unstable than the period of the signal generated in the pulse sensor for the finger blood vessel. This is due to the fact that the swinging of the arm associated with exercise such as walking and jogging has a greater effect on the blood flow in the blood vessels near the wrist where the ratio of arteries to veins is low as a periodic external force.

図3(A)、図3(B)は、脈拍センサーにおいて生成される2つの信号(波形データ)の周波数解析の結果を表し、図3(A)は、指の血管に対応し、図3(B)は、手首の血管に対応する。図3(A)、図3(B)の例において、上段は、図2に示されるような入力データ(波形データ)を示し、下段は、特許文献1の図7(A)に示されるような出力データ(複数のスペクトルの分布)を示す。図3(A)、図3(B)の例において、入力データは、0〜16[sec]の範囲の波形データであり、出力データは、0〜4[Hz]の範囲の周波数に対応する複数のスペクトル値である。   3A and 3B show the results of frequency analysis of two signals (waveform data) generated in the pulse sensor, and FIG. 3A corresponds to the blood vessel of the finger. (B) corresponds to the blood vessel of the wrist. In the example of FIGS. 3A and 3B, the upper part shows input data (waveform data) as shown in FIG. 2, and the lower part is shown in FIG. Output data (distribution of multiple spectra). In the examples of FIGS. 3A and 3B, the input data is waveform data in the range of 0 to 16 [sec], and the output data corresponds to the frequency in the range of 0 to 4 [Hz]. Multiple spectral values.

図3(A)に示すように、指の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号の周波数解析の結果によれば、脈拍を呈する周波数(脈拍周波数)fHR1のスペクトル値が最も大きく、先鋭な脈拍スペクトルが現れている。また、脈拍周波数fHR1の2倍の周波数fHR2のスペクトル値も、隣接するスペクトル値と比べて大きく、先鋭な2倍脈拍スペクトルが現れている。散歩やジョギング等の運動に伴う腕の振を呈する周波数(体動周波数)fBM1のスペクトル値及び体動周波数fBM1の2倍の周波数fBM2のスペクトル値も、隣接するスペクトル値と比べて大きく、明瞭な体動スペクトル及び2倍体動スペクトルが現れている。このような場合、脈拍周波数fHR1を容易に特定することができる。   As shown in FIG. 3A, according to the result of the frequency analysis of the signal generated in the pulse sensor for the finger blood vessel, the spectrum value of the frequency (pulse frequency) fHR1 representing the pulse is the largest and sharp. A nice pulse spectrum appears. Further, the spectrum value of the frequency fHR2 which is twice the pulse frequency fHR1 is also larger than the adjacent spectrum value, and a sharp double pulse spectrum appears. The spectrum value of the frequency (body motion frequency) fBM1 and the spectrum value of the frequency fBM2 that is twice the body motion frequency fBM1 exhibiting the swing of the arm due to exercise such as walking and jogging are larger than the adjacent spectrum values and are clear. A body motion spectrum and a diploid body motion spectrum appear. In such a case, the pulse frequency fHR1 can be easily specified.

図3(B)に示すように、手首の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号の周波数解析の結果によれば、体動周波数fBM1のスペクトル値が最も大きく、明瞭な体動スペクトルが現れている。また、体動周波数fBM1の2倍の周波数fBM2のスペクトル値も、隣接するスペクトル値と比べて大きく、2倍体動スペクトルが現れている。しかしながら、脈拍周波数fHR1のスペクトル値は、体動周波数fBM1のスペクトル値や体動周波数fBM1の2倍の周波数fBM2のスペクトル値よりも小さい。また、脈拍周波数fHR1のスペクトル値は、隣接するスペクトル値と比べて、僅かに大きい。従って、手首の血管を対象とする脈拍センサーにおいて生成される信号の周波数解析の結果によれば、周波数fBM1及び周波数fBM2に対応する体動ノイズを含むノイズ(脈拍周波数fHR1を除く他の周波数に対応するノイズ)が、支配的であることを示す。   As shown in FIG. 3B, according to the result of frequency analysis of the signal generated in the pulse sensor for the wrist blood vessel, the spectrum value of the body motion frequency fBM1 is the largest, and a clear body motion spectrum is obtained. Appears. Further, the spectrum value of the frequency fBM2 which is twice the body motion frequency fBM1 is also larger than the adjacent spectrum value, and a double body motion spectrum appears. However, the spectrum value of the pulse frequency fHR1 is smaller than the spectrum value of the body motion frequency fBM1 or the spectrum value of the frequency fBM2 that is twice the body motion frequency fBM1. The spectrum value of the pulse frequency fHR1 is slightly larger than the adjacent spectrum value. Therefore, according to the result of frequency analysis of the signal generated in the pulse sensor for the wrist blood vessel, noise including body motion noise corresponding to the frequency fBM1 and the frequency fBM2 (corresponding to other frequencies excluding the pulse frequency fHR1). Noise) is dominant.

図3(B)の例では、仮に体動ノイズを除去又は低減したとしても、明確な脈拍スペクトルが現れていない。このような場合、脈拍周波数fHR1を特定することは、困難である。言い換えれば、周波数fHR1を脈拍周波数として特定したり、ノイズを呈する周波数fN1又はfN2を誤って脈拍周波数として特定する場合もある。   In the example of FIG. 3B, even if body motion noise is removed or reduced, a clear pulse spectrum does not appear. In such a case, it is difficult to specify the pulse frequency fHR1. In other words, the frequency fHR1 may be specified as the pulse frequency, or the frequency fN1 or fN2 presenting noise may be erroneously specified as the pulse frequency.

また、特許文献1の図7(A)の例のように、周波数f1のスペクトル値が、常に大きくなるとは限らず、手首の血管の構造には個人差が大きく、周波数f1のスペクトル値が、本願明細書に付随する図3(B)の例のように小さくなることを、本発明者は、認識した。以上の事情を考慮した結果、本発明者は、図3(B)の脈拍周波数fHR1のスペクトル値を重み付け部230により大きくすることで、脈拍周波数fHR1を容易に特定することができることを認識した。   Further, as in the example of FIG. 7A of Patent Document 1, the spectrum value of the frequency f1 is not always large, and there is a large individual difference in the blood vessel structure of the wrist, and the spectrum value of the frequency f1 is The present inventor has recognized that it becomes smaller as in the example of FIG. 3B accompanying the present specification. As a result of considering the above circumstances, the present inventor has recognized that the pulse frequency fHR1 can be easily specified by increasing the spectrum value of the pulse frequency fHR1 of FIG.

1.3 第1の構成例
図4は、図1の生体情報処理装置の具体的な構成例を示す。図4の例では、重み付け部230が具体化されているが、生体情報処理装置の具体的な構成例は、図4に限定されない。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。加えて、図4の例では、生体情報処理装置は、記憶部250を含む。記憶部250は、例えば、メモリー、HDD(ハードディスクドライブ)等であり、特定部240のワーク領域と呼ぶこともできる。また、記憶部250は、上述の通り、解析部220及び重み付け部230の全部又は一部のワーク領域の機能も備えてもよい。
1.3 First Configuration Example FIG. 4 shows a specific configuration example of the biological information processing apparatus of FIG. In the example of FIG. 4, the weighting unit 230 is embodied, but a specific configuration example of the biological information processing apparatus is not limited to FIG. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the structural example mentioned above, and the description is abbreviate | omitted. In addition, in the example of FIG. 4, the biological information processing apparatus includes a storage unit 250. The storage unit 250 is, for example, a memory, an HDD (hard disk drive), or the like, and can also be called a work area of the specifying unit 240. Further, as described above, the storage unit 250 may also include all or part of the work area functions of the analysis unit 220 and the weighting unit 230.

図4の例では、記憶部250は、特定部240によって特定された生体周波数を記憶する。記憶部250は、過去に特定された生体周波数のすべて又は一部の記憶を継続して、生体周波数の履歴を記憶してもよい。図4の例では、記憶部250は、特定部240によって過去に特定された少なくとも1つの生体周波数を記憶し、重み付け部230は、少なくとも1つの生体周波数を重み付け処理の内容又は手法に反映させることができる。   In the example of FIG. 4, the storage unit 250 stores the biological frequency specified by the specifying unit 240. The memory | storage part 250 may memorize | store the biometric frequency log | history by continuing the memory | storage of all or one part of the biofrequency specified in the past. In the example of FIG. 4, the storage unit 250 stores at least one biological frequency specified in the past by the specifying unit 240, and the weighting unit 230 reflects at least one biological frequency in the content or method of the weighting process. Can do.

