JP2014057644A - Information extraction device and information extraction method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information extraction device capable of shortening processing time for extracting information included in a biosignal.SOLUTION: An information extraction device for extracting information included in a measured biosignal comprises: a comparison part for comparing a template signal with the biosignal after changing a phase of the template signal; an acquired information output part for, when a result of comparison after changing the phase meets a prescribed condition, outputting information to be acquired from the template signal most approximated to the biosignal; and a waveform width adjustment part for, when the result of comparison after changing the phase does not meet the prescribed condition, adjusting a waveform width of the template signal to be compared with the biosignal.

Description

本発明は、計測された生体信号に含まれる情報を抽出する情報抽出装置及び情報抽出方法に関する。   The present invention relates to an information extraction apparatus and an information extraction method for extracting information included in a measured biological signal.

計測された生体信号に含まれる情報を抽出する技術に関する先行技術文献として、例えば特許文献1が知られている。特許文献1には、計測された心拍信号からテンプレート信号を作成し、この作成したテンプレート信号と計測された心拍信号との相関係数に基づいて、計測された心拍信号に含まれる所望の情報を取得する、信号ピーク測定システムが開示されている。   For example, Patent Document 1 is known as a prior art document relating to a technique for extracting information included in a measured biological signal. In Patent Document 1, a template signal is created from a measured heartbeat signal, and desired information included in the measured heartbeat signal is obtained based on a correlation coefficient between the created template signal and the measured heartbeat signal. A signal peak measurement system for obtaining is disclosed.

特開2010−286268号公報JP 2010-286268 A

しかしながら、上述の従来技術では、計測された心拍信号等の生体信号に含まれる所望の情報を取得するには、一定時間計測された生体信号を加算平均しなければならないため、生体信号に含まれる情報の抽出処理時間が増大する。   However, in the above-described prior art, in order to obtain desired information included in a biological signal such as a measured heartbeat signal, the biological signal measured for a certain period of time must be averaged, and thus included in the biological signal. Information extraction processing time increases.

本発明は、生体信号に含まれる情報の抽出処理時間を短縮できる、情報抽出装置及び情報抽出方法の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide an information extraction apparatus and an information extraction method that can shorten the extraction processing time of information included in a biological signal.

上記目的を達成するため、本発明は、
計測された生体信号に含まれる情報を抽出する情報抽出装置であって、
テンプレート信号と前記生体信号とを前記テンプレート信号の位相を変えて比較する比較部と、
位相を変えて比較した結果が所定の条件を満たす場合、前記生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報を出力する取得情報出力部と、
位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たさない場合、前記生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を調整する波形幅調整部とを備えることを特徴とする、情報抽出装置を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An information extraction device for extracting information contained in a measured biological signal,
A comparison unit that compares the template signal and the biological signal by changing the phase of the template signal;
When the result of comparison by changing the phase satisfies a predetermined condition, an acquisition information output unit that outputs information acquired from the template signal that is closest to the biological signal;
An information extraction apparatus comprising: a waveform width adjusting unit that adjusts a waveform width of a template signal compared with the biological signal when a result of comparison by changing a phase does not satisfy the predetermined condition To do.

また、上記目的を達成するため、本発明は、
計測された生体信号に含まれる情報を抽出する情報抽出方法であって、
テンプレート信号と前記生体信号とを前記テンプレート信号の位相を変えて比較し、位相を変えて比較した結果が所定の条件を満たす場合、前記生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報を出力し、位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たさない場合、前記生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を調整することを特徴とする、情報抽出方法を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An information extraction method for extracting information contained in a measured biological signal,
Compares the template signal with the biological signal by changing the phase of the template signal, and outputs the information obtained from the template signal that most closely approximates the biological signal when the result of the comparison by changing the phase satisfies a predetermined condition Then, when the result of comparison by changing the phase does not satisfy the predetermined condition, an information extraction method is provided, wherein the waveform width of the template signal compared with the biological signal is adjusted.

本発明によれば、生体信号に含まれる情報の抽出処理時間を短縮できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the extraction processing time of the information contained in a biological signal can be shortened.

情報抽出装置の一例である。It is an example of an information extraction device. 情報抽出方法の一例である。It is an example of the information extraction method. テンプレート信号の波形の一例である。It is an example of the waveform of a template signal. 生体信号の一例である。It is an example of a biological signal. 生体信号に含まれる原信号及びノイズの一例である。It is an example of the original signal and noise contained in a biological signal. 一致度の演算方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the calculation method of a coincidence degree. テンプレート信号を時間軸上でシフトしたときの波形の一例である。It is an example of a waveform when a template signal is shifted on the time axis. 波形幅の長いテンプレート信号の一例である。It is an example of a template signal with a long waveform width. 波形幅の長いテンプレート信号を使用した場合の一致度の演算結果である。It is a calculation result of the coincidence when a template signal having a long waveform width is used. 情報抽出装置の一例である。It is an example of an information extraction device. 情報抽出処理方法の一例である。It is an example of an information extraction processing method. テンプレート信号の波形の一例である。It is an example of the waveform of a template signal. 一致度の演算方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the calculation method of a coincidence degree. 特徴量の算出方法の一例である。It is an example of the calculation method of a feature-value.

以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<情報抽出装置及び情報抽出方法の第1の例>
図1は、第1の実施形態である情報抽出装置1の構成を示したブロック図である。情報抽出装置1は、テンプレート信号と計測された生体信号とを比較することで、その計測された生体信号に含まれる心拍等の生体情報を抽出するものである。
<First Example of Information Extraction Apparatus and Information Extraction Method>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an information extraction apparatus 1 according to the first embodiment. The information extraction apparatus 1 extracts biological information such as heartbeats included in the measured biological signal by comparing the template signal and the measured biological signal.

情報抽出装置1は、生体信号検出器31と、基準生体信号格納部32と、基準生体信号変数調整回路33と、2信号一致度演算回路34と、一致度判定回路35と、基準生体信号変数演算回路36とを備えている。基準生体信号格納部32と、基準生体信号変数調整回路33と、2信号一致度演算回路34と、一致度判定回路35と、基準生体信号変数演算回路36は、例えばCPUを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。   The information extraction apparatus 1 includes a biological signal detector 31, a reference biological signal storage unit 32, a reference biological signal variable adjustment circuit 33, a two-signal coincidence degree calculation circuit 34, a coincidence degree determination circuit 35, and a reference biological signal variable. And an arithmetic circuit 36. The reference biological signal storage unit 32, the reference biological signal variable adjustment circuit 33, the two-signal coincidence calculation circuit 34, the coincidence determination circuit 35, and the reference biological signal variable calculation circuit 36 are configured by, for example, a microcomputer including a CPU. Has been.

