JP2012239748A - Elastic wave detector, personal authentication device, voice output device, elastic wave detection program, and personal authentication program - Google Patents

Elastic wave detector, personal authentication device, voice output device, elastic wave detection program, and personal authentication program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect an elastic wave propagating through an elastic body without contact by using a single sensor.SOLUTION: A radio wave transmission reception part radiates electromagnetic wave to a human body and outputs an output signal 22 in accordance with reflected electromagnetic wave. An output signal separation part 24 separates a signal in a frequency band with respect to a heartbeat and heart sounds from the output signal 22. It is determined by a heart sound peak I sound/II sound determination part 42 whether peak of the heart sound frequency signal is peak of I sound or peak of II sound. A heart sound peak accuracy determination part 46 detects and outputs a time of day of heartbeat peak on the basis of the peak of heartbeat frequency signal, a time of day of heart sound peak, and a determination result of the heart sound I sound/II sound.

Description

本発明は、弾性波検出装置、個人認証装置、音声出力装置、弾性波検出プログラム、及び個人認証プログラムに係り、特に、電磁波を放射し表面において反射される電磁波を受信して弾性波を検出する弾性波検出装置、個人認証装置、音声出力装置、弾性波検出プログラム、及び個人認証プログラムに関する。   The present invention relates to an elastic wave detection device, a personal authentication device, an audio output device, an elastic wave detection program, and a personal authentication program, and in particular, detects an elastic wave by receiving an electromagnetic wave that is radiated and reflected on a surface. The present invention relates to an elastic wave detection device, a personal authentication device, an audio output device, an elastic wave detection program, and a personal authentication program.

従来より、聴診器は生体(弾性体)を伝播する生体音(弾性波)を検出するため、生体に聴診器を接触させて、聴診器により必要な周波数帯域の振動のみを取り出し、聴取しやすくしている(例えば、特許文献1)。上記の特許文献1に記載の聴診器は、弾性体である生体に直接接触し、ダイアフラムを用いて弾性波を音に変換している。また、聴診器の信号を電気信号に変換し、聴診・波形表示・記録等を実現している電子聴診器も存在する。   Conventionally, since a stethoscope detects a living body sound (elastic wave) propagating through a living body (elastic body), the stethoscope is brought into contact with the living body, and only a vibration in a necessary frequency band is taken out by the stethoscope to be easily heard. (For example, Patent Document 1). The stethoscope described in Patent Document 1 is in direct contact with a living body that is an elastic body, and converts elastic waves into sound using a diaphragm. There are electronic stethoscopes that convert stethoscope signals into electrical signals to achieve auscultation, waveform display, recording, and the like.

また、圧電体上に形成された表面弾性波共振子と、表面弾性波共振子に電気的に接続されたアンテナとを有し、振動検知部を振動検出対象物に設置し、対象物の振動に応じて表面弾性波共振子のインピーダンスが変化することにより振動検知部に電波を照射した時の反射波の状態が異なることを利用した、振動検知装置が知られている(特許文献2)。この振動検知装置では、対象物に接触することなく振動を検出可能である。   In addition, the surface acoustic wave resonator formed on the piezoelectric body and an antenna electrically connected to the surface acoustic wave resonator are provided, and the vibration detection unit is installed on the vibration detection target, and the vibration of the target is detected. There is known a vibration detection device that utilizes the fact that the state of the reflected wave is different when the vibration detection unit is irradiated with radio waves by changing the impedance of the surface acoustic wave resonator in accordance with the above (Patent Document 2). With this vibration detection device, it is possible to detect vibration without contacting the object.

また、振動検出対象面上の複数点に対して光源から基準光を照射し、その反射波と基準光の干渉スペクトルより振動検出対象面の振動情報を得る、振動計測装置及び振動計測方法が知られている(特許文献3)。この振動計測装置及び振動計測方法では、完全に非接触で対象物表面の振動を検出可能である。   Also, a vibration measurement device and a vibration measurement method are known that irradiate a plurality of points on a vibration detection target surface with reference light from a light source and obtain vibration information of the vibration detection target surface from an interference spectrum of the reflected wave and the reference light. (Patent Document 3). With this vibration measuring device and vibration measuring method, it is possible to detect the vibration of the surface of the object completely without contact.

また、被験者に対してマイクロ波を照射し、その反射波を検出する複数のマイクロ波送受信機を用い、複数の反射波に基づく心拍信号の相互相関処理により、ノイズの影響を低減して心拍を検出する生体振動周波数検出装置が知られている(特許文献4)。この生体振動周波数検出装置は、弾性体と電波の送受信部の間に夾雑物がある場合でも、弾性波の検出が可能になる。   In addition, using a plurality of microwave transceivers that irradiate the subject with microwaves and detecting the reflected waves, cross-correlation processing of heartbeat signals based on the plurality of reflected waves reduces the influence of noise and reduces the heart rate. A biological vibration frequency detection device for detection is known (Patent Document 4). This biological vibration frequency detection device can detect elastic waves even when there is a contaminant between the elastic body and the radio wave transmission / reception unit.

特開昭62−32939号公報JP 62-32939 A 特開2009−281767号公報JP 2009-281767 A 特開2010−203860号公報JP 2010-203860 A 特開2009−55997号公報JP 2009-55997 A

しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術では、聴診器が直接弾性体に接触する必要があり、弾性体との接触状態によって雑音の混入が生じてしまう、という問題がある。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary for the stethoscope to directly contact the elastic body, and there is a problem that noise is mixed depending on the state of contact with the elastic body.

また、上記の特許文献2に記載の技術では、対象物にセンサを設置する必要があるため、完全な非接触では検出できない、という問題がある。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2 described above, there is a problem that it is not possible to detect the sensor with complete non-contact because it is necessary to install a sensor on the object.

また、上記の特許文献3に記載の技術は、基準光を照射する部分と対象物の間に光を透過しない夾雑物がある場合には、振動を検出できない、という問題がある。   In addition, the technique described in Patent Document 3 has a problem that vibration cannot be detected when there is a foreign object that does not transmit light between the portion irradiated with the reference light and the object.

また、上記の特許文献4に記載の技術では、体動雑音等の雑音の影響を受けやすいため、複数センサ出力間の相互相関処理により雑音を低減しており、複数のセンサを用いる必要がある、という問題がある。   In addition, the technique described in Patent Document 4 is susceptible to noise such as body motion noise, and therefore noise is reduced by cross-correlation between multiple sensor outputs, and it is necessary to use multiple sensors. There is a problem that.

本発明は、上述した問題を解決するために成されたものであり、単一のセンサを用いて非接触で、弾性体を伝播する弾性波を精度良く検出することができる弾性波検出装置及びプログラムを提供することを第1の目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an elastic wave detection device capable of accurately detecting an elastic wave propagating through an elastic body in a non-contact manner using a single sensor and The first object is to provide a program.

また、単一のセンサを用いて非接触で、精度良く個人認証を行なうことができる個人認証装置及びプログラムを提供することを第2の目的とする。   It is a second object of the present invention to provide a personal authentication apparatus and program capable of performing personal authentication with high accuracy in a non-contact manner using a single sensor.

また、単一のセンサを用いて非接触で、生体が発する音声を出力することができる音声出力装置を提供することを第3の目的とする。   It is a third object of the present invention to provide an audio output device that can output audio generated by a living body in a non-contact manner using a single sensor.

上記目的を達成するために第1の発明の弾性波検出装置は、周波数帯域が異なる複数種類の弾性波が伝播している弾性体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の弾性波の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段と、前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波に関する情報を検出する弾性波検出手段と、を含んで構成されている。   In order to achieve the above object, an elastic wave detection device according to a first aspect of the present invention radiates electromagnetic waves to an elastic body in which a plurality of types of elastic waves having different frequency bands are propagating, and reflects them on the surface of the elastic body. An electromagnetic wave transmission / reception means for receiving an electromagnetic wave to be output and outputting an output signal corresponding to the received electromagnetic wave, and the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception means for each of the plurality of types of elastic waves. A signal separating unit that separates signals in a specified frequency band, amplitude range, or phase range, and an elastic wave detecting unit that detects information on the plurality of types of elastic waves separated by the signal separating unit. Has been.

第2の発明の弾性波検出プログラムは、コンピュータを、周波数帯域が異なる複数種類の弾性波が伝播している弾性体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の弾性波の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段、及び前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波に関する情報を検出する弾性波検出手段として機能させるための弾性波検出プログラムである。   According to a second aspect of the invention, there is provided an elastic wave detection program that causes a computer to emit an electromagnetic wave to an elastic body on which a plurality of types of elastic waves having different frequency bands are propagating and to reflect the electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body. From the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving means that receives and outputs an output signal corresponding to the received electromagnetic wave, a predetermined frequency band, amplitude range, or phase for each of the plurality of types of elastic waves It is an elastic wave detection program for functioning as signal separation means for separating signals in a range, and elastic wave detection means for detecting information on the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means.

第1の発明及び第2の発明によれば、電磁波送受信手段によって、弾性体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する。   According to the first invention and the second invention, the electromagnetic wave transmitting / receiving means radiates an electromagnetic wave to the elastic body, receives the electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body, and responds to the received electromagnetic wave. Output the output signal.

そして、信号分離手段によって、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の弾性波の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する。弾性波検出手段によって、前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波に関する情報を検出する。   Then, a signal separating unit separates a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of elastic waves from the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving unit. Information on the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means is detected by an elastic wave detection means.

そして、弾性体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、弾性体に伝播している複数種類の弾性波に対する周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離し、分離された弾性波に関する情報を検出することにより、単一のセンサを用いて非接触で、弾性体を伝播する弾性波を精度良く検出することができる。   Then, from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body, the frequency band, amplitude range, or phase range signal for a plurality of types of elastic waves propagating to the elastic body is separated, and the separated elasticity By detecting information about the waves, it is possible to accurately detect an elastic wave propagating through the elastic body in a non-contact manner using a single sensor.

上記の弾性体を生体とし、弾性波を、生体振動又は生体音とすることができる。   The elastic body can be a living body, and the elastic wave can be a living body vibration or a living body sound.

上記の複数種類の弾性波は、心拍動及び心音を含むようにすることができる。   The plurality of types of elastic waves can include heartbeats and heart sounds.

上記の複数種類の弾性波は、呼吸動及び呼吸音を含むようにすることができる。   The plurality of types of elastic waves can include respiratory motion and respiratory sound.

上記の弾性波検出手段は、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化に基づいて、前記少なくとも1種類の前記弾性波に対する前記信号から、前記弾性波に関する情報を検出するようにすることができる。   The elastic wave detecting means can detect information on the elastic wave from the signal for the at least one type of the elastic wave based on the change of the signal or the change of the distribution of frequency components. .