具体的には、記憶部250に記憶される1つの生体周波数に基づき、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域を決定してもよい。また、記憶部250に記憶される1つの生体周波数に基づき、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、第1のスペクトル値の重み(重み係数)を決定してもよい。加えて、記憶部250に記憶される1つの生体周波数に基づき、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、重み付け処理を中止するか否か、即ち周波数帯域決定部234及び重み係数増加部236の機能を無効化するか否かを決定してもよい。   Specifically, based on one biological frequency stored in the storage unit 250, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the determination unit 232) may determine a frequency band that is assumed to exhibit biological activity. Further, based on one biological frequency stored in the storage unit 250, the weighting unit 230 (in the narrow sense, the determination unit 232) may determine the weight (weighting coefficient) of the first spectrum value. In addition, based on one biological frequency stored in the storage unit 250, the weighting unit 230 (in the narrow sense, the determination unit 232) determines whether or not to stop the weighting process, that is, the frequency band determination unit 234 and the weighting factor increase. Whether to invalidate the function of the unit 236 may be determined.

重み付け部230(狭義には、判定部232)は、上記判定処理だけでなく、他の判定処理も、行うことができる。また、取得部210、解析部220及び特定部240(広義には、生体情報処理装置)は、必要に応じて様々な判定処理を行うことができる。   The weighting unit 230 (decision unit 232 in a narrow sense) can perform not only the above-described determination process but also other determination processes. The acquisition unit 210, the analysis unit 220, and the specification unit 240 (biological information processing device in a broad sense) can perform various determination processes as necessary.

1.4 第1の動作例
図5は、図4の生体情報処理装置の動作例を表すフローチャートを示す。以下に、図5等を参照しながら、生体情報処理装置の動作例を説明するが、生体情報処理装置の動作例は、図4及び図5等に限定されるものではない。また、以下に説明する動作の一部を省略することもでき、以下に説明する動作に他の動作を追加することもできる。
1.4 First Operation Example FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the biological information processing apparatus of FIG. Hereinafter, an operation example of the biological information processing apparatus will be described with reference to FIG. 5 and the like, but the operation example of the biological information processing apparatus is not limited to FIG. 4 and FIG. Also, some of the operations described below can be omitted, and other operations can be added to the operations described below.

図5の例では、取得部210は、例えば16秒分の生体情報を有する信号(狭義には、生体情報を有する波形データ)を取得したか否かを判定する(ステップS11)。解析部220で生体情報を有する信号を周波数解析するためには、所与の期間の生体情報を有する信号が必要となる。所与の期間は、後述するステップS12でのサンプリング周波数及びサンプリング点数によって決定することができる。例えば、サンプリング周波数が16[Hz]であり、サンプリング点数が256であれば、所定の期間は、サンプリング点数/サンプリング周波数=256/16=16[sec]である。   In the example of FIG. 5, the acquisition unit 210 determines whether or not a signal having biological information for 16 seconds (in a narrow sense, waveform data having biological information) has been acquired (step S11). In order for the analysis unit 220 to perform frequency analysis on a signal having biological information, a signal having biological information for a given period is required. The given period can be determined by the sampling frequency and the number of sampling points in step S12 described later. For example, if the sampling frequency is 16 [Hz] and the number of sampling points is 256, the predetermined period is the number of sampling points / sampling frequency = 256/16 = 16 [sec].

図5の例では、例えば16秒分の生体情報を有する信号を取得していない場合、取得部210は、16秒分の生体情報を有する信号が取得できるまで、時間の経過を待つ(ステップS11)。16秒分の生体情報を有する信号を受け取ると、解析部220は、16秒分の生体情報を有する信号(波形データ)を周波数解析する(ステップS12)。解析部220は、例えば図3(B)に示すような周波数解析の結果(0〜4[Hz]の範囲の周波数に対応する複数のスペクトル値)を得る。   In the example of FIG. 5, for example, when a signal having biological information for 16 seconds has not been acquired, the acquisition unit 210 waits for the passage of time until a signal having biological information for 16 seconds can be acquired (step S <b> 11). ). When receiving the signal having biological information for 16 seconds, the analysis unit 220 performs frequency analysis on the signal (waveform data) having biological information for 16 seconds (step S12). The analysis unit 220 obtains the result of frequency analysis (a plurality of spectrum values corresponding to frequencies in the range of 0 to 4 [Hz]) as shown in FIG. 3B, for example.

図5の例では、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、直前の生体周波数が体動周波数よりも離れているか否かを判定する(ステップS13)。ここでは、記憶部250には、少なくとも1つの生体周波数が記憶されていることを想定する。記憶部250に複数の生体周波数が記憶される場合、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、記憶部250に記憶される複数の生体周波数のうちの最も新しい生体周波数が、体動周波数から所与の周波数帯域だけ離れているか否かを判定する(ステップS13)。   In the example of FIG. 5, the weighting unit 230 (decision unit 232 in a narrow sense) determines whether or not the immediately preceding biological frequency is separated from the body motion frequency (step S13). Here, it is assumed that the storage unit 250 stores at least one biological frequency. When a plurality of biological frequencies are stored in the storage unit 250, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the determination unit 232) indicates that the latest biological frequency among the plurality of biological frequencies stored in the storage unit 250 is the body motion. It is determined whether or not it is away from the frequency by a given frequency band (step S13).

上述したように、重み付け部230は、図3(B)の脈拍周波数fHR1のスペクトル値を大きくすることで、特定部240は、脈拍周波数fHR1(広義には、生体周波数)を容易に特定することができる。しかしながら、重み付け部230が図3(B)の体動周波数fBM1のスペクトル値を誤って大きくしてしまうと、特定部240は、体動周波数fBM1を誤って脈拍周波数(広義には、生体周波数)として特定してしまう。そこで、このような誤った処理を回避するために、ステップS13を実行することができる。   As described above, the weighting unit 230 increases the spectrum value of the pulse frequency fHR1 in FIG. 3B, and the specifying unit 240 easily specifies the pulse frequency fHR1 (biological frequency in a broad sense). Can do. However, if the weighting unit 230 erroneously increases the spectrum value of the body motion frequency fBM1 in FIG. 3B, the specifying unit 240 erroneously sets the body motion frequency fBM1 to a pulse frequency (in a broad sense, a biological frequency). Will be specified as. Therefore, step S13 can be executed in order to avoid such an erroneous process.

ここでは、図3(B)に示す周波数解析の結果(0〜4[Hz]の範囲の周波数に対応する複数のスペクトル値)が、直前の周波数解析の結果であることを想定する。この場合、次の周波数解析の結果(ステップS12で実施した現在の周波数解析の結果)は、現在の脈拍周波数(広義には、生体周波数)は、図3(B)に示す脈拍周波数fHR1(広義には、直前の生体周波数)付近に存在することが予想される。また、現在の体動周波数は、図3(B)に示す体動周波数fBM1(直前の体動周波数)付近に存在することが予想される。ここでは、現在の体動周波数が、図3(B)に示す体動周波数fBM1(直前の体動周波数)と一致することを想定する。この場合、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、直前の生体周波数(図3(B)に示す脈拍周波数fHR1)が、現在の体動周波数(図3(B)に示す体動周波数fBM1)から例えば±3本分のスペクトル以上離れているか否かを判定する(ステップS13)。図3(B)の例に示す関係を考慮すれば、周波数fHR1は、周波数fBM1から9本分のスペクトルだけ離れているので、ステップS14を実施することができる。   Here, it is assumed that the result of frequency analysis (a plurality of spectrum values corresponding to frequencies in the range of 0 to 4 [Hz]) shown in FIG. 3B is the result of the previous frequency analysis. In this case, the result of the next frequency analysis (the result of the current frequency analysis performed in step S12) is the current pulse frequency (biological frequency in a broad sense) is the pulse frequency fHR1 (in a broad sense) shown in FIG. Is expected to exist in the vicinity of the immediately preceding biological frequency). Further, the current body motion frequency is expected to be present in the vicinity of the body motion frequency fBM1 (immediate body motion frequency) shown in FIG. Here, it is assumed that the current body motion frequency matches the body motion frequency fBM1 (immediate body motion frequency) shown in FIG. In this case, the weighting unit 230 (in the narrow sense, the determination unit 232) determines that the immediately preceding biological frequency (the pulse frequency fHR1 illustrated in FIG. 3B) is the current body motion frequency (the body motion illustrated in FIG. 3B). It is determined whether or not the frequency fBM1) is more than ± 3 spectra, for example (step S13). Considering the relationship shown in the example of FIG. 3B, the frequency fHR1 is separated from the frequency fBM1 by nine spectra, so that step S14 can be performed.