生体信号検出器31は、計測された人体の生体信号を出力する検出部である。生体信号検出器31は、例えば、レーザーやマイクロ波等の電磁波を人体に照射し、その人体からの反射波に基づいて、その人体の生体情報を含んだ生体信号を出力する。生体信号検出器31から出力される生体信号は、例えば、人体への照射波と人体からの反射波との位相差信号である。   The biological signal detector 31 is a detection unit that outputs a measured biological signal of the human body. The biological signal detector 31 irradiates a human body with an electromagnetic wave such as a laser or a microwave, and outputs a biological signal including biological information of the human body based on a reflected wave from the human body. The biological signal output from the biological signal detector 31 is, for example, a phase difference signal between an irradiation wave on the human body and a reflected wave from the human body.

生体信号検出器31は、例えば、このような電磁波を照射することによって、心臓の拍動に伴う皮膚あるいは筋肉の微細な変化に応じて計測された生体信号を出力する。このように計測された生体信号には、心拍に対応したピーク成分が生体情報として含まれているため、このピーク成分の間隔から、心拍の間隔を測定できる。電磁波の使用によって、服を着たままでも、非接触で、心拍等の生体情報が含まれる生体信号を計測できる。   The biological signal detector 31 outputs, for example, a biological signal measured according to a minute change in the skin or muscle accompanying the pulsation of the heart by irradiating such an electromagnetic wave. Since the biological signal measured in this way includes a peak component corresponding to the heartbeat as biological information, the interval between the heartbeats can be measured from the interval between the peak components. By using electromagnetic waves, a biological signal including biological information such as a heartbeat can be measured in a non-contact manner while wearing clothes.

なお、計測された生体信号を出力する手段は、生体信号検出器31でもよいし、生体信号検出器31によって計測された生体信号を格納するメモリ等の格納部でもよい。   The means for outputting the measured biological signal may be the biological signal detector 31 or a storage unit such as a memory for storing the biological signal measured by the biological signal detector 31.

基準生体信号格納部32は、生体信号検出器31により計測された生体信号に比較される基準生体信号(テンプレート信号)を特定する情報を予め格納する格納手段である。基準生体信号格納部32の具体例として、EEPROM等の不揮発性メモリが挙げられる。また、テンプレート信号を特定する情報は、例えば、テンプレート信号を特定する式の係数情報でもよいし、テンプレート信号上の点を特定する座標データ(例えば、波形強度(波形振幅)と位相とによって構成される座標データ)でもよい。   The reference biological signal storage unit 32 is storage means for storing in advance information for specifying a reference biological signal (template signal) to be compared with the biological signal measured by the biological signal detector 31. A specific example of the reference biological signal storage unit 32 is a nonvolatile memory such as an EEPROM. The information for specifying the template signal may be, for example, coefficient information of an expression for specifying the template signal, or is constituted by coordinate data (for example, waveform intensity (waveform amplitude) and phase) for specifying a point on the template signal. Coordinate data).

テンプレート信号は、計測対象である生体信号の時間に関する特徴量を変数とする基準生体信号である。計測対象である生体信号の時間に関する特徴量として、例えば、波形幅及び位相が挙げられる。   The template signal is a reference biological signal in which a characteristic amount related to time of the biological signal to be measured is a variable. Examples of the feature quantity related to the time of the biological signal to be measured include a waveform width and a phase.

基準生体信号変数調整回路33は、生体信号検出器31により計測された生体信号に比較されるテンプレート信号の変数を調整する調整部である。テンプレート信号が波形幅及び位相を変数としている場合、基準生体信号変数調整回路33は、テンプレート信号の位相を調整することが可能な位相調整部と、テンプレート信号の波形幅を調整することが可能な波形幅調整部とを有している。   The reference biological signal variable adjustment circuit 33 is an adjustment unit that adjusts a template signal variable to be compared with the biological signal measured by the biological signal detector 31. When the template signal uses the waveform width and the phase as variables, the reference biological signal variable adjustment circuit 33 can adjust the phase of the template signal and the waveform width of the template signal. And a waveform width adjusting unit.

2信号一致度演算回路34は、生体信号検出器31により計測された生体信号と、基準生体信号変数調整回路33により変数が調整されるテンプレート信号とを、時間に関する特徴量について比較する比較部である。2信号一致度演算回路34は、例えば、波形幅及び位相を変数とするテンプレート信号と生体信号検出器31により計測された生体信号とを、そのテンプレート信号の位相を変えて比較する。2信号一致度演算回路34は、例えば、生体信号検出器31により計測された生体信号と該生体信号に比較されるテンプレート信号との一致度を、該テンプレート信号の位相を変えて演算する一致度演算部を有している。   The two-signal coincidence calculation circuit 34 is a comparison unit that compares the biological signal measured by the biological signal detector 31 and the template signal whose variable is adjusted by the reference biological signal variable adjustment circuit 33 with respect to a feature amount related to time. is there. For example, the two-signal coincidence calculation circuit 34 compares the template signal having the waveform width and the phase as variables with the biological signal measured by the biological signal detector 31 by changing the phase of the template signal. The two-signal coincidence calculation circuit 34 calculates, for example, the degree of coincidence between the biological signal measured by the biological signal detector 31 and the template signal compared with the biological signal by changing the phase of the template signal. It has a calculation part.

一致度判定回路35は、位相を変えて比較した結果が所定の条件を満たしているか否かについて判定する判定部である。一致度判定回路35は、例えば、2信号一致度演算回路34によって位相を変えて演算された一致度が所定の条件を満たしているか否かについて判定する。所定の条件については後述する。   The coincidence determination circuit 35 is a determination unit that determines whether or not the result of comparison by changing the phase satisfies a predetermined condition. The coincidence determination circuit 35 determines, for example, whether or not the coincidence calculated by changing the phase by the two-signal coincidence calculation circuit 34 satisfies a predetermined condition. The predetermined condition will be described later.

基準生体信号変数演算回路36は、位相を変えて比較した結果が後述の所定の条件を満たしていると一致度判定回路35によって判定された場合、計測された生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報を、該生体信号に含まれる情報として出力する取得情報出力部である。また、基準生体信号変数演算回路36は、位相を変えて比較した結果が後述の所定の条件を満たしていないと一致度判定回路35によって判定された場合、計測された生体信号に比較されるテンプレート信号の変数の更新値を新たに作成する更新値作成部を有している。   When the coincidence determination circuit 35 determines that the comparison result obtained by changing the phase satisfies a predetermined condition described later, the reference biological signal variable calculation circuit 36 uses the template signal that most closely approximates the measured biological signal. It is an acquisition information output part which outputs the acquired information as information contained in the biological signal. In addition, the reference biological signal variable calculation circuit 36 is a template that is compared with the measured biological signal when the coincidence determination circuit 35 determines that the comparison result obtained by changing the phase does not satisfy a predetermined condition described later. An update value creation unit for creating a new update value of the signal variable is provided.