第3の発明の個人認証装置は、周波数帯域が異なる複数種類の生体振動又は生体音が伝播している人体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の生体振動又は生体音の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段と、前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波の各々に対する前記信号について、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化の特徴点を検出する特徴点検出手段と、前記特徴点検出手段によって検出された各信号の特徴点の検出時刻のずれを算出するずれ算出手段と、前記ずれ算出手段によって算出された前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと、前記人体について予め求められた前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれとを照合する照合手段と、を含んで構成されている。   A personal authentication device according to a third aspect of the invention radiates electromagnetic waves to a human body through which a plurality of types of biological vibrations or biological sounds having different frequency bands propagates, and receives the electromagnetic waves reflected on the surface of the elastic body. An electromagnetic wave transmission / reception unit that outputs an output signal corresponding to the received electromagnetic wave, and a predetermined frequency for each of the plurality of types of biological vibrations or biological sounds from the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception unit Signal separation means for separating signals in a band, amplitude range, or phase range, and changes in the signal or frequency component distribution for the signals for each of the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means A feature point detecting means for detecting a feature point of the signal, a deviation calculating means for calculating a difference in detection time of the feature point of each signal detected by the feature point detecting means, Collating means for collating the deviation of the detection times of the feature points of the signals calculated by the deviation calculation means with the deviation of the detection times of the feature points of the signals obtained in advance for the human body. It consists of

第4の発明の個人認証プログラムは、コンピュータを、周波数帯域が異なる複数種類の生体振動又は生体音が伝播している人体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の生体振動又は生体音の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段、前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波の各々に対する前記信号について、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化の特徴点を検出する特徴点検出手段、前記特徴点検出手段によって検出された各信号の特徴点の検出時刻のずれを算出するずれ算出手段、及び前記ずれ算出手段によって算出された前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと、前記人体について予め求められた前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれとを照合する照合手段として機能させるための個人認証プログラムである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a personal authentication program that emits electromagnetic waves to a human body through which a plurality of types of biological vibrations or body sounds having different frequency bands are propagated, and is reflected on the surface of the elastic body. From the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception means for outputting an output signal corresponding to the received electromagnetic wave, and a predetermined frequency band and amplitude for each of the plurality of types of biological vibrations or biological sounds. Signal separation means for separating a signal in a range or phase range, and for the signal for each of the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means, characteristic points of change in the signal or change in distribution of frequency components Feature point detecting means for detecting, deviation calculating means for calculating a difference in detection time of feature points of each signal detected by the feature point detecting means, and A function for collating a deviation in detection time of the feature point of each signal calculated by the calculation means and a deviation in detection time of the feature point of each signal obtained in advance for the human body; It is a personal authentication program.

第3の発明及び第4の発明によれば、電磁波送受信手段によって、人体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する。信号分離手段によって、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の生体振動又は生体音の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する。   According to the third invention and the fourth invention, the electromagnetic wave transmitting / receiving means radiates electromagnetic waves to the human body, receives the electromagnetic waves reflected on the surface of the elastic body, and outputs according to the received electromagnetic waves. Output a signal. A signal separation unit separates a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of biological vibrations or biological sounds from the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception unit. .

そして、特徴点検出手段によって、前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波の各々に対する前記信号について、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化の特徴点を検出する。ずれ算出手段によって、前記特徴点検出手段によって検出された各信号の特徴点の検出時刻のずれを算出する。   Then, a feature point detecting unit detects a feature point of a change in the signal or a change in the distribution of frequency components for the signal for each of the plurality of types of elastic waves separated by the signal separating unit. The deviation calculation means calculates the deviation of the detection time of the feature point of each signal detected by the feature point detection means.

そして、照合手段によって、前記ずれ算出手段によって算出された前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと、前記人体について予め求められた前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれとを照合する。   Then, the collation means collates the deviation of the detection time of the feature point of each signal calculated by the deviation calculation means with the deviation of the detection time of the feature point of each signal obtained in advance for the human body. To do.

このように、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、人体に伝播している複数種類の生体振動又は生体音に対する周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離し、各信号の特徴点の検出時刻のずれを、人体について予め求められた各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと照合することにより、単一のセンサを用いて非接触で、精度良く個人認証を行なうことができる。   In this way, from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, the frequency band, amplitude range, or phase range signal for a plurality of types of biological vibrations or body sounds propagating to the human body is separated, By comparing the deviation of the detection time of the feature point of the signal with the deviation of the detection time of the feature point of each signal obtained in advance for the human body, it is possible to perform personal authentication with a single sensor and with high accuracy. Can be done.

上記の複数種類の生体振動又は生体音は、心拍動及び心音を含むようにすることができる。   The plurality of types of biological vibrations or biological sounds can include heartbeats and heart sounds.

上記の複数種類の生体振動又は生体音は、呼吸動及び呼吸音を含むようにすることができる。   The plurality of types of biological vibrations or biological sounds can include respiratory motion and respiratory sounds.

第5の発明に係る音声出力装置は、生体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、予め定められた音声帯域の信号を分離する信号分離手段と、前記信号分離手段によって分離された音声帯域の信号を、音声出力部により出力する出力手段と、を含んで構成されている。   An audio output device according to a fifth aspect of the present invention is an electromagnetic wave transmitting / receiving means for radiating an electromagnetic wave to a living body, receiving an electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body, and outputting an output signal corresponding to the received electromagnetic wave And a signal separation means for separating a signal in a predetermined voice band from the output signal outputted by the electromagnetic wave transmission / reception means, and a voice band signal separated by the signal separation means is outputted by a voice output unit. Output means.

第5の発明によれば、電磁波送受信手段によって、生体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する。信号分離手段によって、前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、予め定められた音声帯域の信号を分離する。   According to the fifth invention, the electromagnetic wave transmitting / receiving means radiates an electromagnetic wave to the living body, receives the electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body, and outputs an output signal corresponding to the received electromagnetic wave. A signal separation unit separates a signal in a predetermined audio band from the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception unit.

そして、出力手段によって、前記信号分離手段によって分離された音声帯域の信号を、音声出力部により出力する。   Then, the voice band signal separated by the signal separation means is outputted by the voice output section by the output means.

このように、生体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、音声帯域の信号を分離し、音声出力部により出力することにより、単一のセンサを用いて非接触で、生体が発する音声を出力することができる。   In this way, by separating the audio band signal from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the living body and outputting it by the sound output unit, the living body emits in a non-contact manner using a single sensor. Audio can be output.

第5の発明に係る前記信号分離手段は、前記検出信号から、前記予め定められた音声帯域の信号、及び予め求められた呼吸動の周波数帯域の信号を分離し、前記出力手段は、前記信号分離手段によって分離された前記呼吸動の周波数帯域の信号に基づいて、呼気相であるか否かを判定し、呼気相であると判定されたときに分離された前記音声帯域の信号を、前記音声出力部により出力するようにすることができる。これによって、雑音を除去した音声帯域の信号を、音声出力部により出力することができる。   The signal separation means according to a fifth invention separates the signal of the predetermined voice band and the signal of the predetermined frequency band of respiratory motion from the detection signal, and the output means Based on the frequency band signal of the respiratory motion separated by the separation means, it is determined whether or not it is an expiratory phase, and the voice band signal separated when it is determined to be the expiratory phase, It can be made to output by an audio output unit. Thus, a voice band signal from which noise is removed can be output by the voice output unit.

なお、上記の発明のプログラムを記憶する記憶媒体は、特に限定されず、ハードディスクであってもよいし、ROMであってもよい。また、CD−ROMやDVDディスク、光磁気ディスクやICカードであってもよい。更にまた、該プログラムを、ネットワークに接続されたサーバ等からダウンロードするようにしてもよい。   The storage medium for storing the program of the present invention is not particularly limited, and may be a hard disk or a ROM. Further, it may be a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk or an IC card. Furthermore, the program may be downloaded from a server or the like connected to the network.

以上説明したように、本発明に係る弾性波検出装置及びプログラムによれば、弾性体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、弾性体に伝播している複数種類の弾性波に対する周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離し、分離された弾性波に関する情報を検出することにより、単一のセンサを用いて非接触で、弾性体を伝播する弾性波を精度良く検出することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the elastic wave detection device and the program according to the present invention, the frequency for the plurality of types of elastic waves propagating to the elastic body from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body. By separating signals in the band, amplitude range, or phase range, and detecting information on the separated elastic waves, a single sensor is used to accurately detect elastic waves propagating through an elastic body in a non-contact manner. The effect that it can be obtained.

本発明に係る個人認証装置及びプログラムによれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、人体に伝播している複数種類の生体振動又は生体音に対する周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離し、各信号の特徴点の検出時刻のずれを、人体について予め求められた各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと照合することにより、単一のセンサを用いて非接触で、精度良く個人認証を行なうことができる、という効果が得られる。   According to the personal authentication device and program according to the present invention, from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, the frequency bands, amplitude ranges for a plurality of types of biological vibrations or biological sounds propagating to the human body, or Using a single sensor by separating the signals in the phase range and collating the deviation of the detection time of the feature point of each signal with the deviation of the detection time of the feature point of each signal obtained in advance for the human body There is an effect that personal authentication can be performed with high accuracy without contact.

本発明に係る音声出力装置及びプログラムによれば、生体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、音声帯域の信号を分離し、音声出力部により出力することにより、単一のセンサを用いて非接触で、生体が発する音声を出力することができる、という効果が得られる。   According to the audio output device and the program according to the present invention, a single sensor is obtained by separating an audio band signal from an output signal corresponding to an electromagnetic wave reflected on the surface of a living body and outputting the separated signal from the audio output unit. It is possible to obtain an effect that the sound emitted from the living body can be output in a non-contact manner.

第1の実施の形態に係る心拍検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the heart rate detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る心拍検出装置のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the heart rate detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 心拍信号と心音信号の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a heart rate signal and a heart sound signal. 第1の実施の形態の心拍検出装置における生体信号判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the biological signal determination processing routine in the heart rate detection apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る呼吸検出装置のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the respiration detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 吸気相及び呼気相と呼吸動信号の変化とを示す図である。It is a figure which shows the change of an inhalation phase, an expiration phase, and a respiratory motion signal. 第2の実施の形態の呼吸検出装置における生体信号判定処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the biological signal determination processing routine in the respiration detection apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る非接触聴診器のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the non-contact stethoscope which concerns on 3rd Embodiment. 非接触聴診器のコンピュータの他の例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the other example of the computer of a non-contact stethoscope. 第4の実施の形態に係る個人認証装置のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the personal authentication apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態の個人認証装置における個人認証処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the personal authentication process routine in the personal authentication apparatus of 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る音声出力装置のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the audio | voice output apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施の形態に係る音声出力装置のコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the computer of the audio | voice output apparatus which concerns on 6th Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。まず、第1の実施の形態では、人体の心拍を検出する心拍検出装置に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, in the first embodiment, a case where the present invention is applied to a heartbeat detection device that detects a heartbeat of a human body will be described.

図1に示すように、第1の実施の形態に係る心拍検出装置10は、電波送受信部12と、コンピュータ14とを備えている。電波送受信部12は、人体16に対して、電磁波(送信波)18を放射し、人体16の表面で反射された電磁波(反射波)20を受信する。上記図1では、電波送受信部12を、人体16の胸郭前方に設置して、胸郭前面に対して送信波18を放射しているが、心拍及び心音は、胸郭前面及び背面の広範囲で検出可能であり、心拍及び心音が検出可能な範囲であれば、電波送受信部12の設置位置及び送信波18の放射位置は問わない。電波送受信部12としては、例えば、レーダドップラセンサや定在波レーダ等を用いればよい。   As shown in FIG. 1, the heartbeat detection device 10 according to the first embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 14. The radio wave transmission / reception unit 12 radiates electromagnetic waves (transmitted waves) 18 to the human body 16 and receives electromagnetic waves (reflected waves) 20 reflected on the surface of the human body 16. In FIG. 1, the radio wave transmission / reception unit 12 is installed in front of the thorax of the human body 16 and the transmission wave 18 is radiated to the front of the thorax, but heartbeats and heart sounds can be detected in a wide range on the front and back of the thorax. As long as the heartbeat and heart sound can be detected, the installation position of the radio wave transmission / reception unit 12 and the radiation position of the transmission wave 18 are not limited. As the radio wave transmission / reception unit 12, for example, a radar Doppler sensor or a standing wave radar may be used.

電波送受信部12は、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力し、出力される出力信号22はコンピュータ14に入力される。   The radio wave transmission / reception unit 12 outputs an output signal 22 corresponding to the received reflected wave 20, and the output signal 22 that is output is input to the computer 14.