一方、ステップS13を実施した結果、仮に、直前の生体周波数が、現在の体動周波数から例えば±3本分のスペクトル以上離れていない場合、ステップS14を実施しないで、ステップS15を実施することができる。即ち、重み付け部230は、ステップS14の重み付け処理の実施を中止し、且つ特定部240は、ステップS12で実施した現在の周波数解析の結果に基づき生体周波数を特定する(ステップS15)。このように、ステップS13の存在により、直前の生体周波数が体動周波数に近い場合、ステップS14の実施を回避することができる。   On the other hand, as a result of performing Step S13, if the immediately preceding biological frequency is not separated from the current body motion frequency by more than ± 3 spectra, for example, Step S14 may be performed without performing Step S14. it can. That is, the weighting unit 230 stops the weighting process in step S14, and the specifying unit 240 specifies the biological frequency based on the result of the current frequency analysis performed in step S12 (step S15). Thus, when the immediately preceding biological frequency is close to the body motion frequency due to the presence of step S13, the execution of step S14 can be avoided.

図5の例では、重み付け部230(狭義には、判定部232、周波数帯域決定部234、重み係数増加部236)は、過去の生体周波数の履歴に基づき重み付け処理を実施する(ステップS14)。ここでは、記憶部250には、少なくとも1つの生体周波数が記憶されていることを想定する。記憶部250に複数の生体周波数が記憶される場合、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、少なくとも2つの生体周波数の変化傾向を判定することができ、その判定結果を重み付け処理に反映させることができる。即ち、記憶部250に複数の生体周波数が記憶される場合、複数の重み付け処理手法を準備し、生体周波数の変化傾向に応じて、適正な重み付け処理手法を選択することができる。記憶部250に1つの生体周波数だけが記憶される場合、生体周波数の変化傾向とは無関係に、1つの重み付け処理手法を採用してもよい。なお、記憶部250に複数の生体周波数が記憶される場合であっても、生体周波数の変化傾向とは無関係に、1つの重み付け処理手法を採用してもよい。   In the example of FIG. 5, the weighting unit 230 (in the narrow sense, the determination unit 232, the frequency band determination unit 234, and the weighting factor increase unit 236) performs weighting processing based on the history of past biological frequencies (step S14). Here, it is assumed that the storage unit 250 stores at least one biological frequency. When a plurality of biological frequencies are stored in the storage unit 250, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the determination unit 232) can determine a change tendency of at least two biological frequencies, and the determination result is used as a weighting process. It can be reflected. That is, when a plurality of biological frequencies are stored in the storage unit 250, a plurality of weighting processing methods can be prepared, and an appropriate weighting processing method can be selected in accordance with the change tendency of the biological frequency. When only one biological frequency is stored in the storage unit 250, one weighting processing method may be adopted regardless of the change tendency of the biological frequency. Even if a plurality of biological frequencies are stored in the storage unit 250, one weighting processing method may be adopted regardless of the tendency of the biological frequency to change.

図6(A)、図6(B)は、重み付け処理を説明するための図であり、図6(A)は、図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示し、図6(B)は、図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。図6(A)には、5つの代表的なスペクトルが、周波数f15、f21、f29、f44及びf59で示されている。周波数解析の結果は、例えば0〜4[Hz]の範囲の周波数を示し、例えば、サンプリング周波数が16[Hz]であり、サンプリング点数が256であれば、周波数の分解能は、サンプリング周波数/サンプリング点数=16/256=0.0625[Hz]である。言い換えれば、1本分のスペクトルは、0.0625[Hz]の幅を持つ。ここでは、周波数f21(21本目のスペクトル)が、直前の生体周波数を示すことを想定する。重み付け部230(狭義には、周波数帯域決定部234)は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、21本目のスペクトル(直前の生体周波数f21)±例えば1本分のスペクトルに決定する(図5のステップS14)。即ち、重み付け部230(狭義には、周波数帯域決定部234)は、周波数帯域として、20本目のスペクトルから22本目のスペクトルまでの範囲に決定する。   6A and 6B are diagrams for explaining the weighting process, and FIG. 6A shows an example of a result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. 5 is performed, FIG. 6B shows an example of the result of the increased frequency analysis performed in step S14 of FIG. In FIG. 6A, five representative spectra are shown at frequencies f15, f21, f29, f44 and f59. The result of the frequency analysis indicates a frequency in the range of, for example, 0 to 4 [Hz]. For example, if the sampling frequency is 16 [Hz] and the number of sampling points is 256, the frequency resolution is the sampling frequency / number of sampling points. = 16/256 = 0.0625 [Hz]. In other words, one spectrum has a width of 0.0625 [Hz]. Here, it is assumed that the frequency f21 (21st spectrum) indicates the immediately preceding biological frequency. The weighting unit 230 (in a narrow sense, the frequency band determining unit 234) determines the spectrum of the 21st spectrum (immediately before the biological frequency f21) ±, for example, one spectrum as the frequency band assumed to exhibit the biological activity ( Step S14 in FIG. That is, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the frequency band determining unit 234) determines the frequency band from the 20th spectrum to the 22nd spectrum.

次に、重み付け部230(狭義には、重み係数増加部236)は、周波数帯域(周波数f20〜f22)に属する第1のスペクトル値の重み(重み係数)を、例えば「5」に設定し、図6(B)に示すように、第1のスペクトル値を5倍に増加する(図5のステップS14)。周波数帯域(周波数f20〜f22)に属しない第2のスペクトル値の重み(重み係数)は、例えば「1」のままである(図5のステップS14)。   Next, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the weighting factor increasing unit 236) sets the weight (weighting factor) of the first spectrum value belonging to the frequency band (frequency f20 to f22) to, for example, “5”, As shown in FIG. 6B, the first spectrum value is increased five times (step S14 in FIG. 5). The weight (weight coefficient) of the second spectrum value that does not belong to the frequency band (frequencies f20 to f22) remains, for example, “1” (step S14 in FIG. 5).

図6(A)、図6(B)の例で説明したような、直前の生体周波数±例えば1本分のスペクトルに決定する重み付け処理手法は、生体周波数の変化傾向とは無関係に、図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果に適用することができる(ステップS14)。なお、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、直前の生体周波数±2本分のスペクトルを予測してもよい(ステップS14)。   As described in the examples of FIGS. 6A and 6B, the weighting processing method for determining the last biological frequency ± for example, one spectrum is independent of the change tendency of the biological frequency. It can apply to the result of the present frequency analysis which implemented step S12 of (step S14). Note that a spectrum corresponding to ± 2 biological frequencies immediately before may be predicted as a frequency band assumed to exhibit biological activity (step S14).

図5の例のステップS14では、生体周波数の変化傾向とは無関係に、1つの重み付け処理手法を採用してもよい。代替的には、生体周波数の変化傾向に応じて、複数の重み付け処理手法の中から1つの重み付け処理手法を選択してもよい。以下に、生体周波数の変化傾向を考慮する例について、説明する。   In step S14 in the example of FIG. 5, one weighting processing method may be adopted regardless of the change tendency of the biological frequency. Alternatively, one weighting processing method may be selected from a plurality of weighting processing methods in accordance with the change tendency of the biological frequency. Below, the example which considers the change tendency of a biological frequency is demonstrated.

図7は、図5のステップS14の具体例を表すフローチャートを示す。図7の例では、重み付け部230(狭義には、判定部232)は、記憶部250に記憶される少なくとも2つの生体周波数に基づき、少なくとも2つの生体周波数の変化傾向を判定し、その判定結果を得る(ステップS21)。   FIG. 7 is a flowchart showing a specific example of step S14 in FIG. In the example of FIG. 7, the weighting unit 230 (decision unit 232 in a narrow sense) determines a change tendency of at least two biological frequencies based on at least two biological frequencies stored in the storage unit 250, and the determination result Is obtained (step S21).

ここでは、記憶部250に記憶される生体周波数のうちの最も新しい生体周波数及び2番目に新しい生体周波数に基づき、生体周波数の変化傾向を判定することを想定する。例えば、2番目に新しい生体周波数が、図6(A)に示すような周波数解析の結果の21本目のスペクトルであり、最も新しい生体周波数も、21本目のスペクトルである場合、生体周波数の変化傾向は、一定傾向である。例えば、2番目に新しい生体周波数が、20本目のスペクトルであり、最も新しい生体周波数が、21本目のスペクトルである場合、生体周波数の変化傾向は、増加傾向である。例えば、2番目に新しい生体周波数が、22本目のスペクトルであり、最も新しい生体周波数が、21本目のスペクトルである場合、生体周波数の変化傾向は、減少傾向である。   Here, it is assumed that the change tendency of the biological frequency is determined based on the newest biological frequency and the second newest biological frequency among the biological frequencies stored in the storage unit 250. For example, when the second newest biological frequency is the 21st spectrum as a result of the frequency analysis as shown in FIG. 6A, and the newest biological frequency is also the 21st spectrum, the change tendency of the biological frequency Is a certain trend. For example, when the second newest biological frequency is the 20th spectrum and the newest biological frequency is the 21st spectrum, the changing tendency of the biological frequency is increasing. For example, when the second newest biological frequency is the 22nd spectrum and the newest biological frequency is the 21st spectrum, the changing tendency of the biological frequency is decreasing.