図2は、第1の実施形態である情報抽出方法のフローチャートの一例である。以下、図1の構成を参照して、図2内の各ステップについて詳細に説明する。   FIG. 2 is an example of a flowchart of the information extraction method according to the first embodiment. Hereinafter, each step in FIG. 2 will be described in detail with reference to the configuration of FIG.

[ステップS41:テンプレート信号の作成]
基準生体信号変数調整回路33は、基準生体信号格納部32に予め設定された変数の初期値(波形幅の初期値及び位相の初期値)を使用して、生体信号検出器31により計測された生体信号との比較に使用されるテンプレート信号を予め作成する。
[Step S41: Creation of Template Signal]
The reference biological signal variable adjustment circuit 33 is measured by the biological signal detector 31 using the initial values of the variables (the initial value of the waveform width and the initial value of the phase) preset in the reference biological signal storage unit 32. A template signal used for comparison with the biological signal is created in advance.

図3は、計測された生体信号に比較されるテンプレート信号の波形の一例を示した図である。テンプレート信号の波形は、計測対象である生体信号の標準的な波形の形状及び波形幅に基づいて決定されるとよい。図3に例示されるテンプレート信号に含まれる三角パルスの波形は、心拍に伴い三角波形状に変動する体表面の変位を計測対象として想定して決定されたものである。なお、図3のテンプレート信号に含まれる三角パルスの波形幅と波形強度については、簡単化のため、任意の値及び単位を用いている。図3の場合、三角パルスの波形幅は8(=13−5)秒であり、三角パルスの波形強度は4(=5−1)である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform of a template signal compared with the measured biological signal. The waveform of the template signal may be determined based on the standard waveform shape and waveform width of the biological signal to be measured. The waveform of the triangular pulse included in the template signal illustrated in FIG. 3 is determined on the assumption that the displacement of the body surface that changes to a triangular wave shape with a heartbeat is a measurement target. Note that arbitrary values and units are used for the waveform width and waveform intensity of the triangular pulse included in the template signal of FIG. 3 for simplicity. In the case of FIG. 3, the waveform width of the triangular pulse is 8 (= 13-5) seconds, and the waveform intensity of the triangular pulse is 4 (= 5-1).

[ステップS42:一致度演算回路への2信号の入力]
生体信号検出器31により計測された図4の波形を有する生体信号と基準生体信号変数調整回路33によって作成された図3の波形を有するテンプレート信号が、2信号一致度演算回路34に入力される。図4に例示される生体信号の波形は、図5に例示される心拍一拍分の原信号とランダムノイズとを重畳させることによって、心拍に伴い変動する体表面の変位をレーザー変位計で計測したときの波形を擬似的に再現したものである。
[Step S42: Input Two Signals to Matching Level Calculation Circuit]
The biological signal having the waveform of FIG. 4 measured by the biological signal detector 31 and the template signal having the waveform of FIG. 3 created by the reference biological signal variable adjustment circuit 33 are input to the two-signal coincidence calculation circuit 34. . The waveform of the biological signal illustrated in FIG. 4 is obtained by measuring the displacement of the body surface that varies with the heartbeat with a laser displacement meter by superimposing the original signal for one heartbeat illustrated in FIG. 5 and random noise. The simulated waveform is reproduced.

[ステップS43:2信号の一致度の演算]
2信号一致度演算回路34は、図4の生体信号と図3のテンプレート信号との一致度を図3のテンプレート信号の異なる位相毎に演算する。2信号一致度演算回路34は、図6(a)(b)に示されるように、テンプレート信号T(t)を時間軸上で順次シフトさせる(グラフ上では、左から右へシフトさせる)。そして、テンプレート信号T(t)がシフトするごとに図6(c)の生体信号S(t)と時間軸上でシフトしたテンプレート信号T(t)とを乗算し、その乗算値を積分する。
[Step S43: Calculation of coincidence of two signals]
The two-signal coincidence calculation circuit 34 calculates the coincidence between the biological signal in FIG. 4 and the template signal in FIG. 3 for each different phase of the template signal in FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, the two-signal coincidence calculation circuit 34 sequentially shifts the template signal T (t) on the time axis (shifts from left to right on the graph). Each time the template signal T (t) is shifted, the biological signal S (t) in FIG. 6C is multiplied by the template signal T n (t) shifted on the time axis, and the multiplied value is integrated. .

テンプレート信号T(t)のシフト量nは、生体信号のサンプリング周期(ここでは、1)から特徴量検知分解能要求を満足する最大シフト値までの値に適宜選択されるとよい。以下では、テンプレート信号T(t)の単位シフト量を1として説明する。   The shift amount n of the template signal T (t) may be appropriately selected as a value from the biological signal sampling period (here, 1) to the maximum shift value that satisfies the feature amount detection resolution requirement. In the following description, the unit shift amount of the template signal T (t) is assumed to be 1.

生体信号S(t)とテンプレート信号T(t)との一致度が高いシフト量nでは、積分値が大きくなり、一致度が低いシフト量nでは、積分値が小さくなる。 The integral value is large at the shift amount n where the coincidence between the biological signal S (t) and the template signal T n (t) is high, and the integral value is small at the shift amount n where the coincidence is low.

各シフト量nにおける一致度をM(n)とした場合、一致度演算は式(1)のように表現される。

Figure 2014057644
When the degree of coincidence at each shift amount n is M (n), the degree of coincidence calculation is expressed as equation (1).
Figure 2014057644

積分範囲[a,b]は、計測対象となる生体信号の標準的な波形幅以上の範囲を設定するとよい。   The integration range [a, b] may be set to a range equal to or larger than the standard waveform width of the biological signal to be measured.

図6(d)は、式(1)を使い、図4の生体信号S(t)と図3のテンプレート信号T(t)との一致度を、テンプレート信号T(t)の時間軸上の異なるシフト量n毎に演算した結果である。   FIG. 6D shows the degree of coincidence between the biological signal S (t) in FIG. 4 and the template signal T (t) in FIG. 3 on the time axis of the template signal T (t) using the equation (1). It is the result calculated for each different shift amount n.

図6(d)に示されるように、シフト量nが4のときの一致度が最も高くなる。図7は、図6(a)のテンプレート信号を4シフトさせた波形であり、この波形を有するテンプレート信号T(t)が生体信号S(t)と最も近似していることになる。図7のテンプレート信号T(t)のピーク時刻は9であり、これは図5の原信号のピーク時刻9と一致する。つまり、図4のノイズが重畳しているときの生体信号のピーク時刻8ではなく、図5の原信号のピーク時刻9が抽出されている。このように、ノイズが重畳した生体信号から原信号のピーク時刻の抽出が、パルス幅及び位相を変数とする比較的簡易なテンプレート信号を用いることで可能となる。 As shown in FIG. 6D, the degree of coincidence becomes highest when the shift amount n is 4. FIG. 7 shows a waveform obtained by shifting the template signal of FIG. 6A by four, and the template signal T 4 (t) having this waveform is most approximate to the biological signal S (t). The peak time of the template signal T 4 (t) in FIG. 7 is 9, which coincides with the peak time 9 of the original signal in FIG. That is, the peak time 9 of the original signal of FIG. 5 is extracted instead of the peak time 8 of the biological signal when the noise of FIG. 4 is superimposed. As described above, the peak time of the original signal can be extracted from the biological signal on which the noise is superimposed by using a relatively simple template signal having the pulse width and the phase as variables.