コンピュータ14は、心拍検出装置10全体の制御を司るCPU、後述する生体信号判定処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのROM、ワークエリアとしてデータを一時格納するRAM、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。このような構成の場合には、各構成要素の機能を実現するためのプログラムをROMやHDD等の記憶媒体に記憶しておき、これをCPUが実行することによって、各機能が実現されるようにする。   The computer 14 includes a CPU that controls the entire heart rate detection device 10, a ROM as a storage medium that stores a program for a biological signal determination processing routine, which will be described later, a RAM that temporarily stores data as a work area, and a bus that connects them. It is comprised including. In the case of such a configuration, a program for realizing the function of each component is stored in a storage medium such as a ROM or HDD, and each function is realized by executing the program by the CPU. To.

このコンピュータ14をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図2に示すように、電波送受信部12の出力信号22から、周波数に応じて、心拍周波数信号26及び心音周波数信号28の各々を分離して出力する出力信号分離部24と、心拍周波数信号26のピーク時刻を検出して、心拍信号ピーク時刻32を出力する心拍信号ピーク検出部30と、心音周波数信号28の包絡線のピーク時刻を検出して、心音信号ピーク時刻36を出力する心音信号ピーク検出部34と、心音周波数信号28のパワースペクトル密度40を算出して出力する心音信号パワースペクトル密度算出部38と、心音信号ピーク時刻36及びパワースペクトル密度40に基づいて、心音信号ピーク時刻36がI音のピークかII音のピークかを判定し、心音ピーク時刻及び心音I音/II音判定結果44を出力する心音ピークI音/II音判定部42と、心拍信号ピーク時刻32、並びに心音ピーク時刻及び心音I音/II音判定結果44に基づいて、心拍周波数信号26及び心音周波数信号28が同期しているか否かにより、心拍ピークの確からしさを判定して、心拍ピーク時刻48を出力する心拍ピーク確からしさ判定部46とを備えている。なお、心拍信号ピーク検出部30、心音信号ピーク検出部34、心音信号パワースペクトル密度算出部38、心音ピークI音/II音判定部42、及び心拍ピーク確からしさ判定部46が、弾性波検出手段の一例である。   When the computer 14 is described in terms of functional blocks divided for each function realizing means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 2, from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12, the heart rate is determined according to the frequency. An output signal separation unit 24 that separates and outputs each of the frequency signal 26 and the heart sound frequency signal 28; a heartbeat signal peak detection unit 30 that detects a peak time of the heartbeat frequency signal 26 and outputs a heartbeat signal peak time 32; The heart sound signal peak detector 34 for detecting the peak time of the envelope of the heart sound frequency signal 28 and outputting the heart sound signal peak time 36; and the heart sound signal power for calculating and outputting the power spectral density 40 of the heart sound frequency signal 28 Based on the spectral density calculation unit 38, the heart sound signal peak time 36 and the power spectrum density 40, the heart sound signal peak time. A heart sound peak I sound / II sound determination unit 42 that determines whether 36 is an I sound peak or an II sound peak and outputs a heart sound peak time and a heart sound I sound / II sound determination result 44; Further, based on the heart sound peak time and the heart sound I sound / II sound determination result 44, the heart rate peak probability is determined by determining whether or not the heart rate frequency signal 26 and the heart sound frequency signal 28 are synchronized. And a heart rate peak probability determining unit 46 for outputting the signal. The heartbeat signal peak detection unit 30, the heart sound signal peak detection unit 34, the heart sound signal power spectrum density calculation unit 38, the heart sound peak I sound / II sound determination unit 42, and the heart rate peak probability determination unit 46 are elastic wave detection means. It is an example.

出力信号分離部24は、電波送受信部出力信号22のうち、0.8〜2Hzの周波数帯域の信号を心拍周波数信号26として分離して出力すると共に、10Hz以上の周波数帯域の信号を心音周波数信号28として分離して出力する。上記の周波数設定は一例であり、心拍と心音が分離可能であれば、他の周波数でも良い。   The output signal separation unit 24 separates and outputs a signal in the frequency band of 0.8 to 2 Hz as the heartbeat frequency signal 26 in the radio wave transmission / reception unit output signal 22 and outputs a signal in the frequency band of 10 Hz or more as a heart sound frequency signal. 28 is separated and output. The above frequency setting is an example, and other frequencies may be used as long as the heartbeat and the heart sound can be separated.

心音信号ピーク検出部34では、心音周波数信号28の包絡線検波が行われ、該包絡線のピーク時刻が心音信号ピーク時刻36として出力される。   The heart sound signal peak detection unit 34 performs envelope detection of the heart sound frequency signal 28 and outputs the peak time of the envelope as the heart sound signal peak time 36.

心音ピークI音/II音判定部42は、I音の周波数がII音より低いことを利用して、心音信号ピーク時刻36における心音パワースペクトル密度40に基づいて、心音信号ピーク時刻36がI音のピークであるかII音のピークであるかを判定し、心音ピーク時刻及び心音I音/II音判定結果44を出力する。   The heart sound peak I sound / II sound determination unit 42 uses the fact that the frequency of the I sound is lower than that of the II sound, and based on the heart sound power spectral density 40 at the heart sound signal peak time 36, the heart sound signal peak time 36 is the I sound. And the heart sound peak time and the heart sound I sound / II sound determination result 44 are output.

心拍ピーク確からしさ判定部46は、直近の心音ピーク時刻及び心音I音/II音判定結果44を保持する。図3に示すように、心拍ピーク時刻は心音I音ピーク時刻と心音II音ピーク時刻の間に入るため、心拍ピーク確からしさ判定部46は、心拍信号のピーク時刻が、心音I音ピーク時刻と心音II音ピーク時刻の間にあるとき、心拍周波数信号26及び心音周波数信号28が同期しており、心拍信号のピークとして確からしいと判定し、当該心拍信号のピーク時刻を心拍ピーク時刻48として出力する。   The heartbeat peak probability determination unit 46 holds the latest heart sound peak time and the heart sound I sound / II sound determination result 44. As shown in FIG. 3, since the heartbeat peak time falls between the heart sound I sound peak time and the heart sound II sound peak time, the heartbeat peak likelihood determination unit 46 determines that the heartbeat signal peak time is the heart sound I sound peak time. When it is between the heart sound II sound peak times, it is determined that the heart rate frequency signal 26 and the heart sound frequency signal 28 are synchronized and likely to be the peak of the heart rate signal, and the peak time of the heart rate signal is output as the heart rate peak time 48. To do.

次に、第1の実施の形態の心拍検出装置10の作用について説明する。まず、電波送受信部12により、人体16に対して、送信波18を連続して放射すると共に、人体16の表面で反射された反射波20を連続して受信し、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力する。このとき、心拍検出装置10のコンピュータ14によって、図4に示す生体信号判定処理ルーチンが繰り返し実行される。   Next, the operation of the heartbeat detection device 10 of the first embodiment will be described. First, the radio wave transmission / reception unit 12 continuously radiates the transmission wave 18 to the human body 16 and continuously receives the reflected wave 20 reflected from the surface of the human body 16, and responds to the received reflected wave 20. Output signal 22 is output. At this time, the biological signal determination processing routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed by the computer 14 of the heartbeat detecting device 10.

ステップ100で、電波送受信部12による所定期間分の出力信号22を取得する。ステップ102において、上記ステップ100で取得した出力信号22から、心拍周波数信号26と心音周波数信号28とを分離する。   In step 100, an output signal 22 for a predetermined period by the radio wave transmitting / receiving unit 12 is acquired. In step 102, the heart rate frequency signal 26 and the heart sound frequency signal 28 are separated from the output signal 22 acquired in step 100.

次のステップ104では、上記ステップ102で分離された心拍周波数信号26から、心拍信号ピーク時刻32を検出し、ステップ106において、上記ステップ102で分離された心音周波数信号28から、心音信号ピーク時刻36を検出する。   In the next step 104, the heartbeat signal peak time 32 is detected from the heartbeat frequency signal 26 separated in step 102. In step 106, the heart sound signal peak time 36 is detected from the heart sound frequency signal 28 separated in step 102. Is detected.

そして、ステップ108において、上記ステップ102で分離された心音周波数信号28から、心音パワースペクトル密度40を算出する。ステップ110では、上記ステップ106で検出された心音信号ピーク時刻36と、上記ステップ108で算出された心音パワースペクトル密度40とに基づいて、心音信号ピーク時刻36がI音のピークかII音のピークかを判定する。   In step 108, the heart sound power spectral density 40 is calculated from the heart sound frequency signal 28 separated in step 102. In step 110, based on the heart sound signal peak time 36 detected in step 106 and the heart sound power spectral density 40 calculated in step 108, the heart sound signal peak time 36 is the peak of the I sound or the peak of the II sound. Determine whether.

次のステップ112では、上記ステップ104で検出された心拍信号ピーク時刻32と、上記ステップ110による心音ピーク時刻及び心音I音/II音判定結果44とに基づいて、心拍信号のピーク時刻を判定し、心拍ピーク時刻48を出力して、生体信号判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 112, the heartbeat signal peak time is determined based on the heartbeat signal peak time 32 detected in step 104 and the heart sound peak time and heart sound I / II sound determination result 44 in step 110. Then, the heartbeat peak time 48 is output, and the biological signal determination processing routine is terminated.

以上説明したように、第1の実施の形態の心拍検出装置によれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、心拍及び心音の各々に対する周波数帯域の信号を分離し、分離された心拍周波数信号及び心音周波数信号が同期しているか否かを用いて、心拍ピーク時刻を検出することにより、単一のセンサを用いて非接触で、心拍ピーク時刻を精度良く検出することができる。   As described above, according to the heartbeat detection device of the first embodiment, the frequency band signal for each of the heartbeat and the heart sound is separated from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, and separated. By detecting whether or not the heart rate frequency signal and the heart sound frequency signal are synchronized with each other, the heart rate peak time can be accurately detected in a non-contact manner using a single sensor. it can.

また、単一のセンサ(電波送受信部)で、弾性体(人体)を伝播する検出対象の弾性波(心拍)と同期した別の弾性波(心音)を検出し、両信号の相互相関処理を行うことにより、単一のセンサで精度の高い弾性波検出装置を実現することができる。   In addition, a single sensor (radio wave transmitter / receiver) detects another elastic wave (heart sound) synchronized with the elastic wave (heartbeat) to be detected that propagates through the elastic body (human body), and performs cross-correlation processing of both signals. By doing so, it is possible to realize a highly accurate elastic wave detection device with a single sensor.

また、弾性体(人体)表面におけるマイクロ波の反射を利用して弾性波を検出するため、弾性体に直接接触することなく弾性波を検出することが可能であり、弾性波との接触状態による雑音の混入も防ぐことができる。   In addition, since the elastic wave is detected by utilizing the reflection of the microwave on the surface of the elastic body (human body), it is possible to detect the elastic wave without directly contacting the elastic body, depending on the state of contact with the elastic wave. Noise can also be prevented.

また、弾性体表面におけるマイクロ波の反射を利用して弾性波を検出するため、夾雑物が電波の伝播に影響を与えない限り、弾性体表面を伝播する弾性波を検出可能である。   Further, since the elastic wave is detected by utilizing the reflection of the microwave on the elastic body surface, the elastic wave propagating on the elastic body surface can be detected as long as the foreign substance does not affect the propagation of the radio wave.