また、ここでは、記憶部250に記憶される生体周波数のうちの最も新しい生体周波数、2番目に新しい生体周波数及び3番目に新しい生体周波数に基づき、生体周波数の変化傾向を判定することを想定することもできる。例えば、2番目に新しい生体周波数が3番目に新しい生体周波数よりも高く、且つ最も新しい生体周波数が2番目に新しい生体周波数よりも高い場合、生体周波数の変化傾向は、増加傾向である。例えば、2番目に新しい生体周波数が3番目に新しい生体周波数よりも低く、且つ最も新しい生体周波数が2番目に新しい生体周波数よりも低い場合、生体周波数の変化傾向は、減少傾向である。例えば、その他の場合、生体周波数の変化傾向は、一定傾向である。   Further, here, it is assumed that the trend of change in the biological frequency is determined based on the newest biological frequency, the second newest biological frequency, and the third newest biological frequency among the biological frequencies stored in the storage unit 250. You can also For example, when the second newest biological frequency is higher than the third newest biological frequency and the newest biological frequency is higher than the second newest biological frequency, the changing tendency of the biological frequency is increasing. For example, when the second newest biological frequency is lower than the third newest biological frequency and the newest biological frequency is lower than the second newest biological frequency, the changing tendency of the biological frequency is decreasing. For example, in other cases, the changing tendency of the biological frequency is a constant tendency.

図7の例では、ステップS21の判定結果に基づき、重み付け部230(狭義には、周波数帯域決定部234)は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域を決定する(ステップS22)。生体周波数の変化傾向が一定傾向であれば、例えば、図6(B)で示すような周波数帯域(直前の生体周波数±1本分のスペクトル)を決定する。生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、例えば、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、直前の生体周波数+2本分のスペクトルを決定する。生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、例えば、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、直前の生体周波数−2本分のスペクトルを決定する。   In the example of FIG. 7, based on the determination result of step S21, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the frequency band determining unit 234) determines a frequency band that is assumed to exhibit life activity (step S22). If the change tendency of the biological frequency is a constant tendency, for example, a frequency band (a spectrum corresponding to the previous biological frequency ± 1) as shown in FIG. 6B is determined. If the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, for example, a spectrum corresponding to +2 biological frequencies immediately before is determined as a frequency band assumed to exhibit biological activity. If the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, for example, a spectrum corresponding to -2 biological frequencies immediately before is determined as a frequency band assumed to exhibit biological activity.

図8(A)、図8(B)は、生体周波数の変化傾向が増加傾向を示す時の重み付け処理を説明するための図であり、図8(A)は、図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示し、図8(B)は、図7のステップS22及びS23(図5のステップS14)を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。図8(A)には、3つの代表的なスペクトルが、周波数f23、f28及びf45で示されている。ここでは、27本目のスペクトルが、直前の生体周波数を示すことを想定する。生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、例えば、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、図8(B)で示すような周波数帯域(27本目のスペクトル(直前の生体周波数f27)〜29本目のスペクトル)を決定する(図7のステップS22)。   8A and 8B are diagrams for explaining the weighting process when the change tendency of the biological frequency shows an increase tendency, and FIG. 8A performs Step S12 of FIG. FIG. 8B shows an example of the result of the increased frequency analysis performed in steps S22 and S23 of FIG. 7 (step S14 of FIG. 5). In FIG. 8A, three representative spectra are shown at frequencies f23, f28 and f45. Here, it is assumed that the 27th spectrum indicates the immediately preceding biological frequency. If the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, for example, as a frequency band assumed to exhibit biological activity, a frequency band as shown in FIG. 8B (27th spectrum (immediate biological frequency f27) to 29th spectrum) is determined (step S22 in FIG. 7).

図9(A)、図9(B)は、生体周波数の変化傾向が減少傾向を示す時の重み付け処理を説明するための図であり、図9(A)は、図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示し、図9(B)は、図7のステップS22及びS23(図5のステップS14)を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。図9(A)には、5つの代表的なスペクトルが、周波数f14、f25、f29、f43及びf58で示されている。ここでは、26本目のスペクトルが、直前の生体周波数を示すことを想定する。生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、例えば、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、図9(B)で示すような周波数帯域(24本目のスペクトル〜26本目のスペクトル(直前の生体周波数f26)を決定する(図7のステップS22)。   9A and 9B are diagrams for explaining the weighting process when the change tendency of the biological frequency shows a decreasing tendency, and FIG. 9A performs Step S12 of FIG. 9B shows an example of the result of the current frequency analysis, and FIG. 9B shows an example of the result of the increased frequency analysis in which steps S22 and S23 of FIG. 7 (step S14 of FIG. 5) are performed. In FIG. 9A, five typical spectra are shown at frequencies f14, f25, f29, f43 and f58. Here, it is assumed that the 26th spectrum indicates the immediately preceding biological frequency. If the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, for example, as a frequency band assumed to exhibit a biological activity, a frequency band (24th spectrum to 26th spectrum (the immediately preceding spectrum) as shown in FIG. 9B) is used. The biological frequency f26) is determined (step S22 in FIG. 7).

図7の例では、ステップS21の判定結果に基づき、重み付け部230(狭義には、重み係数増加部236)は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重み(重み係数)を増加する(ステップS23)。生体周波数の変化傾向が一定傾向であれば、例えば、図6(B)で示すように、周波数帯域(周波数f20〜f22)に属する第1のスペクトル値を5倍に増加する。生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、例えば、図8(B)で示すように、周波数帯域(周波数f27〜f29)に属する第1のスペクトル値を5×1.5=7.5倍に増加する。即ち、生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、生体周波数の変化傾向が一定傾向である5倍よりもさらに増加する。生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、例えば、図9(B)で示すように、周波数帯域(周波数f24〜f26)に属する第1のスペクトル値を5×1.5=7.5倍に増加する。即ち、生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、生体周波数の変化傾向が一定傾向である5倍よりもさらに増加する。   In the example of FIG. 7, based on the determination result of step S21, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the weighting factor increasing unit 236) weights the first spectral value belonging to the frequency band assumed to exhibit biological activity ( (Weighting coefficient) is increased (step S23). If the change tendency of the biological frequency is constant, for example, as shown in FIG. 6B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequency f20 to f22) is increased five times. If the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, for example, as shown in FIG. 8B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequency f27 to f29) is multiplied by 5 × 1.5 = 7.5 times. To increase. That is, if the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, the change tendency of the biological frequency is further increased from 5 times that is a constant tendency. If the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, for example, as shown in FIG. 9B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequency f24 to f26) is 5 × 1.5 = 7.5 times. To increase. That is, if the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, the change tendency of the biological frequency is further increased from 5 times that is a constant tendency.

なお、図7のステップS22を変形してもよい。言い換えれば、ステップS21の判定結果と無関係に、重み付け部230(狭義には、周波数帯域決定部234)は、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として、常に、例えば、図6(B)で示すような周波数帯域(直前の生体周波数±1本分のスペクトル)を決定してもよい。このような場合であっても、生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、例えば、重み付け部230(狭義には、重み係数増加部236)は、図8(B)の例を以下のように変更してもよい。周波数f26、f27に属する第1のスペクトル値を5倍に増加し、周波数f28に属する第1のスペクトル値を5×1.5=7.5倍に増加してもよい(ステップS23)。また、生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、例えば、重み付け部230(狭義には、重み係数増加部236)は、図9(B)の例を以下のように変更してもよい。周波数f25に属する第1のスペクトル値を5×1.5=7.5倍に増加し、周波数f26、f27に属する第1のスペクトル値を5倍に増加してもよい(ステップS23)。   Note that step S22 in FIG. 7 may be modified. In other words, regardless of the determination result of step S21, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the frequency band determination unit 234) always uses, for example, FIG. 6B as a frequency band assumed to exhibit a biological activity. A frequency band (a spectrum corresponding to the immediately preceding biological frequency ± 1) may be determined. Even in such a case, if the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, for example, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the weighting factor increasing unit 236), the example of FIG. You may change to The first spectrum value belonging to the frequencies f26 and f27 may be increased five times, and the first spectrum value belonging to the frequency f28 may be increased 5 × 1.5 = 7.5 times (step S23). Further, if the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, for example, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the weighting factor increasing unit 236) may change the example of FIG. 9B as follows. The first spectrum value belonging to the frequency f25 may be increased 5 × 1.5 = 7.5 times, and the first spectrum value belonging to the frequencies f26 and f27 may be increased five times (step S23).

