JP2015167686A - 電子機器、受信処理方法および受信処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報の精度の維持と消費電力の低減とを両立することができる電子機器、受信処理方法および受信処理プログラムの提供。
【解決手段】受信部１０９は生体情報を受信し、高度計測部１０８は高度を計測し、高度変化分析部１０１１は高度の変化を分析し、受信制御部１０１３は前記高度変化分析部１０１１が分析した高度の変化に基づいて前記受信部１０９の受信動作を制御する。高度変化分析ステップで分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御ステップとを有する受信処理方法、高度変化分析手順で分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御手順を実行させるための受信処理プログラム。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器、受信処理方法および受信処理プログラムに関する。

従来から、主に運動中の人間の心拍を計測する電子機器が開発されている。このような電子機器は、持ち運びを容易にするために小型化が図られ、心拍を検出する検出部と別体で構成され、検出部で検出した心拍によるバースト信号（心拍バースト信号）を受信する受信回路を備えたものがある。受信回路は、電磁誘導を利用して心拍バースト信号を受信する。受信回路は、一般に動作時の電流が比較的高い（例えば、１００μＡ）。消費電力を低減し電池の持続時間を確保するために、間欠駆動、つまり心拍を検出する検出装置において心拍を間欠的に送信することが行われることがある。特に、電子機器が太陽電池を一次電池として用い、他の機能（例えば、計時機能）を有する場合には、電池の持続時間を確保することが重要である。例えば、心拍計付きソーラーウォッチの二次電池として用いられるＣＴＬ１６１６Ｆの電池容量は、一次電池であるＣＲ２０３２の電池容量（約２２０ｍＡｈ）の１／１０以下と小さい。

例えば、特許文献１に記載の生体情報送信装置は、生体情報（例えば、心拍）を検出し、検出した生体情報に基づいて、当該生体情報の値（例えば、心拍数）が安定したか否かを判定する。生体情報の値が安定したと判定した場合には、一定時間毎に生体情報を検出し、生体情報を送信する。具体的には、当該生体情報送信装置は、心拍数が安定したと判定した場合、間欠駆動により５分毎に１０秒間心拍を検出し、検出した心拍の信号を電子機器に送信する。
また、特許文献２に記載の生体情報測定装置は、検出信号を電磁誘導によって受信する際に、受信動作を平均心拍時間の８０％の時間停止させ、その間に心拍に同期して心拍の報知を行う。

特開平２０１３−１１６１４７号公報 特開平２００５−３１８９６８号公報

特許文献１に記載の生体情報送信装置により送信された心拍は、所定時間で心拍数が安定する運動（例えば、平地でのランニング）には適しているが、心拍数が不定期に大きく変動する運動では、心拍数が安定しないので間欠駆動がなされず十分に消費電力が低減しない。また、常に間欠駆動を行うと検出された心拍だけでは心拍数の精度が確保されない。
特許文献２に記載の生体情報測定装置は、受信回路の電源を平均心拍時間間隔よりも短い時間で間欠駆動を行うため、本来電源を安定化するために備えられたコンデンサの充放電回数が増加するので、消費電力の低減に限界があった。また、受信回路の利得が高い（例えば、１００ｄＢ）ので、起動時のセットアップに要する時間が長く、停止時間が十分に確保できないことがあった。

そこで、本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、精度の維持と消費電力の低減とを両立することができる電子機器、受信処理方法および受信処理プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、生体情報を受信する受信部と、高度を計測する高度計測部と、前記高度の変化を分析する高度変化分析部と、前記高度変化分析部が分析した高度の変化に基づいて前記受信部の受信動作を制御する受信制御部と、を備える電子機器である。

また、本発明の他の態様は、上述の電子機器において、前記高度変化分析部は、現在までの予め定めた時間内に前記高度計測部が計測した高度に基づいて高度変化状態を判定し、前記受信制御部は、前記高度変化状態が水平移動状態から昇降状態に変化した場合、前記受信部の受信動作を予め定めた時間、前記生体情報を常に受信可能である状態に制御する。

また、本発明の他の態様は、上述の電子機器において、前記高度変化分析部は、前記高度計測部が計測した高度に基づいて昇降速度を算出し、前記受信制御部は、前記昇降速度の変化に基づいて前記受信部の受信動作を制御する。

また、本発明の他の態様は、上述の電子機器において、前記受信制御部は、前記受信部が前記生体情報を常に受信可能な状態から間欠的に受信可能である状態に制御するとき、受信可能な状態である頻度を漸次に減少させる。