[ステップS44:一致度の判定]
計測対象となる生体信号に対して、適切なテンプレート信号が用いられなければ、原信号のピーク時刻を精度よく抽出できない。これを解消するため、一致度の演算結果に対して、その有意性の判定を実施する。
[Step S44: Judgment of Concordance]
Unless an appropriate template signal is used for the biological signal to be measured, the peak time of the original signal cannot be extracted with high accuracy. In order to eliminate this, the significance of the calculation result of the matching degree is determined.

例として、図3のテンプレート信号の三角パルスよりも波形幅の長い三角パルスを有するテンプレート信号(図8)を用いた場合、上述の式(1)に従って一致度M(n)を演算すると、図9のようになる。   As an example, when the template signal (FIG. 8) having a triangular pulse having a waveform width longer than the triangular pulse of the template signal of FIG. 3 is used, the degree of coincidence M (n) is calculated according to the above equation (1). It becomes like 9.

図6(d)の一致度の演算結果と図9の一致度の演算結果とを比較すると、図9の波形は、図6(d)の波形よりも平坦化しているため、最高の一致度のときのシフト量(ピーク時刻)の検知が困難である。   When the coincidence calculation result of FIG. 6D is compared with the coincidence calculation result of FIG. 9, the waveform of FIG. 9 is flatter than the waveform of FIG. It is difficult to detect the shift amount (peak time) at this time.

そこで、一致度判定回路35は、ステップS44において、シフト量毎に演算された一致度が所定の条件を満たすか否かによって、シフト量毎に演算された一致度の有意性を判定する。例えば、一致度演算結果より得られた図6(d)の一致度波形に基づいて得られる特徴量(偏差等)に対して目標値を設定し、その目標値を満足するか否かによって、一致度演算結果の有意性が判定される。   Therefore, the coincidence determination circuit 35 determines the significance of the coincidence calculated for each shift amount depending on whether or not the coincidence calculated for each shift amount satisfies a predetermined condition in step S44. For example, a target value is set for a feature amount (deviation etc.) obtained based on the coincidence waveform in FIG. 6D obtained from the coincidence calculation result, and whether or not the target value is satisfied, The significance of the coincidence calculation result is determined.

具体的には、一致度判定回路35は、例えば、各位相での一致度(つまり、シフト量毎に演算された一致度)のばらつきが所定のばらつき基準を満たすか否かを判定する。例えば、一致度判定回路35は、シフト量毎に演算された一致度の標準偏差が所定の閾値以上の場合、シフト量毎に演算された一致度のばらつきが所定のばらつき基準を満たしていると判定し、シフト量毎に演算された一致度の標準偏差が所定の閾値未満の場合、シフト量毎に演算された一致度のばらつきが所定のばらつき基準を満たしていないと判定するとよい。また、例えば、一致度判定回路35は、シフト量毎に演算された一致度の最大値と最小値との差が所定の閾値以上の場合、シフト量毎に演算された一致度のばらつきが所定のばらつき基準を満たしていると判定し、シフト量毎に演算された一致度の最大値と最小値との差が所定の閾値未満の場合、シフト量毎に演算された一致度のばらつきが所定のばらつき基準を満たしていないと判定するとよい。   Specifically, the coincidence determination circuit 35 determines, for example, whether or not the variation in the coincidence at each phase (that is, the coincidence calculated for each shift amount) satisfies a predetermined variation criterion. For example, when the standard deviation of the degree of coincidence calculated for each shift amount is equal to or greater than a predetermined threshold, the degree of coincidence determination circuit 35 determines that the variation in the degree of coincidence calculated for each shift amount satisfies a predetermined variation criterion. When the standard deviation of the degree of coincidence calculated for each shift amount is less than a predetermined threshold, it is preferable to determine that the variation in the degree of coincidence calculated for each shift amount does not satisfy the predetermined variation criterion. Further, for example, when the difference between the maximum value and the minimum value of the degree of coincidence calculated for each shift amount is equal to or greater than a predetermined threshold, the degree of coincidence determination circuit 35 determines that the degree of coincidence variation calculated for each shift amount is predetermined. If the difference between the maximum value and the minimum value of the degree of coincidence calculated for each shift amount is less than a predetermined threshold, the variation in the degree of coincidence calculated for each shift amount is predetermined. It is better to determine that the variation criterion is not satisfied.

[ステップS47:変数出力]
基準生体信号変数演算回路36は、シフト量毎に演算された一致度の有意性があると判定された場合、テンプレート信号T(t)の位相をシフトさせた期間内で最も原信号に近似する図7のテンプレート信号T(t)のピーク時刻9及び波形幅8を出力する。すなわち、図7のテンプレート信号T(t)のピーク時刻9及び波形幅8が、計測された生体信号に含まれる情報として抽出される。
[Step S47: Output Variable]
When it is determined that the degree of coincidence calculated for each shift amount is significant, the reference biological signal variable calculation circuit 36 is closest to the original signal within the period in which the phase of the template signal T (t) is shifted. The peak time 9 and the waveform width 8 of the template signal T 4 (t) in FIG. 7 are output. That is, the peak time 9 and the waveform width 8 of the template signal T 4 (t) in FIG. 7 are extracted as information included in the measured biological signal.

[ステップS45,S46:新しい変数によるテンプレート信号の作成]
ステップS44においてシフト量毎に演算された一致度の有意性がないと判定された場合、基準生体信号変数演算回路36は、ステップS45において、テンプレート信号の変数(ここでは、パルス幅)の更新値を新たに決定する。そして、ステップS46において、基準生体信号変数調整回路33は、その新たに決定された変数の更新値を用いて、生体信号検出器31により計測された生体信号との比較に使用されるテンプレート信号を作成する。
[Steps S45 and S46: Creation of Template Signal Using New Variable]
If it is determined in step S44 that the degree of coincidence calculated for each shift amount is not significant, the reference biological signal variable calculation circuit 36 updates the template signal variable (here, pulse width) in step S45. Is newly determined. In step S46, the reference biological signal variable adjustment circuit 33 uses the updated value of the newly determined variable to generate a template signal used for comparison with the biological signal measured by the biological signal detector 31. create.

ステップS46において、例えば、基準生体信号変数調整回路33は、シフト量毎に演算された一致度がばらつき基準等の所定の条件を満たすように、計測された生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を調整する。シフト量毎に演算された一致度がばらつき基準等の所定の条件を満たすまで、テンプレート信号の波形幅の調整は繰り返されるとよい。   In step S46, for example, the reference biological signal variable adjustment circuit 33 compares the measured biological signal with the measured biological signal so that the degree of coincidence calculated for each shift amount satisfies a predetermined condition such as a variation criterion. Adjust the width. The adjustment of the waveform width of the template signal may be repeated until the degree of coincidence calculated for each shift amount satisfies a predetermined condition such as a variation criterion.