また、図7のステップS23を変形してもよい。言い換えれば、ステップS21の判定結果と無関係に、重み付け部230(狭義には、重み係数増加部236)は、常に、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値を例えば、5倍に増加してもよい。生体周波数の変化傾向が増加傾向であれば、ステップS23で、例えば、図8(B)で示すように、周波数帯域(周波数f27〜f29)が設定され、その後、周波数帯域(周波数f27〜f29)に属する第1のスペクトル値を5倍に増加してもよい。また、生体周波数の変化傾向が減少傾向であれば、ステップS23で、例えば、図9(B)で示すように、周波数帯域(周波数f24〜f26)が設定され、その後、周波数帯域(周波数f24〜f26)に属する第1のスペクトル値を5倍に増加してもよい。   Further, step S23 in FIG. 7 may be modified. In other words, regardless of the determination result of step S21, the weighting unit 230 (in a narrow sense, the weighting factor increasing unit 236) always uses the first spectrum value belonging to the frequency band assumed to exhibit biological activity, for example, You may increase 5 times. If the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, as shown in FIG. 8B, for example, a frequency band (frequency f27 to f29) is set in step S23, and then the frequency band (frequency f27 to f29) is set. The first spectral value belonging to may be increased by a factor of five. If the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, for example, as shown in FIG. 9B, a frequency band (frequency f24 to f26) is set in step S23, and then the frequency band (frequency f24 to f26) is set. The first spectral value belonging to f26) may be increased by a factor of five.

前述の通り、図5のステップS14は、図7のステップS22及びS23を実施することもでき、図7のステップS22及びS23の変形を実施することもできる。図5のステップS14の実施方法は、様々な手法を用いることができるが、以下に、ステップS22の要点を述べる。   As described above, step S14 of FIG. 5 can also implement steps S22 and S23 of FIG. 7, and can also perform modifications of steps S22 and S23 of FIG. Although various methods can be used as the method of implementing step S14 in FIG. 5, the main points of step S22 will be described below.

ステップS21の実施により、記憶部250に記憶される少なくとも2つの生体周波数の増加傾向を示す場合、周波数帯域決定部234で決定される周波数帯域は、少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数を含む(ステップS22)。また、この周波数帯域は、図5のステップS12で実施した現在の周波数解析の結果の複数の周波数(例えば、0〜4[Hz]の範囲)のうちの最も新しい生体周波数よりも高い少なくとも1つの高周波側の周波数を含む(ステップS22)。   When the increase of at least two biological frequencies stored in the storage unit 250 is indicated by the execution of step S21, the frequency band determined by the frequency band determination unit 234 is the newest biological frequency of at least two biological frequencies. (Step S22). In addition, this frequency band is at least one higher than the newest biological frequency among a plurality of frequencies (for example, a range of 0 to 4 [Hz]) as a result of the current frequency analysis performed in step S12 of FIG. The frequency on the high frequency side is included (step S22).

ステップS21の実施により、記憶部250に記憶される少なくとも2つの生体周波数の減少傾向を示す場合、周波数帯域決定部234で決定される周波数帯域は、少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数を含む(ステップS22)。また、この周波数帯域は、図5のステップS12で実施した現在の周波数解析の結果の複数の周波数(例えば、0〜4[Hz]の範囲)のうちの最も新しい生体周波数よりも低い少なくとも1つの高周波側の周波数を含む(ステップS22)。   When the reduction frequency of at least two biological frequencies stored in the storage unit 250 is shown by performing step S21, the frequency band determined by the frequency band determination unit 234 is the newest biological frequency of at least two biological frequencies. (Step S22). In addition, this frequency band is at least one lower than the newest biological frequency among a plurality of frequencies (for example, a range of 0 to 4 [Hz]) as a result of the current frequency analysis performed in step S12 of FIG. The frequency on the high frequency side is included (step S22).

このように、生体周波数の変化傾向に応じて、周波数帯域をより適切に設定することができる。即ち、生体周波数の変化傾向が増加傾向である場合、次の生体周波数は、前の生体周波数よりも高周波側にシフトする又は前の周波数と同じである可能性が高く、前の周波数及び高周波側の周波数を、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として設定することができる。他方、生体周波数の変化傾向が減少傾向である場合、次の生体周波数は、前の生体周波数よりも低周波側にシフトする又は前の周波数と同じである可能性が高く、前の周波数)及び低周波側の周波数を、生体活動を呈すると想定される周波数帯域として設定することができる。   Thus, the frequency band can be set more appropriately according to the change tendency of the biological frequency. That is, when the change tendency of the biological frequency is an increasing tendency, the next biological frequency is likely to be shifted to the higher frequency side than the previous biological frequency or the same as the previous frequency. This frequency can be set as a frequency band that is assumed to exhibit life activity. On the other hand, if the change tendency of the biological frequency is a decreasing tendency, the next biological frequency is likely to be shifted to a lower frequency side than the previous biological frequency or the same as the previous frequency, the previous frequency) and The frequency on the low frequency side can be set as a frequency band that is assumed to exhibit life activity.

図5の例では、特定部240は、現在の生体周波数を特定する(ステップS15)。例えば、図6(B)の例では、周波数f21(21本目のスペクトル)が、直前の生体周波数を示す状態で、特定部240は、現在の生体周波数として、最も大きい値であるスペクトル値の周波数f21を特定する(ステップS15)。例えば、図8(B)の例では、周波数f27(27本目のスペクトル)が、直前の生体周波数を示す状態で、特定部240は、現在の生体周波数として、最も大きい値であるスペクトル値の周波数f28を特定する(ステップS15)。例えば、図9(B)の例では、周波数f26(26本目のスペクトル)が、直前の生体周波数を示す状態で、特定部240は、現在の生体周波数として、最も大きい値であるスペクトル値の周波数f25を特定する(ステップS15)。   In the example of FIG. 5, the specifying unit 240 specifies the current biological frequency (step S15). For example, in the example of FIG. 6B, in the state where the frequency f21 (the 21st spectrum) indicates the immediately preceding biological frequency, the specifying unit 240 sets the frequency of the spectrum value that is the largest value as the current biological frequency. f21 is specified (step S15). For example, in the example of FIG. 8B, in the state where the frequency f27 (the 27th spectrum) indicates the immediately preceding biological frequency, the specifying unit 240 sets the frequency of the spectrum value that is the largest value as the current biological frequency. f28 is specified (step S15). For example, in the example of FIG. 9B, in the state where the frequency f26 (the 26th spectrum) indicates the immediately preceding biological frequency, the specifying unit 240 sets the frequency of the spectrum value that is the largest value as the current biological frequency. f25 is specified (step S15).

図5の例では、記憶部250は、生体周波数の履歴を更新する(ステップS16)。具体的には、記憶部250は、ステップS15で特定された生体周波数を記憶し、この記憶されたばかりの最も新しい生体周波数が、直前の生体周波数になる。   In the example of FIG. 5, the storage unit 250 updates the history of the biological frequency (step S16). Specifically, the storage unit 250 stores the biological frequency specified in step S15, and the most recently stored biological frequency becomes the immediately preceding biological frequency.

図5の例では、生体情報処理装置は、ステップS11〜S16の処理を中止するか否かを判定する(ステップS17)。例えば、ユーザーによって図示しないストップボタンが押されることにより、生体情報処理装置は、ステップS11〜S16の処理を中止する。言い換えれば、ユーザーによって図示しないストップボタンが押されるまでの間、生体情報処理装置は、ステップS11〜S16の処理を繰り返す。代替的に、生体情報処理装置は、例えば6分間(広義には、所与の期間)だけ、ステップS11〜S16の処理を繰り返してもよく、所与の期間を経過した後に、ステップS11〜S16の処理を自動的に中止してもよい。   In the example of FIG. 5, the biological information processing apparatus determines whether to stop the processes in steps S11 to S16 (step S17). For example, when the user presses a stop button (not shown), the biological information processing apparatus stops the processes in steps S11 to S16. In other words, the biological information processing apparatus repeats the processes of steps S11 to S16 until a stop button (not shown) is pressed by the user. Alternatively, the biological information processing apparatus may repeat the processes of steps S11 to S16 for, for example, 6 minutes (given period in a broad sense), and after steps S11 to S16 have elapsed after the given period. The process may be automatically canceled.