また、本発明の他の態様は、上述の電子機器において、前記受信制御部は、前記受信部が受信した生体情報に基づいて前記受信部の受信動作を制御する。

また、本発明の他の態様は、電子機器における受信処理方法であって、高度計測部が計測した高度の変化を分析する高度変化分析ステップと、前記高度変化分析ステップで分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御ステップと、を有する受信処理方法である。

また、本発明の他の態様は、電子機器のコンピュータに、高度計測部が計測した高度の変化を分析する高度変化分析手順、前記高度変化分析手順で分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御手順、を実行させるための受信処理プログラムである。

本発明によれば、生体情報の精度の維持と消費電力の低減とを両立することができる。

本発明の第１の実施形態に係る生体情報処理システムのブロック図である。 第１の実施形態における電子機器の構成を示すブロック図である。 高度の時間変化の一例を示す図である。 高度の時間変化の他の例を示す図である。 第１の実施形態に係る電子機器が実行する高度変化状態判定処理を示すフローチャートである。 第１の本実施形態に係る電子機器が実行する受信処理を示すフローチャートである。 受信動作の一制御例を示す図である。 受信状態と停止状態の時系列の一例を示す図である。 受信状態と停止状態の時系列の他の例を示す図である。 第２の実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る電子機器が実行する受信処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付している。

[第１の実施形態]
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る生体情報処理システム１のブロック図である。
生体情報処理システム１は、電子機器１０と生体情報送信装置２０とを含んで構成される。
電子機器１０は、例えば、高度を計測する高度計測機能付きの電子時計である。電子機器１０は、現在時刻と高度を計測し、計測した高度の変化を分析する。電子機器１０は、分析した高度の変化に基づいて生体情報信号を受信する際の受信動作を制御する。電子機器１０は、制御した受信動作を行って生体情報送信装置２０が送信した生体情報信号を取得する。電子機器１０の構成については後述する。

生体情報送信装置２０は、生体情報（例えば、心拍）を検出し、検出した生体情報を示す生体情報信号を電子機器１０に送信する。
生体情報送信装置２０は、例えば、心拍検出部と送信部とを備える。心拍検出部は、被測定者の心拍を検出し、検出した心拍を示す心拍信号を生成し、生成した心拍信号を送信部に出力する。送信部は、心拍検出部から入力された心拍信号を生体情報信号として電子機器１０に送信する。送信部は、例えば、共振起動部とアンテナ共振部とで構成され、心拍信号が入力されると自励発振し、発振した信号を生体情報信号として電磁波で放射する構成を備えてもよい。

次に、電子機器１０の構成について説明する。
図２は、本実施形態における電子機器１０の構成を示すブロック図である。
電子機器１０は、制御部１０１、発振回路１０２、分周回路１０３、操作入力部１０４、表示部１０５、電池１０６、気圧計測部１０７、高度計測部１０８、受信部１０９、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ランダムアクセスメモリ）１１０及びＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：読み出し専用メモリ)１１１を含んで構成される。

制御部１０１は、電子機器１０が備える各部の制御を行う。制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。
制御部１０１は、高度変化分析部１０１１と、計時部１０１２と、受信制御部１０１３と、心拍検出部１０１４と、を含んで構成される。

高度変化分析部１０１１は、高度計測部１０８から入力された高度信号に基づいて被測定者が所在する地点の変化に伴う高度の変化を分析する。高度変化分析部１０１１は、例えば、入力された高度信号が示す高度の変化の度合い（昇降速度、例えば、登高ペース）を算出する。高度変化分析部１０１１は、算出した昇降速度を示す昇降速度データを受信制御部１０１３及び表示部１０５に出力する。高度変化分析部１０１１は、高度計測部１０８から入力された高度信号が示す高度を、予め定めた時間間隔（サンプリング間隔、例えば１分）Δｔ毎にサンプリングする。以下の説明では、サンプリングされた時刻のそれぞれを「サンプリング時刻」と呼ぶ。高度変化分析部１０１１は、例えば、その時点でのサンプリング時刻（現在のサンプリング時刻）における高度から、直前のサンプリング時刻における高度を差し引いて高度差を算出し、算出した高度差をサンプリング間隔で除算して昇降速度を算出する。正の値である昇降速度は、被測定者が上昇しているときの上昇速度を示す。負の値である昇降速度は、被測定者が下降しているときの下降速度を示す。