基準生体信号変数調整回路33は、例えばシフト量毎に演算された一致度の演算結果が図9のように所定のばらつき基準を満たしていない場合、その演算結果が所定のばらつき基準を満たすように、生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を短くすると好適である。これにより、図9の波形を、図6(d)の波形に近づけることができる。   For example, when the calculation result of the degree of coincidence calculated for each shift amount does not satisfy the predetermined variation criterion as shown in FIG. 9, the reference biological signal variable adjustment circuit 33 makes the calculation result satisfy the predetermined variation criterion. It is preferable to shorten the waveform width of the template signal compared with the biological signal. Thereby, the waveform of FIG. 9 can be brought close to the waveform of FIG.

ステップS45のテンプレート信号の変数の更新値の決定については、これまで決定された更新値と該更新値を用いたときの一致度の演算結果との間の傾向に基づいて、ばらつき基準等の所定の条件を満足させる更新値が推定されるとよい。また、更新値のとりうる範囲が予め指定され、そのとりうる範囲の中でランダムに更新値が決定されてもよい。また、更新値が、そのとりうる範囲の下限値から順次漸増されてもよいし、又は、そのとりうる範囲の上限値から順次漸減されてもよい。   Regarding the determination of the update value of the template signal variable in step S45, a predetermined criterion such as a variation criterion is used based on the tendency between the update value determined so far and the calculation result of the degree of coincidence when the update value is used. An update value that satisfies the above condition may be estimated. Further, a range that the update value can take may be designated in advance, and the update value may be determined at random within the range that can be taken. Further, the update value may be gradually increased from the lower limit value of the possible range, or may be gradually decreased from the upper limit value of the possible range.

また、テンプレート信号の波形幅の調整が繰り返されても、シフト量毎に演算された一致度の演算結果がばらつき基準等の所定の条件を満たさない場合、計測された生体信号の中でテンプレート信号に比較される対象(計測された生体信号)が変更されるとよい。これにより、ばらつき基準等の所定の条件が満たされないときの処理が無限に繰り返されることを防止できる。   In addition, even if the adjustment of the waveform width of the template signal is repeated, if the calculation result of the degree of coincidence calculated for each shift amount does not satisfy a predetermined condition such as a variation criterion, the template signal among the measured biological signals It is preferable that the target (measured biological signal) to be compared is changed. As a result, it is possible to prevent the processing when a predetermined condition such as a variation criterion is not satisfied from being repeated indefinitely.

例えば、ばらつき基準等の所定の条件が満たされないときの比較処理の繰り返し回数を予め設定しておく。そして、ばらつき基準等の所定の条件がその設定回数以内に満たされない場合、それまで比較処理対象とされていた生体信号は、次の比較処理対象とされる生体信号に変更される。この場合、これまでの一致度の演算結果のうち、ばらつき基準等の所定の条件に最も近い演算結果(もしくは、その条件を最も直前に満たした演算結果)を用いて、最も一致度の高いテンプレート信号から取得される情報が出力されてもよい。   For example, the number of comparison processing repetitions when a predetermined condition such as a variation criterion is not satisfied is set in advance. When a predetermined condition such as a variation criterion is not satisfied within the set number of times, the biological signal that has been the target for comparison processing is changed to the biological signal that is the next target for comparison processing. In this case, the template having the highest degree of coincidence using the computation result closest to the predetermined condition such as the variation criterion (or the computation result satisfying the condition most recently) among the computation results of the matching degree so far. Information acquired from the signal may be output.

<情報抽出装置及び情報抽出方法の第2の例>
第1の実施形態では、予め作成されるテンプレート信号の個数は1つであるが、第2の実施形態では、複数(以下の本説明例では2つ)である。この2つのテンプレート信号は、位相のみが予め異なった同一形状の波形を有している(時間軸上で予めシフトしている)。各テンプレート信号と計測された生体信号との特徴量を比較する際、第1の実施形態のテンプレート信号の最小単位のシフト量は、生体信号のサンプリング周期から特徴量検知分解能要求を満足する最大シフト値までの値に適宜選択されるとしていた。第2の実施形態の各テンプレート信号の最小単位のシフト量は、各テンプレート信号の波形幅以上の位相差とする。
<Second Example of Information Extraction Apparatus and Information Extraction Method>
In the first embodiment, the number of template signals created in advance is one, but in the second embodiment, it is plural (two in the following description example). These two template signals have waveforms of the same shape with different phases only in advance (shifted in advance on the time axis). When comparing the feature quantities of each template signal and the measured biological signal, the minimum shift amount of the template signal of the first embodiment is the maximum shift that satisfies the feature quantity detection resolution requirement from the sampling period of the biological signal. The value up to the value was appropriately selected. The minimum unit shift amount of each template signal in the second embodiment is a phase difference equal to or larger than the waveform width of each template signal.

そして、計測された生体信号と第1のテンプレート信号との比較と、計測された生体信号と第2のテンプレート信号との比較を、第1の実施形態と同様の手順で実施する。位相が互いに予め異なる各テンプレート信号を用いて得られた2つの比較演算結果の傾向に基づいて、検知対象となる特徴量が抽出される。このように、比較演算に位相差が予め存在する複数の同一波形形状のテンプレート信号を用いることで、比較演算回数を低減でき、情報抽出処理時間を大幅に短縮できる。   Then, the comparison between the measured biological signal and the first template signal and the comparison between the measured biological signal and the second template signal are performed in the same procedure as in the first embodiment. A feature quantity to be detected is extracted based on the tendency of two comparison calculation results obtained by using template signals whose phases are different from each other in advance. In this way, by using a plurality of template signals having the same waveform shape in which the phase difference is present in advance in the comparison calculation, the number of comparison calculations can be reduced, and the information extraction processing time can be greatly shortened.

図10は、第2の実施形態である情報抽出装置2の構成を示したブロック図である。上述の実施形態と同様の構成についての説明は省略又は簡略する。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the information extraction device 2 according to the second embodiment. A description of the same configuration as that of the above-described embodiment is omitted or simplified.