1.5 第2の構成例
図10は、図1の生体情報処理装置の具体的な他の構成例を示す。図10の例では、図4の例と同様に、重み付け部230が具体化されているが、生体情報処理装置の具体的な構成例は、図10に限定されない。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。加えて、図10の例では、生体情報処理装置は、換算部260等の追加の構成を含む。生体情報処理装置は、追加の構成の一部を省略してもよい。なお、図1の取得部210及び解析部220は、図10の例において、それぞれ第1の取得部及び第1の解析部と呼ぶ。
1.5 Second Configuration Example FIG. 10 shows another specific configuration example of the biological information processing apparatus of FIG. In the example of FIG. 10, the weighting unit 230 is embodied as in the example of FIG. 4, but a specific configuration example of the biological information processing apparatus is not limited to FIG. 10. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as the structural example mentioned above, and the description is abbreviate | omitted. In addition, in the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus includes an additional configuration such as a conversion unit 260. The biological information processing apparatus may omit a part of the additional configuration. The acquisition unit 210 and the analysis unit 220 in FIG. 1 are referred to as a first acquisition unit and a first analysis unit, respectively, in the example of FIG.

図10に示される第2の構成例では、追加の構成として、例えば、第1のセンサー部200及び第2のセンサー部300も含んでおり、2つのセンサー(例えば、脈拍センサー及び加速度センサーの組み合わせ等)を併用している。また、第2の構成例では、第2のセンサー部300に対応する第2の取得部310及び第2の解析部320も含むことができる。これらの追加の構成の詳細な説明は、後述するが、第2のセンサー部300の存在により、体動スペクトル(広義には、ノイズ)を特定し、それを除去又は低減することができる。これにより、特定部240は、生体周波数をより正確に特定することができる。   In the second configuration example shown in FIG. 10, as an additional configuration, for example, a first sensor unit 200 and a second sensor unit 300 are also included, and two sensors (for example, a combination of a pulse sensor and an acceleration sensor) are included. Etc.). In the second configuration example, a second acquisition unit 310 and a second analysis unit 320 corresponding to the second sensor unit 300 can also be included. Although a detailed description of these additional configurations will be described later, the presence of the second sensor unit 300 can identify a body motion spectrum (noise in a broad sense) and remove or reduce it. Thereby, the specific | specification part 240 can specify a biological frequency more correctly.

図10の例では、生体情報処理装置は、特定部240によって特定された生体周波数を脈拍数又は心拍数(広義には、生体情報)に換算する換算部260を含む。上述の通り、図6(B)の例における周波数の分解能は、例えば、サンプリング周波数/サンプリング点数=16/256=0.0625[Hz]である。脈拍数又は心拍数は、一般には、1分間の拍動の数[bpm]で表される。そこで、換算部260は、特定部240によって特定された生体周波数を例えば60倍に増加する。具体的には、21本目のスペクトルが、現在の生体周波数である場合、換算部260は、生体周波数f21に基づき、脈拍数又は心拍数として、21×0.0625×60=78.75[bpm]を算出する。なお、換算部260は、脈拍数又は心拍数の小数点以下の数字(端数)を切り捨ててもよく、代替的に、端数が0.5未満なら切り捨て、端数が0.5以上なら切り上げてもよい。   In the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus includes a conversion unit 260 that converts the biological frequency specified by the specifying unit 240 into a pulse rate or a heart rate (biological information in a broad sense). As described above, the frequency resolution in the example of FIG. 6B is, for example, sampling frequency / number of sampling points = 16/256 = 0.0625 [Hz]. The pulse rate or heart rate is generally represented by the number of beats per minute [bpm]. Therefore, the conversion unit 260 increases the biological frequency specified by the specifying unit 240, for example, 60 times. Specifically, when the 21st spectrum is the current biological frequency, the conversion unit 260 calculates 21 × 0.0625 × 60 = 78.75 [bpm as the pulse rate or heart rate based on the biological frequency f21. ] Is calculated. Note that the conversion unit 260 may round off the pulse rate or a number (fractional number) after the decimal point of the heart rate. Alternatively, if the fractional value is less than 0.5, the conversion unit 260 may round down the figure. .

なお、換算部260は、生体情報として例えば歩数を算出してもよい。歩数は、一般には、計測期間における歩数の総和で表される。例えば、16秒分の信号に基づき歩数周波数が特定され、計測期間が16×N[sec]である場合、換算部260は、計測期間の歩数として、例えば、(1回目の歩数周波数+2回目の歩数周波数+・・・+N回目の歩数周波数)×16を算出する。換算部260が歩数を算出する場合、生体情報処理装置は、歩数計と呼ぶことができ換算部260が脈拍数又は心拍数を算出する場合、生体情報処理装置は、脈拍計又は心拍計と呼ぶことができる。   Note that the conversion unit 260 may calculate, for example, the number of steps as the biological information. The number of steps is generally represented by the total number of steps in the measurement period. For example, when the step frequency is specified based on the signal for 16 seconds and the measurement period is 16 × N [sec], the conversion unit 260 may, for example, (first step frequency + second time) as the number of steps in the measurement period. Step frequency +... + Nth step frequency) × 16. When the conversion unit 260 calculates the number of steps, the biological information processing apparatus can be called a pedometer, and when the conversion unit 260 calculates the pulse rate or heart rate, the biological information processing apparatus is called a pulse meter or heart rate monitor. be able to.

図10の例で示されるように、生体情報処理装置は、換算部260によって換算された脈拍数又は心拍数(広義には、生体情報)を表示する表示部270を含むことができる。表示部270は、例えば液晶パネル、LEDパネル等で構成することができる。なお、換算部260によって換算された脈拍数又は心拍数(広義には、生体情報)は、記憶部250に記憶されてもよく、記憶部250に記憶される脈拍数又は心拍数(広義には、生体情報)を外部の装置(図示せず)で読み出してもよい。   As shown in the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus can include a display unit 270 that displays the pulse rate or heart rate (biological information in a broad sense) converted by the conversion unit 260. The display unit 270 can be configured by a liquid crystal panel, an LED panel, or the like, for example. The pulse rate or heart rate (biological information in a broad sense) converted by the conversion unit 260 may be stored in the storage unit 250, and the pulse rate or heart rate (in a broad sense) stored in the storage unit 250. , Biological information) may be read by an external device (not shown).

図10の例で示されるように、生体情報処理装置は、例えば、操作ボタン、タッチパネル等で構成される入力部280を含むことができる。入力部280は、ユーザーの操作情報を入力する。生体情報処理装置が、入力部280として、例えば有効ボタン、無効ボタン等の操作ボタンを含む場合、ユーザーが有効ボタンを押すことにより、生体情報処理装置の処理(例えば、重み付け部230の処理)を有効化することができる。また、ユーザーが無効ボタンを押すことにより、生体情報処理装置の処理(例えば、重み付け部230の処理)を無効化することができる。   As illustrated in the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus can include an input unit 280 configured with, for example, operation buttons, a touch panel, and the like. The input unit 280 inputs user operation information. When the biometric information processing apparatus includes, for example, operation buttons such as an effective button and an invalid button as the input unit 280, the process of the biometric information processing apparatus (for example, the processing of the weighting unit 230) is performed when the user presses the effective button. Can be activated. Further, when the user presses the invalid button, the process of the biological information processing apparatus (for example, the process of the weighting unit 230) can be invalidated.

図10の例で示されるように、生体情報処理装置は、信号処理部290を含むことができる。例えば図6(A)で示されるように、スペクトル分布は、脈拍スペクトル(周波数f21)だけでなく、ノイズである体動スペクトル(周波数f15)、2倍体動スペクトル(周波数f29)、3倍体動スペクトル(周波数f44)及び4倍体動スペクトル(周波数f59)を含む。そこで、生体情報処理装置は、信号処理部290を含むことにより、体動スペクトルを除去又は低減することができる。   As shown in the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus can include a signal processing unit 290. For example, as shown in FIG. 6A, the spectrum distribution includes not only the pulse spectrum (frequency f21) but also the body motion spectrum (frequency f15), diploid motion spectrum (frequency f29), and triploid which are noises. A dynamic spectrum (frequency f44) and a tetraploid dynamic spectrum (frequency f59) are included. Therefore, the biological information processing apparatus can remove or reduce the body motion spectrum by including the signal processing unit 290.

信号処理部290は、例えば、FIRフィルター等の適応フィルターで構成することができる。信号処理部290は、第1の取得部210で取得される第1の信号及び第2の取得部310で取得される第2の信号を適応フィルターに入力し、ノイズが除去又は低減されたフィルター出力信号を生成する。図5のステップS12において、図10の第1の解析部220は、信号処理部290からのフィルター出力信号を周波数解析することができる。   The signal processing unit 290 can be configured by an adaptive filter such as an FIR filter, for example. The signal processing unit 290 inputs the first signal acquired by the first acquisition unit 210 and the second signal acquired by the second acquisition unit 310 to an adaptive filter, and a filter in which noise is removed or reduced Generate an output signal. 5, the first analysis unit 220 in FIG. 10 can perform frequency analysis on the filter output signal from the signal processing unit 290.