高度変化分析部１０１１は、その時点（現在）までの予め定めたサンプリング間隔Δｔよりも長い時間間隔（例えば、５分）ΔＴ内に高度計測部１０８から入力された高度信号に基づいて高度変化状態を判定する。高度変化分析部１０１１は、判定した高度変化状態を示す高度変化データを計時部１０１２及び受信制御部１０１３に出力する。
高度変化状態には、例えば、「上昇状態」、「下降状態」、「水平移動状態」、「休憩状態」、「非歩行状態」がある。上昇状態は、時間の経過とともに高度が高くなる状態である。上昇状態は、例えば、電子機器１０を所持するユーザが上り勾配を有する登山道を歩行しているときに現れる。下降状態は、時間の経過とともに高度が低くなる状態である。下降状態は、例えば、電子機器１０を所持するユーザが下り勾配を有する登山道を歩行しているときに現れる。上昇状態及び下降状態は、時間の経過とともに高度が変化する昇降状態である。水平移動状態は、移動を伴う有意な高度の変化が現れない状態である。水平移動状態は、例えば、電子機器１０を所持するユーザが平地を歩行しているときに現れる。休憩状態は、ユーザが移動していない状態（非移動状態）である。休憩状態は、例えば、電子機器１０を所持するユーザが休憩しているときに現れる。非歩行状態は、ユーザが自力による歩行以外の手段で移動している状態である。非歩行状態は、例えば、電子機器１０を所持するユーザがロープウェイ、ケーブルカー、その他の鉄道、自動車、等の交通機関を利用して移動しているときに現れる。高度変化状態を判定する処理の例については、後述する。

計時部１０１２は、分周回路１０３から入力された計測信号に基づいてその時点での時刻（現在時刻）を計測し、計測した現在時刻を示す時刻信号を受信制御部１０１３及び表示部１０５に出力する。また、計時部１０１２は、高度変化分析部１０１１から入力される高度変化データが示す高度変化状態が変更する毎に、変更した時点からの高度変化状態に係る経過時間を計測する。計時部１０１２は、分周回路１０３から入力された計測信号に基づいてその経過時間の計測を行い、計測した経過時間を示す経過時間信号を高度変化分析部１０１１に出力する。なお、計時部１０１２は、高度変化状態が変化する毎に、その変化の直前の高度変化状態に係る経過時間を、高度変化データと対応付けてＲＡＭ１１０に記憶してもよい。その場合には、計時部１０１２は、高度変化状態が変化する毎に計測した経過時間を０にリセットする。このとき、高度変化状態が変化する２つの隣接する時点で挟まれる区間毎に経過時間が記憶される。各区間内では高度変化状態は一定であるため、この区間を一定区間と呼ぶ。

受信制御部１０１３は、高度変化分析部１０１１で分析された高度変化の判定結果に基づいて、生体情報信号を受信する受信部１０９の受信動作を制御する。受信制御部１０１３は、受信制御信号を受信部１０９に出力する。
受信動作には、例えば、間欠受信と常時受信とがある。間欠受信とは、生体情報信号を受信できる状態（受信状態）と受信できない状態（停止状態）とが交互に変化する動作のことである。間欠受信では、所定の時間間隔（例えば、１分間）で受信状態（例えば、１０秒間）と停止状態（例えば、５０秒間）とが繰り返されてもよい。常時受信とは、常に生体情報信号を受信する動作である。「常に受信できる」とは、所定の時間間隔内に受信状態のみが含まれ、停止状態が含まれないことを意味し、その時間間隔外では停止状態が含まれてもよい。そこで、高度変化分析部１０１１で分析された高度変化の判定結果に基づいて、受信制御部１０１３は受信制御信号を出力して受信部１０９を受信状態あるいは停止状態に制御する。

受信制御部１０１３には、高度変化分析部１０１１から昇降速度データと高度変化データが入力され、計時部１０１２から時刻信号が入力される。
受信制御部１０１３は、入力された高度変化データが示す高度変化状態が水平移動状態から上昇状態又は下降状態に変化したか否かを判定する。以下の説明では、上昇状態と下降状態とを包括して昇降状態と呼ぶことがある。