情報抽出装置2は、生体信号検出器71と、基準生体信号格納部72と、基準生体信号変数調整回路73と、基準生体信号位相調整回路74と、2信号一致度演算回路75と、特徴量算出回路76と、処理結果判定回路77と、基準生体信号変数演算回路78とを備えている。基準生体信号格納部72と、基準生体信号変数調整回路73と、基準生体信号位相調整回路74と、2信号一致度演算回路75と、特徴量算出回路76と、処理結果判定回路77と、基準生体信号変数演算回路78は、例えばCPUを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。   The information extraction device 2 includes a biological signal detector 71, a reference biological signal storage unit 72, a reference biological signal variable adjustment circuit 73, a reference biological signal phase adjustment circuit 74, a two-signal coincidence calculation circuit 75, and a feature amount. A calculation circuit 76, a processing result determination circuit 77, and a reference biological signal variable calculation circuit 78 are provided. Reference biosignal storage 72, reference biosignal variable adjustment circuit 73, reference biosignal phase adjustment circuit 74, two-signal coincidence calculation circuit 75, feature amount calculation circuit 76, processing result determination circuit 77, reference The biological signal variable calculation circuit 78 is configured by, for example, a microcomputer including a CPU.

図11は、第2の実施形態である情報抽出方法のフローチャートの一例である。以下、図10の構成を参照して、図11の各ステップについて詳細に説明する。上述の実施形態と同様のステップについての説明は省略又は簡略する。   FIG. 11 is an example of a flowchart of an information extraction method according to the second embodiment. Hereinafter, each step of FIG. 11 will be described in detail with reference to the configuration of FIG. The description of the same steps as those in the above embodiment is omitted or simplified.

[ステップS81:テンプレート信号の作成]
基準生体信号変数調整回路73は、基準生体信号格納部72に予め設定された変数の初期値(波形幅の初期値及び位相の初期値)を使用して、位相差が予め存在する2つの比較用のテンプレート信号を予め作成する。
[Step S81: Creation of Template Signal]
The reference biological signal variable adjustment circuit 73 uses the initial values of the variables preset in the reference biological signal storage unit 72 (the initial value of the waveform width and the initial value of the phase) to compare two comparisons in which a phase difference exists in advance. A template signal is created in advance.

図12は、計測された共通の生体信号に比較される複数のテンプレート信号の波形の一例を示した図である。各テンプレート信号間の位相差は、各テンプレート信号の波形幅以下である。基準生体信号変数調整回路73は、第1のテンプレート信号のテンプレート波形1を作成し、基準生体信号位相調整回路74は、第1のテンプレート信号に対して波形幅以下の位相差だけ遅らせた第2のテンプレート信号のテンプレート波形2を作成する。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of waveforms of a plurality of template signals to be compared with the measured common biological signal. The phase difference between the template signals is equal to or smaller than the waveform width of each template signal. The reference biological signal variable adjustment circuit 73 creates the template waveform 1 of the first template signal, and the reference biological signal phase adjustment circuit 74 delays the first template signal by a phase difference equal to or less than the waveform width. A template waveform 2 of the template signal is created.

図12の場合、位相差は2、波形幅は共に8である。各テンプレート信号の波形は、計測対象である生体信号の標準的な波形の形状及び波形幅に基づいて決定されるとよい。図12に例示される各テンプレート信号に含まれる三角パルスの波形は、心拍に伴い三角波形状に変動する体表面の変位を計測対象として想定して決定されたものである。   In the case of FIG. 12, the phase difference is 2 and the waveform width is 8. The waveform of each template signal may be determined based on the standard waveform shape and waveform width of the biological signal to be measured. The waveform of the triangular pulse included in each template signal illustrated in FIG. 12 is determined on the assumption that the displacement of the body surface that varies in a triangular wave shape with a heartbeat is a measurement target.

[ステップS82:一致度演算回路への生体信号と2つのテンプレート信号の入力]
生体信号検出器71により計測された図4の波形を有する生体信号と基準生体信号変数調整回路73及び基準生体信号位相調整回路74によって作成された図12の波形を有する2つのテンプレート信号とが、2信号一致度演算回路75に入力される。
[Step S82: Input of biological signal and two template signals to coincidence calculation circuit]
The biological signal having the waveform of FIG. 4 measured by the biological signal detector 71 and the two template signals having the waveform of FIG. 12 created by the reference biological signal variable adjustment circuit 73 and the reference biological signal phase adjustment circuit 74 are: The signal is input to the two-signal coincidence calculation circuit 75.

[ステップS83:生体信号と2つのテンプレート信号との一致度の演算]
2信号一致度演算回路75は、予め位相の異なる図12のテンプレート信号それぞれについて、基準位相及び該基準位相から波形幅以上変えた位相の2箇所の位相タイミングで、前記生体信号と比較を行う。2信号一致度演算回路75は、図4の生体信号と図12のテンプレート信号それぞれとの一致度を、図12のテンプレート信号それぞれについて、2箇所の異なる位相毎に演算する。
[Step S83: Calculation of degree of coincidence between biological signal and two template signals]
The two-signal coincidence calculation circuit 75 compares each of the template signals of FIG. 12 having different phases in advance with the biological signal at two phase timings of a reference phase and a phase changed from the reference phase by a waveform width or more. The two-signal coincidence calculation circuit 75 calculates the coincidence between the biological signal of FIG. 4 and the template signal of FIG. 12 for each of the two different phases for each of the template signals of FIG.

2信号一致度演算回路75は、例えば図13(a)〜(d)に示されるように、各テンプレート信号を時間軸上で1波形幅と同じ又はそれ以上の時間だけシフトさせる(グラフ上では、左から右へ1波形幅と同じ時間分だけシフトさせる)。そして、各シフト量において図13(e)の生体信号との一致度が演算される。一致度の演算方法は、図2のステップS43と同様である。一致度の演算は、各テンプレート信号それぞれについて、2回行われる(すなわち、2つのテンプレート信号で計4回)。テンプレート信号の波形幅が計測対象である生体信号の標準的な波形幅に設定されている場合は、1波形幅分だけ離れた2箇所のシフト量の位置で一致度を用いることで、特徴量の演算が可能である。1波形幅分だけ離れた2箇所のシフト量の位置の間に、目的とする特徴量(この場合、ピーク)が存在するためである。一致度の演算回数は4回である(2テンプレート信号×1生体信号×2シフト)。   For example, as shown in FIGS. 13A to 13D, the two-signal coincidence calculation circuit 75 shifts each template signal by a time equal to or greater than one waveform width on the time axis (in the graph, Shift from left to right by the same time as one waveform width). Then, the degree of coincidence with the biological signal in FIG. 13E is calculated for each shift amount. The method for calculating the degree of coincidence is the same as that in step S43 in FIG. The degree of coincidence is calculated twice for each template signal (that is, a total of four times for two template signals). When the waveform width of the template signal is set to the standard waveform width of the biological signal to be measured, the matching amount is used at the positions of the two shift amounts that are separated by one waveform width. Is possible. This is because a target feature amount (in this case, a peak) exists between two shift amount positions separated by one waveform width. The number of coincidence calculations is four (2 template signals × 1 biological signal × 2 shifts).