図11(A)、図11(B)は、図10の信号処理部290を利用する重み付け処理を説明するための図である。図11(A)は、信号処理部290を利用する図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す一方、図6(A)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す。図11(B)は、信号処理部290を利用する図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す一方、図6(B)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。   FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams for describing weighting processing using the signal processing unit 290 of FIG. FIG. 11A shows an example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 6A does not use the signal processing unit 290. An example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. FIG. 11B shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 6B does not use the signal processing unit 290. 5 shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of 5 is performed.

図11(A)に示されるように、周波数f15(体動スペクトル)のスペクトル値は、信号処理部290によって大きく減少する。なお、図11(B)の例では、周波数帯域(周波数f20〜f22)に属する第1のスペクトル値は、例えば2倍に増加されている。   As shown in FIG. 11A, the spectrum value of the frequency f15 (body motion spectrum) is greatly reduced by the signal processing unit 290. In the example of FIG. 11B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequencies f20 to f22) is increased, for example, twice.

図12(A)、図12(B)は、生体周波数の変化傾向が増加傾向を示す時の図10の信号処理部290を利用する重み付け処理を説明するための図である。図12(A)は、信号処理部290を利用する図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す一方、図8(A)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す。図12(B)は、信号処理部290を利用する図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す一方、図8(B)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。   FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining the weighting process using the signal processing unit 290 of FIG. 10 when the change tendency of the biological frequency shows an increasing tendency. 12A shows an example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 8A does not use the signal processing unit 290. An example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. FIG. 12B shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 8B does not use the signal processing unit 290. 5 shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of 5 is performed.

図12(A)に示されるように、周波数f23(体動スペクトル)のスペクトル値は、信号処理部290によって大きく減少する。なお、図12(B)の例では、周波数帯域(周波数f27〜f29)に属する第1のスペクトル値は、例えば2×1.5=3倍に増加されている。   As shown in FIG. 12A, the spectrum value of the frequency f23 (body motion spectrum) is greatly reduced by the signal processing unit 290. In the example of FIG. 12B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequencies f27 to f29) is increased by 2 × 1.5 = 3 times, for example.

図13(A)、図13(B)は、生体周波数の変化傾向が減少傾向を示す時の図10の信号処理部290を利用する重み付け処理を説明するための図である。図13(A)は、信号処理部290を利用する図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す一方、図9(A)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS12を実施した現在の周波数解析の結果の一例を示す。図13(B)は、信号処理部290を利用する図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す一方、図9(B)は、信号処理部290を利用しない図5のステップS14を実施した増大された周波数解析の結果の一例を示す。   FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the weighting process using the signal processing unit 290 of FIG. 10 when the change tendency of the biological frequency shows a decreasing tendency. FIG. 13A shows an example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 9A does not use the signal processing unit 290. An example of the result of the current frequency analysis in which step S12 of FIG. FIG. 13B shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of FIG. 5 using the signal processing unit 290 is performed, while FIG. 9B does not use the signal processing unit 290. 5 shows an example of the result of the increased frequency analysis in which step S14 of 5 is performed.

図13(A)に示されるように、周波数f14(体動スペクトル)のスペクトル値は、信号処理部290によって大きく減少する。なお、図13(B)の例では、周波数帯域(周波数f24〜f26)に属する第1のスペクトル値は、例えば2×1.5=3倍に増加されている。   As shown in FIG. 13A, the spectrum value of the frequency f14 (body motion spectrum) is greatly reduced by the signal processing unit 290. In the example of FIG. 13B, the first spectrum value belonging to the frequency band (frequencies f24 to f26) is increased by 2 × 1.5 = 3 times, for example.

図14は、第1の取得部210が取得する信号の説明図を示す。第1の取得部210は、例えば16秒分の生体情報を有する信号(広義には、脈拍情報を有する波形データ)を取得する。図14に示すように、第1の取得部210は、0〜16[sec]の範囲の第1の波形データを取得した後、第2〜第Mの波形データを4秒毎に取り込むことができる。隣接する複数の波形データ(例えば、第1の波形データ及び第2の波形データ)が共通データ(例えば、4〜16[sec]の波形データ)を有することにより、例えば4秒毎に脈拍数を計測することができる。なお、第2の取得部310も、例えば16秒分の信号を例えば4秒毎に取得することができる。   FIG. 14 is an explanatory diagram of signals acquired by the first acquisition unit 210. The first acquisition unit 210 acquires, for example, a signal having biological information for 16 seconds (waveform data having pulse information in a broad sense). As illustrated in FIG. 14, the first acquisition unit 210 acquires the first waveform data in the range of 0 to 16 [sec], and then captures the second to Mth waveform data every 4 seconds. it can. When a plurality of adjacent waveform data (for example, the first waveform data and the second waveform data) have common data (for example, waveform data of 4 to 16 [sec]), for example, the pulse rate is changed every 4 seconds. It can be measured. The second acquisition unit 310 can also acquire a signal for 16 seconds, for example, every 4 seconds.

図14に示すように、隣接する複数の波形データが共通データを有する場合、解析部220によって得られる脈拍スペクトルは、明確なスペクトルでないこともある。例えば、ユーザーがジョギングを開始し、脈拍数又は心拍数が上昇している場合、脈拍周波数も、上昇する。従って、脈拍周波数(広義には、生体周波数)が増加傾向を示す場合、解析部220によって得られる脈拍スペクトルは、例えば2本分のスペクトルに分散することもある。脈拍スペクトルが複数本分のスペクトルに分散すると、複数本分のスペクトルの各々は、小さいスペクトル値を有することもある。このような場合、特定部240が脈拍スペクトルを特定することは困難である。これを回避するために、図7のステップS23では、脈拍周波数(広義には、生体周波数)の変化傾向に応じて、生体活動を呈すると想定される周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重み(重み係数)の倍率を変更することができる。上述のように、生体周波数の変化傾向が増加傾向又は減少傾向を示す時の第1のスペクトル値の重み(重み係数)は、生体周波数の変化傾向が一定傾向を示す時の第1のスペクトル値の重み(重み係数)の例えば1.5倍に設定することができる。   As shown in FIG. 14, when a plurality of adjacent waveform data have common data, the pulse spectrum obtained by the analysis unit 220 may not be a clear spectrum. For example, if the user starts jogging and the pulse rate or heart rate is rising, the pulse frequency will also increase. Therefore, when the pulse frequency (biological frequency in a broad sense) shows an increasing tendency, the pulse spectrum obtained by the analysis unit 220 may be dispersed into, for example, two spectra. When the pulse spectrum is dispersed into a plurality of spectra, each of the plurality of spectra may have a small spectral value. In such a case, it is difficult for the specifying unit 240 to specify the pulse spectrum. In order to avoid this, in step S23 of FIG. 7, the weight of the first spectral value belonging to the frequency band assumed to exhibit the biological activity according to the change tendency of the pulse frequency (biological frequency in a broad sense). The magnification of (weighting factor) can be changed. As described above, the weight (weighting factor) of the first spectrum value when the change tendency of the biological frequency shows an increase tendency or a decrease tendency is the first spectrum value when the change tendency of the biological frequency shows a constant tendency. For example, 1.5 times the weight (weighting factor).

図10の例で示されるように、生体情報処理装置は、第1のセンサー部200を含むことができる。第1のセンサー部200は、脈拍センサー等の生体センサーで構成することができる。また、生体情報処理装置は、第2のセンサー部300を含むことができる。第2のセンサー部300は、例えば3軸(X軸、Y軸及びZ軸)の加速度を検出する加速度センサー等の体動センサーで構成することができる。第2の取得部310は、第1の取得部210の脈拍信号(第1の信号)の取得タイミングと同期して、例えば16秒分の加速度信号等の体動信号(第2の信号)を取得することができる。   As shown in the example of FIG. 10, the biological information processing apparatus can include a first sensor unit 200. The first sensor unit 200 can be configured with a biological sensor such as a pulse sensor. In addition, the biological information processing apparatus can include the second sensor unit 300. The second sensor unit 300 can be configured by a body motion sensor such as an acceleration sensor that detects acceleration of three axes (X axis, Y axis, and Z axis), for example. The second acquisition unit 310 synchronizes with the acquisition timing of the pulse signal (first signal) of the first acquisition unit 210, for example, a body motion signal (second signal) such as an acceleration signal for 16 seconds. Can be acquired.