なお、上記の実施の形態では、心拍ピーク時刻を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。本実施の形態では、心拍と同様に心音を検出することが可能であり、検出された心拍と心音とに基づいて、人体の内部状態(弾性体内部状態)を推定するようにしてもよい。心拍のみでは心電図上のRR間隔に相当するデータしか得られないが、心音には心臓の弁開閉や血流、心筋の状態に関連する情報が含まれている。このため、心音を検出することにより、心音から知ることができる情報を追加して得ることができる。例えば心臓の再分極過程と関連する心電図RT間隔に相当する心音I音−II音間隔を計測することができる。また、各音の状態から、完全房室ブロック、心室細動、心房細動、肥大型心筋症等、各種心疾患の診断を非接触で行うことができる。また、心拍と心音を同時に計測することにより、心音に含まれる種々の成分の認識が容易になり、診断の精度向上にも有用である。   In the above embodiment, the case where the heartbeat peak time is detected has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In the present embodiment, heart sounds can be detected in the same manner as heartbeats, and the internal state of the human body (elastic body internal state) may be estimated based on the detected heartbeats and heart sounds. Although only data corresponding to the RR interval on the electrocardiogram can be obtained by only the heartbeat, the heart sound includes information related to the opening / closing of the heart, blood flow, and the state of the myocardium. For this reason, by detecting the heart sound, it is possible to additionally obtain information that can be known from the heart sound. For example, the heart sound I sound-II sound interval corresponding to the electrocardiogram RT interval associated with the heart repolarization process can be measured. In addition, diagnosis of various heart diseases such as complete atrioventricular block, ventricular fibrillation, atrial fibrillation, hypertrophic cardiomyopathy can be performed without contact from the state of each sound. Moreover, by simultaneously measuring the heartbeat and the heart sound, various components included in the heart sound can be easily recognized, which is useful for improving the accuracy of diagnosis.

次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。第2の実施の形態では、吸気−呼気移行時刻を検出する呼吸検出装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. In the second embodiment, a case where the present invention is applied to a respiratory detection device that detects an inspiration-expiration transition time will be described as an example.

第2の実施の形態の呼吸検出装置は、電波送受信部12と、コンピュータ214とを備えている。   The respiration detection apparatus according to the second embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 214.

上記図1では、電波送受信部12を、人体16の胸郭前方に設置して、胸郭前面に対して送信波18を放射しているが、呼吸動及び呼吸音は、胸郭前面及び背面の広範囲で検出可能であり、呼吸動及び呼吸音が検出可能な範囲であれば、電波送受信部12の設置位置及び送信波18の放射位置は問わない。   In FIG. 1 described above, the radio wave transmission / reception unit 12 is installed in front of the thorax of the human body 16, and the transmission wave 18 is radiated to the front of the thorax. The installation position of the radio wave transmission / reception unit 12 and the radiation position of the transmission wave 18 are not limited as long as they can be detected and the respiratory motion and the breathing sound can be detected.

コンピュータ214をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図5に示すように、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により呼吸動周波数信号226及び呼吸音周波数信号228の各々を分離して出力する出力信号分離部224と、呼吸音周波数信号228に基づいて呼吸音パワースペクトル密度240を算出して出力する呼吸音信号パワースペクトル密度算出部238と、呼吸音パワースペクトル密度240に基づいて、吸気相であるか呼気相であるかを判定し、吸気−呼気移行時刻244を検出して出力する吸気−呼気移行判定部242と、呼吸動周波数信号226及び吸気−呼気移行時刻244に基づいて、呼吸動周波数信号226及び呼吸音周波数信号228が同期しているか否かを判定して、吸気−呼気移行時刻248を出力する吸気−呼気移行時刻判定部246とを備えている。なお、呼吸音信号パワースペクトル密度算出部238、吸気−呼気移行判定部242、及び吸気−呼気移行時刻判定部246が、弾性波検出手段の一例である。   When the computer 214 is described by function blocks divided for each function realizing means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 5, the respiratory motion frequency signal 226 is output from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 according to the frequency. And an output signal separation unit 224 that separates and outputs each of the respiratory sound frequency signal 228 and a respiratory sound signal power spectrum density calculation unit 238 that calculates and outputs the respiratory sound power spectral density 240 based on the respiratory sound frequency signal 228. And an inspiratory-expiratory transition determining unit 242 that determines whether the inspiratory phase or the expiratory phase is detected based on the respiratory sound power spectral density 240, and detects and outputs the inspiratory-expiratory transition time 244, and a respiratory motion frequency Based on the signal 226 and the inspiration-expiration transition time 244, the respiratory motion frequency signal 226 and the respiratory sound frequency signal 22 There it is determined whether the synchronized intake - intake outputs the expiration migration time 248 - and an expiratory transition time determination unit 246. Note that the respiratory sound signal power spectral density calculation unit 238, the inspiration-expiration transition determination unit 242, and the inspiration-expiration transition time determination unit 246 are examples of elastic wave detection means.

出力信号分離部224は、電波送受信部12の出力信号22から、0.6Hz以下の周波数帯域の信号を呼吸動周波数信号226として分離して出力すると共に、0.6Hzより大きい周波数帯域の信号を呼吸音周波数信号228として分離して出力する。上記の周波数設定は一例であり、呼吸動と呼吸音が分離可能であれば、他の周波数でも良い。   The output signal separation unit 224 separates and outputs a signal in the frequency band of 0.6 Hz or less as the respiratory motion frequency signal 226 from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 and outputs a signal in a frequency band greater than 0.6 Hz. The respiratory sound frequency signal 228 is separated and output. The above frequency setting is an example, and other frequencies may be used as long as the respiratory motion and the respiratory sound can be separated.

呼吸音周波数信号228には肺胞呼吸音が含まれている。肺胞呼吸音は呼気相より周波数が高い。したがって、呼吸音パワースペクトル密度240が低周波にシフトする時刻が吸気−呼気移行時刻244である。吸気−呼気移行判定部242は、この手法で呼吸音パワースペクトル密度240から呼吸音周波数信号228に基づく吸気−呼気移行時刻244を出力する。また、呼吸音周波数信号228の振幅が小さすぎる、あるいは雑音が大きすぎるため、吸気−呼気移行時刻が導出できないときは、吸気−呼気移行判定部242は、呼吸音に基づく吸気−呼気移行時刻244として、導出不可能であることを示す符号を出力する。   The respiratory sound frequency signal 228 includes alveolar respiratory sound. The alveolar breathing sound has a higher frequency than the expiratory phase. Therefore, the time when the respiratory sound power spectral density 240 shifts to a low frequency is the inspiration-expiration transition time 244. The inspiration-expiration transition determination unit 242 outputs the inspiration-expiration transition time 244 based on the respiratory sound frequency signal 228 from the respiratory sound power spectral density 240 by this method. When the inspiration-expiration transition time cannot be derived because the amplitude of the respiratory sound frequency signal 228 is too small or noise is too large, the inspiration-expiration transition determination unit 242 determines the inspiration-expiration transition time 244 based on the breathing sound. As a result, a code indicating that it cannot be derived is output.

一方、呼吸動信号は、振幅が大きく、呼吸検出には適した信号であり、呼吸音信号と同期した信号であるが、図6に示すように、計測部位によって吸気相/呼気相と呼吸動信号の位相との対応関係が異なる。そのため、吸気−呼気移行時刻判定部246は、呼吸音に基づく吸気−呼気移行時刻244との時間差が所定時間となる範囲内に、呼吸動周波数信号226のピーク点、またはピーク点間の変曲点が存在する場合には、呼吸動周波数信号226及び呼吸音周波数信号228が同期していると判定し、呼吸音に基づく吸気−呼気移行時刻244に最も近い呼吸動周波数信号226のピーク点、またはピーク点間の変曲点を、吸気−呼気移行時刻248を出力する。また、このときの吸気相及び呼気相と呼吸動周波数信号226との対応関係を、吸気−呼気移行時刻判定部246に保存しておく。呼吸音に基づく吸気−呼気移行時刻244が導出不可能である符号であった時は、保存しておいた吸気相及び呼気相と呼吸動周波数信号226との対応関係に基づき、呼吸動周波数信号226の変化から吸気−呼気移行時刻248を推定し、出力する。   On the other hand, the respiratory motion signal has a large amplitude and is suitable for respiratory detection, and is a signal synchronized with the respiratory sound signal. However, as shown in FIG. Correspondence with signal phase is different. Therefore, the inspiration-expiration transition time determination unit 246 has the peak point of the respiratory motion frequency signal 226 or the inflection between the peak points within a range in which the time difference from the inspiration-expiration transition time 244 based on the breathing sound is a predetermined time. If there is a point, it is determined that the respiratory motion frequency signal 226 and the respiratory sound frequency signal 228 are synchronized, and the peak point of the respiratory motion frequency signal 226 closest to the inspiratory-expiratory transition time 244 based on the respiratory sound, Alternatively, an inspiration-expiration transition time 248 is output at the inflection point between peak points. In addition, the correspondence relationship between the inspiratory phase and the expiratory phase at this time and the respiratory motion frequency signal 226 is stored in the inspiratory-expiratory transition time determination unit 246. When the inspiration-expiration transition time 244 based on the respiratory sound is a sign that cannot be derived, the respiratory motion frequency signal is based on the correspondence between the stored inspiratory phase and expiratory phase and the respiratory motion frequency signal 226. An inspiration-expiration transition time 248 is estimated from the change in 226 and output.

次に、第2の実施の形態に係る生体信号判定処理ルーチンについて、図7を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付与する。   Next, a biological signal determination processing routine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is provided about the process similar to 1st Embodiment.

まず、ステップ100で、電波送受信部12による所定期間分の出力信号22を取得する。ステップ252において、上記ステップ100で取得した出力信号22から、呼吸動周波数信号226と呼吸音周波数信号228とを分離する。   First, in step 100, an output signal 22 for a predetermined period by the radio wave transmitting / receiving unit 12 is acquired. In step 252, the respiratory motion frequency signal 226 and the respiratory sound frequency signal 228 are separated from the output signal 22 acquired in step 100.

次のステップ254では、上記ステップ252で分離された呼吸音周波数信号228から、呼吸音パワースペクトル密度240を算出する。ステップ256では、上記ステップ254で算出された呼吸音パワースペクトル密度240に基づいて、吸気相及び呼気相を判定して、呼吸音に基づく吸気−呼気移行時刻244を出力する。   In the next step 254, the respiratory sound power spectral density 240 is calculated from the respiratory sound frequency signal 228 separated in the above step 252. In step 256, the inspiratory phase and the expiratory phase are determined based on the respiratory sound power spectral density 240 calculated in step 254, and the inspiratory-expiratory transition time 244 based on the respiratory sound is output.

次のステップ258では、上記ステップ252で分離された呼吸動周波数信号226と、上記ステップ256で出力された吸気−呼気移行時刻244とに基づいて、呼吸動周波数信号226及び呼吸音周波数信号228が同期していると判定されるときに、吸気−呼気移行時刻248を出力して、生体信号判定処理ルーチンを終了する。   In the next step 258, based on the respiratory motion frequency signal 226 separated in step 252 and the inspiration-expiration transition time 244 output in step 256, the respiratory motion frequency signal 226 and the respiratory sound frequency signal 228 are obtained. When it is determined that they are synchronized, an inspiration-expiration transition time 248 is output, and the biological signal determination processing routine is terminated.

このように、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、呼吸動及び呼吸音の各々に対する周波数帯域の信号を分離し、分離された呼吸動周波数信号及び呼吸音周波数信号が同期しているときの対応関係を用いて、吸気−呼気移行時刻を検出することにより、単一のセンサを用いて非接触で、吸気−呼気移行時刻を精度良く検出することができる。   Thus, the frequency signal for each of respiratory motion and respiratory sound is separated from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, and the separated respiratory motion frequency signal and respiratory sound frequency signal are synchronized. By detecting the inspiration-expiration transition time using the corresponding relationship, the inspiration-expiration transition time can be accurately detected in a non-contact manner using a single sensor.

なお、上記の実施の形態では、吸気−呼気移行時刻を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。本実施の形態では、呼吸動と同時に呼吸音を計測することが可能であるため、呼吸音から知ることができる情報を追加して得ることができる。これにより、気管支喘息や肺炎、肺腺維症、気胸等の呼吸器系疾患の非接触診断も可能になる。   In the above-described embodiment, the case where the inspiration-expiration transition time is detected has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In the present embodiment, since the breathing sound can be measured simultaneously with the respiratory motion, information that can be known from the breathing sound can be additionally obtained. This enables non-contact diagnosis of respiratory diseases such as bronchial asthma, pneumonia, pulmonary fibrosis, and pneumothorax.