図13において、上述の式(1)を使って一致度M(n)を演算すると、図13(a)と図13(e)との一致度計算1の結果は、94.4(5)であり、図13(b)と図13(e)との一致度計算2の結果は、96.9(13)であり、図13(a)と図13(c)との一致度計算3の結果は、114.5(7)であり、図13(a)と図13(d)との一致度計算4の結果は、91.9(15)である。括弧内の数字は、一致度演算に用いたテンプレート信号のピーク位置を表す。   In FIG. 13, when the degree of coincidence M (n) is calculated using the above equation (1), the result of the degree of coincidence calculation 1 between FIG. 13 (a) and FIG. 13 (e) is 94.4 (5). The result of the coincidence calculation 2 between FIG. 13B and FIG. 13E is 96.9 (13), and the coincidence calculation 3 between FIG. 13A and FIG. The result is 114.5 (7), and the result of coincidence calculation 4 between FIG. 13A and FIG. 13D is 91.9 (15). The number in parentheses represents the peak position of the template signal used for the coincidence calculation.

[ステップS84:特徴量の算出]
図14は、ステップS83で得られた4つの演算結果に基づき、横軸をテンプレート信号の各ピーク位置(各位相)とし、縦軸を各ピーク位置における一致度の演算結果としてプロットしたものである。特徴量算出回路76は、プロットされた複数の組み合わせ点を最小二乗法で多数項近似して推定される新たなテンプレート信号を作成し、そのテンプレート信号の頂点位置を演算する(図14の場合、「9.4」)。この値は、生体信号の原信号成分のピーク値9とほぼ一致する。つまり、本手法を用いることで、より少ない計算処理回数で抽出対象となる特徴量を抽出することができる。また、ここで、多数項近似にて特徴量を算出したが、近似式は多項式に限られず、計測対象に応じてより適した近似式を用いればよい。
[Step S84: Calculation of Feature Amount]
FIG. 14 is a plot of the horizontal axis as each peak position (each phase) of the template signal and the vertical axis as the coincidence calculation result at each peak position based on the four calculation results obtained in step S83. . The feature quantity calculation circuit 76 creates a new template signal estimated by approximating a number of plotted combination points by a least-squares method and calculates the vertex position of the template signal (in the case of FIG. 14, “9.4”). This value substantially coincides with the peak value 9 of the original signal component of the biological signal. That is, by using this method, it is possible to extract the feature quantity to be extracted with a smaller number of calculation processes. Here, the feature quantity is calculated by multiple term approximation. However, the approximate expression is not limited to a polynomial, and an approximate expression more suitable for the measurement target may be used.

[ステップS85:処理結果の判定]
第1の実施形態例と同様に、処理結果判定回路77は、ステップS83の一致度の演算結果の有意性を判断する。また、処理結果判定回路77は、ステップS84で計算された特徴量についても、その有意性を判断する。特徴量の有意性の判定においては、例えば、想定されるピーク間隔等の許容値を明らかに逸脱する計算結果である場合、適切な特徴量抽出が行われていないと判定される。この判定条件は、検知対象となる特徴量に応じて適宜設定されるとよい。
[Step S85: Determination of Processing Result]
Similar to the first embodiment, the processing result determination circuit 77 determines the significance of the calculation result of the degree of coincidence in step S83. The processing result determination circuit 77 also determines the significance of the feature amount calculated in step S84. In the determination of the significance of the feature amount, for example, when the calculation result clearly deviates from an allowable value such as an assumed peak interval, it is determined that appropriate feature amount extraction has not been performed. This determination condition may be set as appropriate according to the feature quantity to be detected.

[ステップS89:特徴量の出力]
基準生体信号変数演算回路78は、ステップS85において、一致度及び特徴量の演算結果がいずれも有意性があると判定された場合、ステップS84で演算された特徴量を出力する。これにより、各テンプレート信号と生体信号とのそれぞれの比較結果に基づいて、生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報が出力される。
[Step S89: Output of Features]
The reference biological signal variable calculation circuit 78 outputs the feature amount calculated in step S84 when it is determined in step S85 that the calculation results of the matching degree and the feature amount are both significant. As a result, information acquired from the template signal that most closely approximates the biological signal is output based on the comparison result between each template signal and the biological signal.

[ステップS86,S87:新しい変数によるテンプレート信号の作成]
ステップS85において、一致度及び特徴量の演算結果がいずれも有意性がないと判定された場合、基準生体信号変数演算回路78は、ステップS86において、各テンプレート信号の変数(ここでは、パルス幅)の更新値をいずれも新たに決定する。そして、ステップS87において、基準生体信号変数調整回路73は、その新たに決定された変数の更新値を用いて、生体信号検出器71により計測された生体信号との比較に使用されるテンプレート信号を作成する。基本的な処理手順および処理の考え方は、上述の図2のステップS45,S46と同様である。
[Steps S86, S87: Creation of Template Signal Using New Variable]
If it is determined in step S85 that the calculation results of the degree of matching and the feature quantity are not significant, the reference biological signal variable calculation circuit 78 determines the variable (here, the pulse width) of each template signal in step S86. Are newly determined. In step S87, the reference biological signal variable adjustment circuit 73 uses the updated value of the newly determined variable to generate a template signal used for comparison with the biological signal measured by the biological signal detector 71. create. The basic processing procedure and processing concept are the same as those in steps S45 and S46 of FIG.

したがって、上述の本実施形態の情報抽出装置又は情報抽出方法によれば、テンプレート信号の作成過程において、実際に計測された生体信号を使用しないため、計測された生体信号からの情報抽出の処理時間を短縮できる。   Therefore, according to the information extraction apparatus or the information extraction method of the above-described embodiment, the processing time for extracting information from the measured biological signal is not used in the process of creating the template signal because the actually measured biological signal is not used. Can be shortened.

また、波形幅と位相を変数としたテンプレート信号として、2値(例えば、−1と1)で形成される矩形波、三角波、ノコギリ波等の簡易なパルス信号を用いることができる。また、計測された生体信号の一周期内に発生する複雑な波形形状をテンプレート信号に再現する必要はない。したがって、情報抽出処理の簡略化が可能である。   Further, as a template signal with the waveform width and phase as variables, a simple pulse signal such as a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, etc., formed with two values (for example, -1 and 1) can be used. Further, it is not necessary to reproduce a complex waveform shape generated within one cycle of the measured biological signal as a template signal. Therefore, the information extraction process can be simplified.

また、従来の情報抽出処理では、ノイズを含んだ生体信号に対してフィルタ処理や平均化といったノイズ低減処理を実施することで所望の生体信号の波形を生成し、その生成したノイズ低減波形から情報を抽出することが一般的である。これに対し、本実施形態では、予め作成されたテンプレート信号から、実際に計測された生体信号に含まれる所望の生体情報を抽出できるため、情報抽出の処理構成の簡略化及び処理時間の短縮化が可能である。   In the conventional information extraction processing, a desired biological signal waveform is generated by performing noise reduction processing such as filtering and averaging on the biological signal including noise, and information is generated from the generated noise reduction waveform. Is generally extracted. On the other hand, in the present embodiment, since desired biological information included in a biological signal actually measured can be extracted from a template signal created in advance, the processing configuration for information extraction is simplified and the processing time is shortened. Is possible.