第2の取得部310で取得される加速度信号等の体動信号(第2の信号)は、信号処理部290で用いられるだけでなく、第2の解析部320で用いることもできる。第2の解析部320は、体動信号を周波数解析する。第2の解析部320は、体動情報を有する信号(例えば、加速度センサーにおいて生成される加速度信号)を例えば高速フーリエ変換(広義には、拡散フーリエ変換)によって周波数解析する。これにより、第2の解析部320は、体動スペクトルを算出することができる。体動スペクトルは、図5のステップS13で利用することができる。   A body motion signal (second signal) such as an acceleration signal acquired by the second acquisition unit 310 can be used not only by the signal processing unit 290 but also by the second analysis unit 320. The second analysis unit 320 performs frequency analysis on the body motion signal. The second analysis unit 320 performs frequency analysis on a signal having body motion information (for example, an acceleration signal generated in the acceleration sensor) by, for example, fast Fourier transform (diffusion Fourier transform in a broad sense). Thereby, the 2nd analysis part 320 can calculate a body motion spectrum. The body motion spectrum can be used in step S13 of FIG.

2 電子機器
脈拍計等の生体情報測定装置(広義には、生体情報処理装置)は、時計、携帯電話、ページャー、パーソナルコンピューター等の電子機器に組み込まれてもよく、又は電子機器と組み合わせてもよい。生体情報処理装置の一部、例えば図10の第1の解析部220、第2の解析部320、重み付け部230、特定部240、記憶部250、換算部260等は、例えば生体情報処理装置を組み込む電子機器のMPU(Micro Processing Unit)で構成してもよい。
2 Electronic equipment A biological information measuring device (biological information processing device in a broad sense) such as a pulsometer may be incorporated in an electronic device such as a clock, a mobile phone, a pager, a personal computer, or combined with an electronic device Good. A part of the biological information processing device, for example, the first analysis unit 220, the second analysis unit 320, the weighting unit 230, the specifying unit 240, the storage unit 250, the conversion unit 260, and the like of FIG. You may comprise with the MPU (Micro Processing Unit) of the electronic device to incorporate.

図15(A)、図15(B)は、図1等の生体情報処理装置を含む腕時計(広義には、電子機器)の外観例である。図15(A)に示されるように、腕時計(広義には、手首装着型の生体情報処理装置)は、腕時計を被検査体(ユーザー)の腕(狭義には、手首)に取り付け可能なリストバンド150をさらに含むことができる。図15(A)の例において、生体情報は、脈拍数であり、例えば「72」が示されている。また、腕時計は、時刻(例えば、午前8時15分)も示している。また、図15(B)に示されるように、腕時計の裏蓋に例えば開口部が設けられ、開口部に例えば図10の第1のセンサー部200(狭義には、脈拍センサー)が対応する。図15(B)の例において、リストバンド150等は、省略されている。   15A and 15B are external views of a wristwatch (electronic device in a broad sense) including the biological information processing apparatus of FIG. As shown in FIG. 15A, a wristwatch (in a broad sense, a wrist-worn biological information processing device) is a list that can attach a wristwatch to an arm (a wrist in a narrow sense) of a subject (user). A band 150 may further be included. In the example of FIG. 15A, the biological information is a pulse rate, for example, “72”. The wristwatch also indicates the time (for example, 8:15 am). Further, as shown in FIG. 15B, for example, an opening is provided in the back cover of the wristwatch, and the opening corresponds to, for example, the first sensor unit 200 (in a narrow sense, a pulse sensor) in FIG. In the example of FIG. 15B, the wristband 150 and the like are omitted.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings.

150 リストバンド、 200 第1のセンサー部、
210 取得部(第1の取得部)、 220 解析部(第1の解析部)、
230 重み付け部、 232 判定部、 234 周波数帯域決定部、
236 重み係数増加部、 240 特定部、 250 記憶部、 260 換算部、
270 表示部、 280 入力部、 290 信号処理部、
300 第2のセンサー部、 310 第2の取得部、 320 第2の解析部
150 wristbands, 200 first sensor section,
210 acquisition unit (first acquisition unit), 220 analysis unit (first analysis unit),
230 weighting unit, 232 determination unit, 234 frequency band determination unit,
236 weight coefficient increasing unit, 240 specifying unit, 250 storage unit, 260 conversion unit,
270 display unit, 280 input unit, 290 signal processing unit,
300 second sensor unit, 310 second acquisition unit, 320 second analysis unit

Claims (8)

生体情報を有する信号を取得する取得部と、
前記信号を周波数解析して、複数の周波数に対応する複数のスペクトル値を算出する解析部と、
生体活動を呈すると想定される周波数帯域に基づき重み付け処理を前記複数のスペクトル値に実施する重み付け部と、
前記重み付け部によって前記重み付け処理を実施された後の前記複数のスペクトル値に基づき前記複数の周波数のうちの1つの周波数を生体周波数として特定する特定部と、を含み、
前記重み付け部は、前記周波数帯域に属する第1のスペクトル値の重みを、前記複数のスペクトル値から前記第1のスペクトル値を除く第2のスペクトル値の重みよりも、大きく評価することを特徴とする生体情報処理装置。
An acquisition unit for acquiring a signal having biological information;
Analyzing the frequency of the signal and calculating a plurality of spectral values corresponding to a plurality of frequencies;
A weighting unit for performing a weighting process on the plurality of spectrum values based on a frequency band assumed to exhibit a biological activity;
A specifying unit that specifies one of the plurality of frequencies as a biological frequency based on the plurality of spectrum values after the weighting process is performed by the weighting unit;
The weighting unit evaluates the weight of the first spectrum value belonging to the frequency band to be larger than the weight of the second spectrum value excluding the first spectrum value from the plurality of spectrum values. Living body information processing apparatus.
請求項1において、
前記特定部によって過去に特定された少なくとも1つの生体周波数を記憶する記憶部を、さらに含むことを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 1,
The biological information processing apparatus further comprising a storage unit that stores at least one biological frequency specified in the past by the specifying unit.
請求項2において、
前記記憶部は、少なくとも2つの生体周波数を記憶し、
前記重み付け部は、前記記憶部に記憶される前記少なくとも2つの生体周波数に基づき、前記少なくとも2つの生体周波数の変化傾向を判定し、その判定結果を得ることを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 2,
The storage unit stores at least two biological frequencies,
The biological information processing apparatus, wherein the weighting unit determines a change tendency of the at least two biological frequencies based on the at least two biological frequencies stored in the storage unit, and obtains a determination result thereof.
請求項3において、
前記重み付け部は、前記判定結果に基づき前記周波数帯域を決定することを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 3,
The biological information processing apparatus, wherein the weighting unit determines the frequency band based on the determination result.
請求項4において、
前記判定結果が前記少なくとも2つの生体周波数の増加傾向を示す場合、前記重み付け部は、前記周波数帯域として、前記少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数ととともに、前記複数の周波数のうちの前記最も新しい生体周波数よりも高い少なくとも1つの高周波側の周波数を設定し、
前記判定結果が前記少なくとも2つの生体周波数の減少傾向を示す場合、前記重み付け部は、前記周波数帯域として、前記少なくとも2つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数ととともに、前記複数の周波数のうちの前記最も新しい生体周波数よりも低い少なくとも1つの低周波側の周波数を設定することを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 4,
When the determination result indicates an increasing tendency of the at least two biological frequencies, the weighting unit includes, as the frequency band, the newest biological frequency of the at least two biological frequencies and the plurality of frequencies. Setting at least one frequency on the high frequency side higher than the newest biological frequency;
When the determination result indicates a decreasing tendency of the at least two biological frequencies, the weighting unit includes, as the frequency band, the newest biological frequency of the at least two biological frequencies, and the frequency of the plurality of frequencies. A biological information processing apparatus, wherein at least one low frequency side frequency lower than the newest biological frequency is set.
請求項3において、
前記重み付け部は、前記判定結果に基づき前記第1のスペクトル値の重みを決定することを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 3,
The biological information processing apparatus, wherein the weighting unit determines a weight of the first spectrum value based on the determination result.
請求項2において、
前記記憶部に記憶される前記少なくとも1つの生体周波数のうちの最も新しい生体周波数が、体動を呈すると想定される周波数から所与の周波数帯域だけ離れていない場合、前記重み付け部は、前記重み付け処理の実施を中止し、且つ前記特定部は、前記解析部によって算出された前記複数のスペクトル値に基づき前記生体周波数を特定することを特徴とする生体情報処理装置。
In claim 2,
When the newest biological frequency among the at least one biological frequency stored in the storage unit is not separated from a frequency assumed to exhibit body movement by a given frequency band, the weighting unit The biological information processing apparatus characterized in that the execution of the process is stopped, and the identification unit identifies the biological frequency based on the plurality of spectrum values calculated by the analysis unit.
請求項1乃至7において、
前記特定部によって特定された前記生体周波数を脈拍数又は心拍数に換算する換算部を、さらに含むことを特徴とする生体情報処理装置。
In claims 1 to 7,
The biological information processing apparatus further comprising a conversion unit that converts the biological frequency specified by the specifying unit into a pulse rate or a heart rate.
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