さらに、上記の第1の実施の形態で説明した技術を組み合わせて、心拍及び心音を更に検出するようにしてもよい。右脚ブロックや肺動脈弁狭窄、肺動脈弁下狭窄等は、呼吸の呼気時の心音II音の分裂により特徴付けられるが、心音と呼吸動の同時計測により、呼吸と関連する心音の異常を検出しやすくすることができる。   Furthermore, the technique described in the first embodiment may be combined to further detect heartbeats and heart sounds. Right leg block, pulmonary valve stenosis, pulmonary valve stenosis, etc. are characterized by the division of heart sound II during breathing exhalation, but by detecting heart sounds and respiratory motion simultaneously, abnormal heart sounds related to breathing are detected. It can be made easier.

次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、解析対象として設定された種類の信号を抽出する非接触聴診器に、本発明を適用した場合を例に説明する。   Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, a case where the present invention is applied to a non-contact stethoscope that extracts a type of signal set as an analysis target will be described as an example.

第3の実施の形態の非接触聴診器は、電波送受信部12と、コンピュータ314とを備えている。   The non-contact stethoscope according to the third embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 314.

電波送受信部12は、上記図1に示すように、人体胸郭前面に設置して胸郭前面に対して送信波18を放射しているが、電波送受信部12の設置位置及び送信波18の放射位置は問わない。電波送受信部12は、レーダドップラセンサや定在波レーダ等が考えられる。電波送受信部12の出力信号22には、電波照射部位に応じて様々な生体音が含まれている。電波送受信部12の出力信号22は、コンピュータ314に入力される。   As shown in FIG. 1, the radio wave transmission / reception unit 12 is installed on the front surface of the human thorax and radiates the transmission wave 18 to the front surface of the chest, but the installation position of the radio wave transmission / reception unit 12 and the emission position of the transmission wave 18 Does not matter. The radio wave transmission / reception unit 12 may be a radar Doppler sensor, a standing wave radar, or the like. The output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 includes various biological sounds depending on the radio wave irradiation site. The output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 is input to the computer 314.

コンピュータ314をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図8に示すように、非接触聴診器で解析したい信号の種類や特徴の設定入力を受け付けて、解析対象設定318を出力する解析対象設定入力部316と、解析対象設定318を受けて各部の処理に関する設定を出力する信号処理方法設定部320と、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により、解析対象信号に対して基準となる基準信号326を分離して出力する基準信号周波数フィルタ324と、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により、解析対象周波数信号330を分離して出力する解析対象信号周波数フィルタ328と、基準信号326の特徴点を検出して、基準信号特徴点時刻334を出力する基準信号特徴点検出部332と、基準信号特徴点時刻334及び解析対象周波数信号330に基づいて、基準信号326及び解析対象周波数信号330が同期しているか否かにより、解析対象信号338を抽出して出力する解析対象信号抽出部336とを備えている。なお、基準信号周波数フィルタ324及び解析対象信号周波数フィルタ328が、信号分離手段の一例であり、基準信号特徴点検出部332及び解析対象信号抽出部336が、弾性波検出手段の一例である。   If the computer 314 is described with function blocks divided for each function realizing means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 8, it accepts setting input of signal types and features to be analyzed by a non-contact stethoscope. From the analysis target setting input unit 316 that outputs the analysis target setting 318, the signal processing method setting unit 320 that receives the analysis target setting 318 and outputs settings related to the processing of each unit, and the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12, The analysis target frequency signal 330 is separated by the frequency from the reference signal frequency filter 324 that separates and outputs the reference signal 326 serving as a reference for the analysis target signal according to the frequency and the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12. The feature point of the analysis target signal frequency filter 328 and the reference signal 326 to be output is detected, and the reference signal feature point time 33 is detected. Based on the reference signal feature point detection unit 332, the reference signal feature point time 334, and the analysis target frequency signal 330, whether or not the reference signal 326 and the analysis target frequency signal 330 are synchronized. And an analysis target signal extraction unit 336 that extracts and outputs the signal. The reference signal frequency filter 324 and the analysis target signal frequency filter 328 are examples of signal separation means, and the reference signal feature point detection unit 332 and the analysis target signal extraction unit 336 are examples of elastic wave detection means.

解析対象信号入力部316は、非接触聴診器で解析したい信号の種類や特徴に関する設定を受け付ける。設定方法については、例えば、解析対象信号の種類(対象が心音であれば、I音、II音、III音、IV音等、呼吸音であれば、肺胞呼吸音、気管支肺胞呼吸音、気管支呼吸音、気管呼吸音)を入力する方法や、診断したい疾患を入力する方法、解析対象信号の周波数を入力する方法などが考えられる。   The analysis target signal input unit 316 receives settings related to the type and characteristics of a signal to be analyzed by a non-contact stethoscope. Regarding the setting method, for example, the type of analysis target signal (if the target is a heart sound, I sound, II sound, III sound, IV sound, etc., if it is a respiratory sound, alveolar respiratory sound, bronchoalveolar respiratory sound, (Bronchial respiratory sound, tracheal respiratory sound), a method of inputting a disease to be diagnosed, a method of inputting the frequency of an analysis target signal, and the like are conceivable.

心拍と心音や、心音内の各波形(I音、II音、III音、IV音)のように、解析対象信号が基準信号と同期している場合、解析対象信号は、基準信号の特徴点(例えば信号の変曲点、ピーク、立ち上がり等)を起点として、一定の時間窓長さ内に観察されると思われる。そこで、信号処理方法設定部320は、解析対象信号入力部316から入力された解析対象設定318を受け、基準信号を分離するための周波数帯域を示す基準信号周波数342、解析対象信号を分離するための周波数帯域を示す解析対象信号周波数344、及び基準信号の特徴点の種類を示す基準信号特徴点種類346と共に、基準信号特徴点時刻から解析対象信号検出窓開始までの時間348、及び解析対象信号検出窓長さ350を出力する。   When the analysis target signal is synchronized with the reference signal, such as heartbeat and heart sound, and each waveform within the heart sound (I sound, II sound, III sound, IV sound), the analysis target signal is a feature point of the reference signal. It may be observed within a certain time window length starting from (for example, an inflection point, a peak, or a rising edge of a signal). Therefore, the signal processing method setting unit 320 receives the analysis target setting 318 input from the analysis target signal input unit 316 and separates the analysis target signal from the reference signal frequency 342 indicating the frequency band for separating the reference signal. The time 348 from the reference signal feature point time to the start of the analysis target signal detection window, and the analysis target signal, together with the analysis target signal frequency 344 indicating the frequency band of the reference signal and the reference signal feature point type 346 indicating the type of feature point of the reference signal The detection window length 350 is output.

基準信号周波数フィルタ324は、基準信号周波数342に基づき、電波送受信部12の出力信号22から基準信号326を分離して抽出する。解析対象信号周波数フィルタ328は、解析対象信号周波数344に基づき、電波送受信部12の出力信号22から解析対象周波数信号330を分離して抽出する。   The reference signal frequency filter 324 separates and extracts the reference signal 326 from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 based on the reference signal frequency 342. The analysis target signal frequency filter 328 separates and extracts the analysis target frequency signal 330 from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 based on the analysis target signal frequency 344.

基準信号特徴点検出部332は、基準信号326から、基準信号特徴点種類346で指定された特徴点の種類(信号の変化における特徴点や信号の周波数分布の変化における特徴点)を検出して基準信号特徴点時刻334を出力する。解析対象信号抽出部336は、基準信号特徴点時刻334、基準信号特徴点時刻から解析対象信号検出窓開始までの時間348、及び解析対象信号検出窓長さ350に基づき、基準信号特徴点時刻334から時間348だけ経過した時点の解析対象信号検出窓の期間に、解析対象周波数信号330から解析対象信号338を抽出して出力する。解析対象信号338は、解析対象信号出力部340より出力される。なお、上記の解析対象信号検出窓の期間が、基準信号326と同期している解析対象周波数信号330が観察される期間である。   The reference signal feature point detection unit 332 detects, from the reference signal 326, the type of feature point specified by the reference signal feature point type 346 (a feature point in a signal change or a feature point in a signal frequency distribution change). A reference signal feature point time 334 is output. The analysis target signal extraction unit 336 generates a reference signal feature point time 334 based on the reference signal feature point time 334, the time 348 from the reference signal feature point time to the start of the analysis target signal detection window, and the analysis target signal detection window length 350. The analysis target signal 338 is extracted from the analysis target frequency signal 330 and output during the period of the analysis target signal detection window at the time point when the time 348 has passed since the output. The analysis target signal 338 is output from the analysis target signal output unit 340. The period of the analysis target signal detection window is a period during which the analysis target frequency signal 330 synchronized with the reference signal 326 is observed.

解析対象信号出力部340は、例えば、解析対象信号338の波形を画面に表示したり、解析対象信号338のピーク等の時刻を光の明滅で報知したりする。   The analysis target signal output unit 340 displays, for example, the waveform of the analysis target signal 338 on the screen, or notifies the time of the peak of the analysis target signal 338 by blinking light.

次に、第3の実施の形態の非接触聴診器の作用について説明する。   Next, the operation of the non-contact stethoscope of the third embodiment will be described.

ユーザの操作により、コンピュータ314が、非接触聴診器で解析したい信号の種類や特徴の設定を受け付けると、受け付けた解析対象設定318に応じて、基準信号周波数342、解析対象信号周波数344、基準信号特徴点種類346、基準信号特徴点時刻から解析対象信号検出窓開始までの時間348、及び解析対象信号検出窓長さ350を設定する。   When the computer 314 receives settings of the type and characteristics of a signal to be analyzed by a non-contact stethoscope by a user operation, the reference signal frequency 342, the analysis target signal frequency 344, the reference signal are set according to the received analysis target setting 318. The feature point type 346, the time 348 from the reference signal feature point time to the start of the analysis target signal detection window, and the analysis target signal detection window length 350 are set.

そして、電波送受信部12により、人体16に対して、送信波18を連続して放射すると共に、人体16の表面で反射された反射波20を連続して受信し、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力する。このとき、非接触聴診器のコンピュータ314によって、生体信号判定処理ルーチンが繰り返し実行される。以下、生体信号判定処理ルーチンについて説明する。   Then, the radio wave transmission / reception unit 12 continuously radiates the transmission wave 18 to the human body 16, continuously receives the reflected wave 20 reflected on the surface of the human body 16, and responds to the received reflected wave 20. Output signal 22 is output. At this time, the biological signal determination processing routine is repeatedly executed by the computer 314 of the non-contact stethoscope. Hereinafter, the biological signal determination processing routine will be described.

まず、電波送受信部12による所定期間分の出力信号22を取得する。そして、上記で取得した出力信号22から、基準信号326を分離して抽出する。また、出力信号から、解析対象周波数信号330を分離して抽出する。   First, the output signal 22 for a predetermined period by the radio wave transmission / reception unit 12 is acquired. Then, the reference signal 326 is separated and extracted from the output signal 22 acquired above. Further, the analysis target frequency signal 330 is separated and extracted from the output signal.

次に、上記で抽出された基準信号326から、基準信号特徴点時刻334を検出する。そして、上記で分離された解析対象周波数信号330から、検出された基準信号特徴点時刻334と、設定された基準信号特徴点時刻から解析対象信号検出窓開始までの時間348及び解析対象信号検出窓長さ350とに基づいて、解析対象信号338を抽出して出力し、生体信号判定処理ルーチンを終了する。   Next, the reference signal feature point time 334 is detected from the reference signal 326 extracted above. Then, the detected reference signal feature point time 334 from the analysis target frequency signal 330 separated as described above, the time 348 from the set reference signal feature point time to the start of the analysis target signal detection window, and the analysis target signal detection window Based on the length 350, the analysis target signal 338 is extracted and output, and the biological signal determination processing routine is terminated.