また、自動車等の車両の乗員の生体信号を非接触で計測する場合などでは、その生体信号にエンジンや振動等の外来ノイズが多く含まれているが、本実施形態によれば、このようなノイズ環境でも、計測された生体信号から精度良く生体情報を抽出できる。   Further, in the case of measuring a biological signal of an occupant of a vehicle such as an automobile in a non-contact manner, the biological signal includes a lot of external noise such as an engine and vibration. According to the present embodiment, Even in a noisy environment, biological information can be extracted from the measured biological signal with high accuracy.

以上、情報抽出装置及び情報抽出方法を実施形態例により説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。   As described above, the information extraction apparatus and the information extraction method have been described using the exemplary embodiments. However, the present invention is not limited to the exemplary embodiments. Various modifications and improvements, such as combinations and substitutions with part or all of other example embodiments, are possible within the scope of the present invention.

例えば、生体信号が非接触で計測される例を示したが、本発明は、例えば検出用の電極を被験者に直接接触させて生体信号が計測される場合に適用してもよい。また、生体信号は、心拍に伴って計測される信号に限らず、脳波、筋電等の人体の他の生体運動に伴って計測される信号でもよい。   For example, although an example in which a biological signal is measured in a non-contact manner has been shown, the present invention may be applied to, for example, a case where a biological signal is measured by bringing a detection electrode into direct contact with a subject. Further, the biological signal is not limited to a signal measured with a heartbeat, but may be a signal measured with another biological motion of the human body such as an electroencephalogram or myoelectricity.

1,2 生体信号特徴量抽出装置
31,71 生体信号検出器
32,72 基準生体信号格納部
33,73 基準生体信号変数調整回路
34,75 2信号一致度演算回路
35 一致度判定回路
36,78 基準生体信号変数演算回路
74 基準生体信号位相調整回路
76 特徴量算出回路
77 処理結果判定回路
1, 2 Biological signal feature extraction devices 31, 71 Biological signal detectors 32, 72 Reference biological signal storage units 33, 73 Reference biological signal variable adjustment circuits 34, 75 2 Signal matching degree calculation circuit 35 Matching degree determination circuits 36, 78 Reference biological signal variable calculation circuit 74 Reference biological signal phase adjustment circuit 76 Feature amount calculation circuit 77 Processing result determination circuit

Claims (10)

計測された生体信号に含まれる情報を抽出する情報抽出装置であって、
テンプレート信号と前記生体信号とを前記テンプレート信号の位相を変えて比較する比較部と、
位相を変えて比較した結果が所定の条件を満たす場合、前記生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報を出力する取得情報出力部と、
位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たさない場合、前記生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を調整する波形幅調整部とを備えることを特徴とする、情報抽出装置。
An information extraction device for extracting information contained in a measured biological signal,
A comparison unit that compares the template signal and the biological signal by changing the phase of the template signal;
When the result of comparison by changing the phase satisfies a predetermined condition, an acquisition information output unit that outputs information acquired from the template signal that is closest to the biological signal;
An information extraction apparatus comprising: a waveform width adjusting unit that adjusts a waveform width of a template signal to be compared with the biological signal when a result of comparison by changing a phase does not satisfy the predetermined condition.
前記波形幅調整部は、位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たすように、前記波形幅を調整する、請求項1に記載の情報抽出装置。   The information extraction apparatus according to claim 1, wherein the waveform width adjustment unit adjusts the waveform width so that a result of comparison by changing a phase satisfies the predetermined condition. 前記波形幅が調整されても、位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たさない場合、テンプレート信号に比較される対象が前記生体信号の中で変更される、請求項2に記載の情報抽出装置。   The target to be compared with a template signal is changed in the biological signal when the result of comparison by changing the phase does not satisfy the predetermined condition even if the waveform width is adjusted. Information extraction device. 前記比較部は、前記生体信号と前記生体信号に比較されるテンプレート信号との一致度を該テンプレート信号の位相を変えて演算する、請求項1から3のいずれか一項に記載の情報抽出装置。   The information extraction device according to any one of claims 1 to 3, wherein the comparison unit calculates a degree of coincidence between the biological signal and a template signal compared with the biological signal by changing a phase of the template signal. . 前記所定の条件は、各位相での一致度のばらつき基準である、請求項4に記載の情報抽出装置。   The information extraction apparatus according to claim 4, wherein the predetermined condition is a criterion for variation in coincidence at each phase. 前記波形幅調整部は、各位相での一致度のばらつきが前記ばらつき基準を満たさないとき、前記波形幅を短くする、請求項5に記載の情報抽出装置。   The information extraction apparatus according to claim 5, wherein the waveform width adjustment unit shortens the waveform width when a variation in coincidence at each phase does not satisfy the variation criterion. 前記最も近似するテンプレート信号は、各位相と各位相での一致度との組み合わせを複数使って推定されたテンプレート信号である、請求項4から6のいずれか一項に記載の情報抽出装置。   The information extraction device according to any one of claims 4 to 6, wherein the most approximate template signal is a template signal estimated using a plurality of combinations of each phase and a degree of coincidence at each phase. 前記比較部は、位相の異なる複数のテンプレート信号について、基準位相及び該基準位相から波形幅以上変えた位相で、前記生体信号と比較を行う、請求項1から7のいずれか一項に記載の情報抽出装置。   The comparison unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the comparison unit compares a plurality of template signals having different phases with the biological signal at a reference phase and a phase changed from the reference phase by a waveform width or more. Information extraction device. 前記取得情報出力部は、前記複数のテンプレート信号と前記生体信号との比較結果に基づいて、前記最も近似するテンプレート信号から取得される情報を出力する、請求項8に記載の情報抽出装置。   The information extraction apparatus according to claim 8, wherein the acquired information output unit outputs information acquired from the most approximate template signal based on a comparison result between the plurality of template signals and the biological signal. 計測された生体信号に含まれる情報を抽出する情報抽出方法であって、
テンプレート信号と前記生体信号とを前記テンプレート信号の位相を変えて比較し、位相を変えて比較した結果が所定の条件を満たす場合、前記生体信号に最も近似するテンプレート信号から取得される情報を出力し、位相を変えて比較した結果が前記所定の条件を満たさない場合、前記生体信号に比較されるテンプレート信号の波形幅を調整することを特徴とする、情報抽出方法。
An information extraction method for extracting information contained in a measured biological signal,
Compares the template signal with the biological signal by changing the phase of the template signal, and outputs the information obtained from the template signal that most closely approximates the biological signal when the result of the comparison by changing the phase satisfies a predetermined condition Then, when the result of comparison by changing the phase does not satisfy the predetermined condition, the waveform extraction width of the template signal compared with the biological signal is adjusted.
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