以上説明したように、第3の実施の形態に係る非接触聴診器によれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、基準信号及び解析対象周波数信号を分離し、分離された基準信号と同期している解析対象周波数信号が観察される期間において、解析対象信号を抽出することにより、単一のセンサを用いて非接触で、解析対象信号を精度良く検出することができ、解析対象信号の解析を補助することができる。   As described above, according to the non-contact stethoscope according to the third embodiment, the reference signal and the frequency signal to be analyzed are separated from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body. By extracting the analysis target signal during the period when the analysis target frequency signal that is synchronized with the reference signal is observed, the analysis target signal can be accurately detected in a non-contact manner using a single sensor. The analysis of the analysis target signal can be assisted.

なお、上記の実施の形態では、電波送受信部の出力信号22から1つの解析対象周波数信号330を分離する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、複数種類の解析対象周波数信号を分離するようにしてもよい。例えば、図9に示すように、電波送受信部の出力信号22に基づいて、N個の解析対象信号3381〜338Nを出力するようにしてもよい。この場合には、基準信号周波数フィルタ3241〜324Nが、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により、基準信号3261〜326Nを分離して出力する。解析対象信号周波数フィルタ3281〜328Nが、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により、解析対象周波数信号3301〜330Nを分離して出力する。基準信号特徴点検出部3321〜332Nが、基準信号3261〜326Nの特徴点を検出して、基準信号特徴点時刻3341〜334Nを出力する。解析対象信号抽出部3361〜336Nが、基準信号特徴点時刻3341〜334N及び解析対象周波数信号3301〜330Nに基づいて、基準信号3261〜326N及び解析対象周波数信号3301〜330Nの各ペアが同期しているか否かにより、解析対象信号3381〜338Nを抽出して出力する。解析対象信号3381〜338Nは、解析対象信号出力部3401〜340Nより出力される。解析対象信号出力部3401〜340Nは、例えば、心拍タイミングを光の明滅で、心音を音声出力として出力する。これによって、医師のI音及びII音の弁別を補助することができる。   In the above-described embodiment, the case where one analysis target frequency signal 330 is separated from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. You may make it isolate | separate a signal. For example, as illustrated in FIG. 9, N analysis target signals 3381 to 338N may be output based on the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit. In this case, the reference signal frequency filters 3241 to 324N separate the reference signals 3261 to 326N based on the frequency from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 and output the separated signals. The analysis target signal frequency filters 3281 to 328N separate the analysis target frequency signals 3301 to 330N from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 according to the frequency and output the separated signals. The reference signal feature point detectors 3321 to 332N detect the feature points of the reference signals 3261 to 326N and output the reference signal feature point times 3341 to 334N. Based on the reference signal feature point times 3341 to 334N and the analysis target frequency signals 3301 to 330N, the analysis target signal extraction units 3361 to 336N synchronize each pair of the reference signals 3261 to 326N and the analysis target frequency signals 3301 to 330N. The analysis target signals 3383 to 338N are extracted and output depending on whether or not they exist. The analysis target signals 3383 to 338N are output from the analysis target signal output units 3401 to 340N. For example, the analysis target signal output units 3401 to 340N output heartbeats as light output and heart sounds as sound outputs. This can assist the doctor in discriminating between the I and II sounds.

また、上記図9は解析対象信号ごとに1つの基準信号を設定しているが,複数の解析対象信号で共通の基準信号を用いるようにしてもよい。   In FIG. 9, one reference signal is set for each analysis target signal. However, a common reference signal may be used for a plurality of analysis target signals.

次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、生体振動及び生体音を含む複数種類の解析対象信号を抽出して、個人認証を行う個人認証装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第1の実施の形態及び第3の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a case will be described as an example where the present invention is applied to a personal authentication apparatus that extracts a plurality of types of analysis target signals including biological vibration and biological sound and performs personal authentication. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment and 3rd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第4の実施の形態の個人認証装置は、電波送受信部12と、コンピュータ414とを備えている。   The personal authentication apparatus according to the fourth embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 414.

電波送受信部12は、上記図1に示すように、人体胸郭前方に設置して胸郭前面に対して送信波18を放射しているが、電波送受信部12の設置位置及び送信波18の放射位置は問わない。電波送受信部12は、レーダドップラセンサや定在波レーダ等が考えられる。電波送受信部12の出力信号22は、コンピュータ414に入力される。   As shown in FIG. 1, the radio wave transmission / reception unit 12 is installed in front of the human thorax and radiates the transmission wave 18 to the front surface of the chest. However, the installation position of the radio wave transmission / reception unit 12 and the emission position of the transmission wave 18 Does not matter. The radio wave transmission / reception unit 12 may be a radar Doppler sensor, a standing wave radar, or the like. The output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 is input to the computer 414.

コンピュータ414をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図10に示すように、基準信号周波数フィルタ324と、電波送受信部12の出力信号22から、周波数により、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nの各々を分離して出力する第1解析対象信号周波数フィルタ4281〜第N解析対象信号周波数フィルタ428Nと、基準信号特徴点検出部332と、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号434Nの各々の特徴点を検出して、第1解析対象信号特徴点時刻4381〜第N解析対象信号特徴点時刻438Nを出力する第1解析対象信号特徴点検出部4361〜第N解析対象信号特徴点検出部436Nと、基準信号特徴点時刻334に対する解析対象信号特徴点時刻4381〜第N解析対象信号特徴点時刻438Nの各々の時間遅れである第1時間遅れ4421〜第N時間遅れ442Nを算出する第1時間遅れ算出部4401〜第N時間遅れ算出部440Nと、ユーザ毎に予め求めた第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nを記憶した時間遅れデータベース444と、算出された第1時間遅れ4421〜第N時間遅れ442Nを、時間遅れデータベース444に記憶された第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nと照合することにより、個人認証を行って、個人認証結果450を出力する個人認証部448と、を備えている。なお、基準信号周波数フィルタ324、第1解析対象信号周波数フィルタ4281〜第N解析対象信号周波数フィルタ428Nが、信号分離手段の一例である。第1解析対象信号特徴点検出部4361〜第N解析対象信号特徴点検出部436Nが、特徴点検出手段の一例であり、第1時間遅れ算出部4401〜第N時間遅れ算出部440Nが、ずれ算出手段の一例である。また、時間遅れデータベース444及び個人認証部448が、照合手段の一例である。   When the computer 414 is described by function blocks divided for each function realization means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 10, from the reference signal frequency filter 324 and the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12, A first analysis target signal frequency filter 4281 to an Nth analysis target signal frequency filter 428N that outputs each of the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 430N according to the frequency, and a reference signal feature point detection unit 332 The first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 434N are detected, and the first analysis target signal feature point time 4381 to the Nth analysis target signal feature point time 438N are output. The target signal feature point detector 4361 to the Nth analysis target signal feature point detector 436N and the reference signal feature point time 334 First time delay calculation unit 4401 to Nth time delay for calculating first time delay 4421 to Nth time delay 442N, which are time delays of analysis target signal feature point time 4381 to Nth analysis target signal feature point time 438N, respectively. The time delay database 444 storing the calculation unit 440N, the first time delay 4461 to the Nth time delay 446N obtained in advance for each user, and the calculated first time delay 4421 to the Nth time delay 442N A personal authentication unit 448 that performs personal authentication by collating with the first time delay 4461 to the N-th time delay 446N stored in 444 and outputs a personal authentication result 450. The reference signal frequency filter 324 and the first analysis target signal frequency filter 4281 to the Nth analysis target signal frequency filter 428N are examples of signal separation means. The first analysis target signal feature point detection unit 4361 to the Nth analysis target signal feature point detection unit 436N are examples of feature point detection means, and the first time delay calculation unit 4401 to the Nth time delay calculation unit 440N are shifted. It is an example of a calculation means. Further, the time delay database 444 and the personal authentication unit 448 are examples of collating means.

例えば、解析対象の生体振動及び生体音が、心拍動及び心音である場合、基準信号周波数フィルタ324は、電波送受信部12の出力信号22から、心拍あるいは心音のI音に対して定められた周波数帯域の信号を、基準信号326として分離して抽出する。また、第1解析対象信号周波数フィルタ4281〜第N解析対象信号周波数フィルタ428Nは、電波送受信部12の出力信号22から、心音の各周波数成分に対する周波数帯域の信号を、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nとして分離して抽出する。   For example, when the body vibration and body sound to be analyzed are heartbeat and heart sound, the reference signal frequency filter 324 determines the frequency determined for the heartbeat or heart sound I sound from the output signal 22 of the radio wave transmitting / receiving unit 12. The band signal is separated and extracted as the reference signal 326. Further, the first analysis target signal frequency filter 4281 to the Nth analysis target signal frequency filter 428N convert the frequency band signals corresponding to the respective frequency components of the heart sound from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 to the first analysis target signal 4301. The Nth analysis target signal 430N is separated and extracted.

また、解析対象の生体振動及び生体音を、呼吸動及び呼吸音としてもよい。この場合には、基準信号326を、呼吸動の周波数帯域の信号とし、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nを、呼吸音の各周波数成分の周波数帯域の信号とすればよい。また、基準信号326を、呼吸動の周波数帯域の信号とし、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nを、心拍動の周波数帯域の信号や心音の各周波数成分の周波数帯域の信号としてもよい。   Further, the biological vibration and the biological sound to be analyzed may be a respiratory motion and a respiratory sound. In this case, the reference signal 326 may be a signal in the frequency band of respiratory motion, and the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 430N may be signals in the frequency band of each frequency component of the respiratory sound. Further, the reference signal 326 is a signal in the frequency band of respiratory motion, and the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 430N are signals in the frequency band of the heartbeat and the frequency band of each frequency component of the heart sound. Also good.

基準信号特徴点検出部332は、基準信号特徴点時刻334として、例えば、基準信号のピーク時刻を検出する。   The reference signal feature point detector 332 detects, for example, the peak time of the reference signal as the reference signal feature point time 334.

第1解析対象信号特徴点検出部4361〜第N解析対象信号特徴点検出部436Nは、例えば、第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nの包絡線検波を行い、該包絡線のピーク時刻を、第1解析対象信号特徴点時刻4381〜第N解析対象信号特徴点時刻438Nとして検出する。   The first analysis target signal feature point detection unit 4361 to the Nth analysis target signal feature point detection unit 436N, for example, perform envelope detection of the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 430N, and peak the envelope The time is detected as first analysis target signal feature point time 4381 to Nth analysis target signal feature point time 438N.

ここで、心電図R波のピークと心音のI音の周波数分布及び出現タイミングとの関係を調べると、個人によって心音の現れるタイミング及び周波数分布が異なるため、電磁波の反射波から心拍が検出可能であれば、簡便な個人認証が実現できる。   Here, when examining the relationship between the peak of the electrocardiogram R wave and the frequency distribution and the appearance timing of the I sound of the heart sound, the heart sound can be detected from the reflected wave of the electromagnetic wave because the timing and frequency distribution of the heart sound differ depending on the individual. Thus, simple personal authentication can be realized.

そこで、本実施の形態では、個人認証部448によって、時間遅れデータベース444に記憶されているユーザ毎の第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nと、実際算出された第1時間遅れ4421〜第N時間遅れ442Nとを照合して、照合された第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nに対応するユーザであることを認証する。個人認証部448による個人認証結果450は、個人識別結果出力部452から外部に出力される。   Therefore, in the present embodiment, the personal authentication unit 448 uses the first time delay 4461 to the Nth time delay 446N for each user stored in the time delay database 444 and the actually calculated first time delay 4421 to the first time delay. The N time delay 442N is collated to authenticate the user corresponding to the collated first time delay 4461 to the Nth time delay 446N. A personal authentication result 450 by the personal authentication unit 448 is output from the personal identification result output unit 452 to the outside.

次に、第4の実施の形態の個人認証装置の作用について説明する。まず、電波送受信部12により、人体16に対して、送信波18を連続して放射すると共に、人体16の表面で反射された反射波20を連続して受信し、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力する。このとき、個人認証装置のコンピュータ414によって、図11に示す個人認証処理ルーチンが繰り返し実行される。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を用いて説明する。   Next, the operation of the personal authentication device according to the fourth embodiment will be described. First, the radio wave transmission / reception unit 12 continuously radiates the transmission wave 18 to the human body 16 and continuously receives the reflected wave 20 reflected from the surface of the human body 16, and responds to the received reflected wave 20. Output signal 22 is output. At this time, the personal authentication processing routine shown in FIG. 11 is repeatedly executed by the computer 414 of the personal authentication device. Note that the same processing as in the first embodiment will be described using the same reference numerals.

ステップ100で、電波送受信部12による所定期間分の出力信号22を取得する。ステップ470において、上記ステップ100で取得した出力信号22から、基準信号326、及び第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nの各々を分離する。   In step 100, an output signal 22 for a predetermined period by the radio wave transmitting / receiving unit 12 is acquired. In step 470, the reference signal 326 and each of the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target signal 430N are separated from the output signal 22 acquired in step 100.

次のステップ472では、上記ステップ470で分離された基準信号326から、基準信号特徴点時刻334を検出し、ステップ474において、上記ステップ470で分離された第1解析対象信号4301〜第N解析対象信号430Nから、第1解析対象信号特徴点時刻4381〜第N解析対象信号特徴点時刻438Nを検出する。   In the next step 472, the reference signal feature point time 334 is detected from the reference signal 326 separated in step 470. In step 474, the first analysis target signal 4301 to the Nth analysis target separated in step 470 are detected. A first analysis target signal feature point time 4381 to an Nth analysis target signal feature point time 438N are detected from the signal 430N.

そして、ステップ476において、上記ステップ472で検出された基準信号特徴点時刻334に対する、上記ステップ474で検出された第1解析対象信号特徴点時刻4381〜第N解析対象信号特徴点時刻438Nの各々の第1時間遅れ4421〜第N時間遅れ442Nを算出する。   In step 476, each of the first analysis target signal feature point time 4381 to the Nth analysis target signal feature point time 438N detected in step 474 with respect to the reference signal feature point time 334 detected in step 472. First time delay 44211 to Nth time delay 442N are calculated.

次のステップ478では、時間遅れデータベース444から、ユーザ毎に予め求めた第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nを取得し、ステップ480において、上記ステップ476で算出された第1時間遅れ4421〜第N時間遅れ442Nと、上記ステップ478で取得した第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nとをユーザ毎に照合する。そして、ステップ482において、上記ステップ480で照合された第1時間遅れ4461〜第N時間遅れ446Nに対するユーザであると認証した個人認証結果を出力して、個人認証処理ルーチンを終了する。   In the next step 478, the first time delay 4461 to the Nth time delay 446N obtained in advance for each user is acquired from the time delay database 444. In step 480, the first time delay 4421 to the first time delay 4421 calculated in step 476 is acquired. The Nth time delay 442N is compared with the first time delay 4461 to the Nth time delay 446N acquired in step 478 for each user. In step 482, the personal authentication result for authenticating the user for the first time delay 4461 to the N-th time delay 446N collated in step 480 is output, and the personal authentication processing routine is terminated.

以上説明したように、第4の実施の形態に係る個人認証装置によれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、人体に伝播している複数種類の生体振動及び生体音に対する周波数帯域の信号を分離し、基準信号の特徴点の検出時刻に対する各信号の特徴点の検出時刻の時間遅れを、ユーザ毎に予め求められた各信号の特徴点の検出時刻の時間遅れと照合することにより、単一のセンサを用いて非接触で、精度良く個人認証を行なうことができる。   As described above, according to the personal authentication device according to the fourth embodiment, a plurality of types of biological vibrations and biological sounds propagating to the human body from the output signal corresponding to the electromagnetic waves reflected on the surface of the human body. And the time delay of the detection time of the feature point of each signal with respect to the detection time of the feature point of the reference signal, and the time delay of the detection time of the feature point of each signal obtained in advance for each user. By collating, a single sensor can be used for non-contact and accurate personal authentication.

次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態では、音声帯域の信号を抽出して、音声出力する音声出力装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, a case where the present invention is applied to an audio output device that extracts an audio band signal and outputs the audio will be described as an example. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第5の実施の形態の音声出力装置は、電波送受信部12と、コンピュータ514とを備えている。   The audio output device of the fifth embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 514.

電波送受信部12は、上記図1に示すように、人体胸郭前方に設置され、胸郭前面に対して送信波18を放射しているが、電波送受信部12の設置位置及び送信波18の放射位置は問わない。電波送受信部12は、レーダドップラセンサや定在波レーダ等が考えられる。電波送受信部12の出力信号22は、コンピュータ514に入力される。   As shown in FIG. 1, the radio wave transmission / reception unit 12 is installed in front of the human thorax and radiates a transmission wave 18 to the front surface of the rib cage, but the installation position of the radio wave transmission / reception unit 12 and the emission position of the transmission wave 18 Does not matter. The radio wave transmission / reception unit 12 may be a radar Doppler sensor, a standing wave radar, or the like. The output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12 is input to the computer 514.

コンピュータ514をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図12に示すように、電波送受信部12の出力信号22から、周波数に応じて、音声帯域信号522を分離する音声帯域通過フィルタ520を備えている。   When the computer 514 is described by function blocks divided for each function realization means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 12, from the output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12, the audio bandwidth is changed according to the frequency. An audio band pass filter 520 that separates the signal 522 is provided.

音声帯域通過フィルタ520から出力された、予め定められた音声帯域の信号である音声帯域信号522は、音声出力部524に入力され、音声出力部524により、外部へ音声帯域信号522が出力される。例えば、音声出力部524を自動音声認識装置などに接続することにより、精度の高い自動音声認識が実現できる。   An audio band signal 522 that is a signal of a predetermined audio band output from the audio band pass filter 520 is input to the audio output unit 524, and the audio band signal 522 is output to the outside by the audio output unit 524. . For example, by connecting the voice output unit 524 to an automatic voice recognition device or the like, highly accurate automatic voice recognition can be realized.

次に、第5の実施の形態の音声出力装置の作用について説明する。まず、電波送受信部12により、人体16に対して、送信波18を連続して放射すると共に、人体16の表面で反射された反射波20を連続して受信し、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力する。   Next, the operation of the audio output device of the fifth embodiment will be described. First, the radio wave transmission / reception unit 12 continuously radiates the transmission wave 18 to the human body 16 and continuously receives the reflected wave 20 reflected from the surface of the human body 16, and responds to the received reflected wave 20. Output signal 22 is output.

このとき、コンピュータ514によって、出力信号22から、音声帯域信号522を分離して、音声出力部524へ出力し、音声出力部524によって、音声帯域信号522が外部へ出力される。   At this time, the audio band signal 522 is separated from the output signal 22 by the computer 514 and output to the audio output unit 524, and the audio band signal 522 is output to the outside by the audio output unit 524.

以上説明したように、第5の実施の形態に係る音声出力装置によれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、音声帯域の信号を分離し、音声出力部により出力することにより、単一のセンサを用いて非接触で、人が発する音声を出力することができる。   As described above, according to the audio output device according to the fifth embodiment, the audio band signal is separated from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, and is output by the audio output unit. Thus, it is possible to output a sound emitted by a person without contact using a single sensor.

人体を伝播する音や振動は心拍動や呼吸動に伴うものだけではなく、人の発話する音声も伝播すると考えられる。一方、人体外部の雑音は人体を伝播しにくいため、従来のマイクロフォンに比べて、発話に特化したマイクロフォンを実現することができる。   Sounds and vibrations that propagate through the human body are thought to propagate not only those that accompany heartbeats and breathing movements, but also those that humans speak. On the other hand, since noise outside the human body is difficult to propagate through the human body, a microphone specialized for speech can be realized as compared with a conventional microphone.

次に、第6の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態及び第5の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a sixth embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment and 5th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第6の実施の形態では、呼吸動周波数信号を抽出して、呼気相であると判定されるときに、音声帯域信号を出力している点が、第5の実施の形態と異なっている。   The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that an audio band signal is output when a respiratory motion frequency signal is extracted and it is determined that it is the expiration phase.

第6の実施の形態の音声出力装置は、電波送受信部12と、コンピュータ614とを備えている。   The audio output device according to the sixth embodiment includes a radio wave transmission / reception unit 12 and a computer 614.

コンピュータ614をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図13に示すように、音声帯域通過フィルタ520と、電波送受信部12の出力信号22から、呼吸動周波数信号622を分離する呼吸動帯域通過フィルタ620と、呼吸動周波数信号622に基づいて、呼気相であるか否かを判定し、呼気相判定結果626を出力する呼気相判定部624と、呼気相判定結果626に基づいて、呼気相であるときのみ、音声帯域信号522を出力する音声出力スイッチ部628と、を備えている。   When the computer 614 is described in terms of functional blocks divided for each function realizing means determined based on hardware and software, as shown in FIG. 13, an audio band pass filter 520 and an output signal 22 of the radio wave transmission / reception unit 12, A respiratory movement band-pass filter 620 that separates the respiratory motion frequency signal 622; an expiration phase determination unit 624 that determines whether or not the expiration phase is based on the respiratory motion frequency signal 622 and outputs an expiration phase determination result 626; And an audio output switch unit 628 that outputs the audio band signal 522 only when the expiration phase is based on the expiration phase determination result 626.

音声出力スイッチ部628から出力された音声帯域信号522は、音声出力部524に入力され、音声出力部524により、外部へ音声帯域信号522が出力される。   The audio band signal 522 output from the audio output switch unit 628 is input to the audio output unit 524, and the audio output unit 524 outputs the audio band signal 522 to the outside.

次に、第6の実施の形態の個人認証装置の作用について説明する。まず、電波送受信部12により、人体16に対して、送信波18を連続して放射すると共に、人体16の表面で反射された反射波20を連続して受信し、受信した反射波20に応じた出力信号22を出力する。   Next, the operation of the personal authentication device according to the sixth embodiment will be described. First, the radio wave transmission / reception unit 12 continuously radiates the transmission wave 18 to the human body 16 and continuously receives the reflected wave 20 reflected from the surface of the human body 16, and responds to the received reflected wave 20. Output signal 22 is output.

このとき、コンピュータ614によって、出力信号22から、音声帯域信号522を分離する。また、コンピュータ614によって、出力信号22から、呼吸動周波数信号622を分離し、呼吸動周波数信号622に基づいて、呼気相であるか否かを判定する。   At this time, the audio band signal 522 is separated from the output signal 22 by the computer 614. Further, the computer 614 separates the respiratory motion frequency signal 622 from the output signal 22, and determines whether or not it is the expiration phase based on the respiratory motion frequency signal 622.

そして、コンピュータ614によって、呼気相であると判定されたときに、音声帯域信号522を、音声出力部524へ出力し、音声出力部524によって、音声帯域信号522が外部へ出力される。   When the computer 614 determines that it is the expiratory phase, the audio band signal 522 is output to the audio output unit 524, and the audio band signal 522 is output to the outside by the audio output unit 524.

以上説明したように、第6の実施の形態に係る音声出力装置によれば、人体の表面において反射される電磁波に応じた出力信号から、音声帯域の信号を分離し、音声出力部により出力することにより、単一のセンサを用いて非接触で、人が発する音声を出力することができる。   As described above, according to the audio output device according to the sixth embodiment, the audio band signal is separated from the output signal corresponding to the electromagnetic wave reflected on the surface of the human body, and is output by the audio output unit. Thus, it is possible to output a sound emitted by a person without contact using a single sensor.

また、発話は、緩やかな呼気相であると考えられるため,呼吸動を同時に検出することにより、発話しているかどうかを判定することが可能となり、雑音を除去した音声を出力することができる。   Further, since the speech is considered to be a gentle expiratory phase, it is possible to determine whether or not the speech is being made by detecting the respiratory motion at the same time, and it is possible to output the speech from which noise is removed.

なお、上記の各実施の形態では、信号の出力方法として、音声として出力する方法、波形を画面に表示する方法、信号のピーク等の時刻を光の明滅で報知する方法などを例に説明したが、これに限定されるものではなく、出力する信号を、通信回路等を用いて遠隔地に伝送し、伝送した先において、出力するようにしてもよい。   In each of the above embodiments, as a signal output method, a method of outputting as a sound, a method of displaying a waveform on a screen, a method of notifying the time of a signal peak or the like by blinking light, and the like have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and a signal to be output may be transmitted to a remote place using a communication circuit or the like, and output at the destination.

また、上記図4、7の生体信号判定処理ルーチンでは、逐次処理により各処理が実行される場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、心拍検出装置、呼吸検出装置、及び非接触聴診器の各部が、それぞれの処理を並列処理により実行するようにしてもよい。   In the biological signal determination processing routine of FIGS. 4 and 7 described above, the case where each processing is executed by sequential processing has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the heartbeat detection device, the respiration detection device, and Each part of the non-contact stethoscope may execute each process by parallel processing.

また、電波送受信部の出力信号から、周波数に応じて、解析対象の信号を分離する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、解析対象の信号に応じて定められた振幅範囲や位相範囲となる信号を、解析対象の信号として分離するようにしてもよい。   Further, the case where the signal to be analyzed is separated from the output signal of the radio wave transmission / reception unit according to the frequency has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the amplitude determined according to the signal to be analyzed You may make it isolate | separate the signal used as a range and a phase range as a signal of analysis object.

10 心拍検出装置
12 電波送受信部
14、214、314、414、514、614 コンピュータ
16 人体
24、224 出力信号分離部
30 心拍信号ピーク検出部
34 心音信号ピーク検出部
38 心音信号パワースペクトル密度算出部
42 心音ピークI音/II音判定部
46 心拍ピーク確からしさ判定部
238 呼吸音信号パワースペクトル密度算出部
242、246吸気−呼気移行判定部
324 基準信号周波数フィルタ
328 解析対象信号周波数フィルタ
332 基準信号特徴点検出部
336 解析対象信号抽出部
3241〜324N 基準信号周波数フィルタ
3281〜328N 解析対象信号周波数フィルタ
3321〜332N 基準信号特徴点検出部
3361〜336N 解析対象信号抽出部
4281〜428N 解析対象信号周波数フィルタ
4361〜436N 解析対象信号特徴点検出部
4401〜440N 時間遅れ算出部
444 時間遅れデータベース
448 個人認証部
520 音声帯域通過フィルタ
524 音声出力部
620 呼吸動帯域通過フィルタ
624 呼気相判定部
628 音声出力スイッチ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heart rate detection apparatus 12 Radio wave transmission / reception part 14,214,314,414,514,614 Computer 16 Human body 24,224 Output signal separation part 30 Heart rate signal peak detection part 34 Heart sound signal peak detection part 38 Heart sound signal power spectrum density calculation part 42 Heart sound peak I sound / II sound determination unit 46 Heart rate peak probability determination unit 238 Respiratory sound signal power spectrum density calculation unit 242, 246 Inspiration-expiration transition determination unit 324 Reference signal frequency filter 328 Analysis target signal frequency filter 332 Reference signal feature check Output unit 336 Analysis target signal extraction units 3241 to 324N Reference signal frequency filters 3281 to 328N Analysis target signal frequency filters 3321 to 332N Reference signal feature point detection units 3361 to 336N Analysis target signal extraction units 4281 to 428N Analysis target signal frequency filters Ruta 4361-436N Analysis target signal feature point detection unit 4401-440N Time delay calculation unit 444 Time delay database 448 Personal authentication unit 520 Audio band pass filter 524 Audio output unit 620 Respiratory motion band pass filter 624 Expiratory gas phase determination unit 628 Audio output switch Part

Claims (12)

周波数帯域が異なる複数種類の弾性波が伝播している弾性体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、
前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の弾性波の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波に関する情報を検出する弾性波検出手段と、
を含む弾性波検出装置。
Electromagnetic waves are radiated to an elastic body in which multiple types of elastic waves with different frequency bands are propagating, and the electromagnetic waves reflected on the surface of the elastic body are received, and an output signal corresponding to the received electromagnetic waves is output. Electromagnetic wave transmission / reception means,
Signal separating means for separating a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of elastic waves from the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving means;
Elastic wave detection means for detecting information on the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means;
An elastic wave detection device including:
前記弾性体を生体とし、
前記弾性波を、生体振動又は生体音とした請求項1記載の弾性波検出装置。
The elastic body is a living body,
The elastic wave detection apparatus according to claim 1, wherein the elastic wave is a biological vibration or a biological sound.
前記複数種類の弾性波は、心拍動及び心音を含む請求項2記載の弾性波検出装置。   The elastic wave detection device according to claim 2, wherein the plurality of types of elastic waves include heartbeat and heart sounds. 前記複数種類の弾性波は、呼吸動及び呼吸音を含む請求項2記載の弾性波検出装置。   The elastic wave detection device according to claim 2, wherein the plurality of types of elastic waves include respiratory motion and respiratory sound. 前記弾性波検出手段は、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化に基づいて、前記少なくとも1種類の前記弾性波に対する前記信号から、前記弾性波に関する情報を検出する請求項1〜請求項4の何れか1項記載の弾性波検出装置。   The said elastic wave detection means detects the information regarding the said elastic wave from the said signal with respect to the said at least 1 type of said elastic wave based on the change of the said signal, or the change of the distribution of a frequency component. The elastic wave detection device according to any one of the above. 周波数帯域が異なる複数種類の生体振動又は生体音が伝播している人体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、
前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の生体振動又は生体音の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波の各々に対する前記信号について、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記特徴点検出手段によって検出された各信号の特徴点の検出時刻のずれを算出するずれ算出手段と、
前記ずれ算出手段によって算出された前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと、前記人体について予め求められた前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれとを照合する照合手段と、
を含む個人認証装置。
An electromagnetic wave is radiated to a human body through which multiple types of biological vibrations or body sounds with different frequency bands are propagated, and an electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body is received, and an output signal corresponding to the received electromagnetic wave Electromagnetic wave transmitting and receiving means for outputting,
A signal separation means for separating a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of biological vibrations or biological sounds from the output signal output by the electromagnetic wave transmission / reception means;
Feature point detection means for detecting a feature point of a change in the signal or a change in the distribution of frequency components for the signal for each of the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means;
A deviation calculating means for calculating a deviation in detection time of feature points of each signal detected by the feature point detecting means;
Collating means for collating the deviation of the detection time of the feature point of each signal calculated by the deviation calculation means and the deviation of the detection time of the feature point of each signal obtained in advance for the human body;
Including personal authentication device.
前記複数種類の生体振動又は生体音は、心拍動及び心音を含む請求項6記載の個人認証装置。   The personal authentication device according to claim 6, wherein the plurality of types of biological vibrations or biological sounds include heartbeat and heart sounds. 前記複数種類の生体振動又は生体音は、呼吸動及び呼吸音を含む請求項6記載の個人認証装置。   The personal authentication device according to claim 6, wherein the plurality of types of biological vibrations or biological sounds include respiratory motion and respiratory sound. 生体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段と、
前記電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、予め定められた音声帯域の信号を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段によって分離された音声帯域の信号を、音声出力部により出力する出力手段と、
を含む音声出力装置。
Electromagnetic wave transmitting and receiving means for radiating electromagnetic waves to a living body, receiving electromagnetic waves reflected on the surface of the elastic body, and outputting an output signal corresponding to the received electromagnetic waves;
Signal separating means for separating a signal of a predetermined audio band from the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving means;
An output means for outputting a signal in the audio band separated by the signal separation means by an audio output unit;
Audio output device including
前記信号分離手段は、前記検出信号から、前記予め定められた音声帯域の信号、及び予め求められた呼吸動の周波数帯域の信号を分離し、
前記出力手段は、前記信号分離手段によって分離された前記呼吸動の周波数帯域の信号に基づいて、呼気相であるか否かを判定し、呼気相であると判定されたときに分離された前記音声帯域の信号を、前記音声出力部により出力する請求項9記載の音声出力装置。
The signal separation means separates the signal of the predetermined voice band and the signal of the frequency band of the respiratory motion obtained in advance from the detection signal,
The output means determines whether or not it is an expiratory phase based on the signal in the frequency band of the respiratory motion separated by the signal separating means, and the separated when it is determined that it is the expiratory phase The voice output device according to claim 9, wherein a voice band signal is output by the voice output unit.
コンピュータを、
周波数帯域が異なる複数種類の弾性波が伝播している弾性体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の弾性波の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段、及び
前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波に関する情報を検出する弾性波検出手段
として機能させるための弾性波検出プログラム。
Computer
Electromagnetic waves are radiated to an elastic body in which multiple types of elastic waves with different frequency bands are propagating, and the electromagnetic waves reflected on the surface of the elastic body are received, and an output signal corresponding to the received electromagnetic waves is output. Signal separating means for separating a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of elastic waves from the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving means, and the signal separation The elastic wave detection program for functioning as an elastic wave detection means which detects the information regarding the said multiple types of elastic wave isolate | separated by the means.
コンピュータを、
周波数帯域が異なる複数種類の生体振動又は生体音が伝播している人体に対して、電磁波を放射し、前記弾性体の表面において反射される電磁波を受信して、受信した電磁波に応じた出力信号を出力する電磁波送受信手段により出力された前記出力信号から、前記複数種類の生体振動又は生体音の各々に対して予め定められた周波数帯域、振幅範囲、又は位相範囲の信号を分離する信号分離手段、
前記信号分離手段によって分離された前記複数種類の弾性波の各々に対する前記信号について、前記信号の変化又は周波数成分の分布の変化の特徴点を検出する特徴点検出手段、
前記特徴点検出手段によって検出された各信号の特徴点の検出時刻のずれを算出するずれ算出手段、及び
前記ずれ算出手段によって算出された前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれと、前記人体について予め求められた前記各信号の前記特徴点の検出時刻のずれとを照合する照合手段
として機能させるための個人認証プログラム。
Computer
An electromagnetic wave is radiated to a human body through which multiple types of biological vibrations or body sounds with different frequency bands are propagated, and an electromagnetic wave reflected on the surface of the elastic body is received, and an output signal corresponding to the received electromagnetic wave Separating means for separating a signal in a predetermined frequency band, amplitude range, or phase range for each of the plurality of types of biological vibrations or biological sounds from the output signal output by the electromagnetic wave transmitting / receiving means for outputting ,
Feature point detection means for detecting a feature point of a change in the signal or a change in the distribution of frequency components for the signal for each of the plurality of types of elastic waves separated by the signal separation means;
A deviation calculating means for calculating a deviation in detection time of a feature point of each signal detected by the feature point detecting means; a deviation in detection time of the feature point in each signal calculated by the deviation calculating means; The personal authentication program for functioning as a collation means which collates with the shift | offset | difference of the detection time of the said feature point of each said signal previously calculated | required about the human body.
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