昇降状態に変化したと判定された場合には、受信制御部１０１３は、予め定めた受信時間（例えば、３分間）、常時受信するための受信制御信号を出力する。その場合には、水平移動状態から昇降状態に変化すると、被測定者の心拍数が増加又は減少する可能性が高いため、常に生体情報信号を受信できる状態にすることで心拍数の精度を確保することができる。
受信制御部１０１３は、昇降速度データが示す昇降速度の変化量が予め定めた速度の変化量以内か否かを判定する。昇降速度の変化量は、例えば、直前のサンプリング時刻における昇降速度と現在のサンプリング時刻における昇降速度との差の絶対値である。昇降速度の変化量が予め定めた速度の変化量以内であると判定された場合には、受信制御部１０１３は、間欠受信するための受信制御信号を出力する。その場合には、被測定者の心拍数がほぼ定常的と考えられるため、生体情報信号が一時的に欠落しても心拍数の精度は大きく損われない。昇降速度の変化量が予め定めた速度の変化量以内ではないと判定された場合には、受信制御部１０１３は、常時受信するための受信制御信号を出力する。この場合には、被測定者の心拍数が有意に変動する可能性が高いため、常に生体情報信号を取得できる状態にすることで心拍数の精度を確保することができる。

心拍検出部１０１４は、受信部１０９から入力された生体情報信号に基づいて心拍を検出し、予め定めた単位時間当たり（例えば、１０秒）に検出された心拍の数を計数する。心拍検出部１０１４は、例えば、生体情報信号の極大値（ピーク）を検出し、単位時間内に検出したピークの数を心拍の数として計数する。心拍検出部１０１４は、計数した心拍の数を単位時間で正規化し、所定の単位時間（例えば、１分間）当たりの心拍数を算出する。心拍検出部１０１４は、算出した心拍数を示す心拍数データを表示部１０５に出力する。心拍検出部１０１４は、所定の記録時間間隔（例えば、５分間）毎にその時点の時刻と対応付けた心拍数データをＲＡＭ１１０に記憶してもよい。

発振回路１０２は、所定の周波数（発振周波数、例えば、３２７６８Ｈｚ）の発振信号を生成し、生成した発振信号を分周回路１０３に出力する。
分周回路１０３は、発振回路１０２から入力された発振信号の発振周波数を分周して、所定の周波数（クロック周波数、例えば、１００Ｈｚ）の計測の基準となる計測信号を生成する。分周回路１０３は、生成した計測信号を制御部１０１に出力する。
操作入力部１０４は、操作者による操作入力を受け付ける。操作入力部１０４は、例えば、押下されたことに応じて操作信号を生成する操作ボタンを含んで構成されてもよい。

表示部１０５は、高度変化分析部１０１１から入力された昇降速度データが示す昇降速度、計時部１０１２から入力された時刻信号が示す現在時刻、心拍検出部１０１４から入力された心拍数データが示す心拍数のいずれか、又はその任意の組み合わせを表示する。表示部１０５が表示する情報の種類、その情報の表示の要否は、操作入力部１０４で生成された操作信号に応じて変更可能であってもよい。
電池１０６は、電子機器１０を構成する各部（例えば、受信部１０９を構成する電磁誘導回路を含む）に、動作するための電力を供給する。

気圧計測部１０７は、気圧を計測し、計測した気圧を示す気圧信号を高度計測部１０８に出力する。気圧計測部１０７は、例えば、気圧センサである。
高度計測部１０８は、気圧計測部１０７から入力された気圧信号に基づき高度を計測し、計測した高度を示す高度信号を制御部１０１に出力する。高度計測部１０８は、高度を計測する際、例えば、式（１）を用いて、入力された気圧信号が示す気圧Ｐを高度ｈに換算する。

ｈ＝｛（Ｐ₀／Ｐ）^(1/5.257)−１｝・（Ｔ＋２７３．１５）／０．００６５…（１）

式（１）において、Ｐ₀は、所定の標高、例えば標高０ｍ（海面の標高）における気圧１０１３ｈＰａを示す。Ｔは温度（°Ｃ）を示す。
気圧計測部１０７と高度計測部１０８とで、高度を計測する高度計が構成される。

受信制御部１０１３から出力された受信制御信号に基づいて、受信部１０９は受信動作を行い、生体情報送信装置２０から電磁誘導によって送信された生体情報信号を受信する。受信部１０９は、電磁誘導信号を受信する受信回路とスイッチ回路とを含んで構成される。受信制御部１０１３から出力された受信制御信号が受信状態である場合、スイッチ回路は前記受信回路に電池１０６からの電力を供給し、受信回路を動作させて生体情報信号を受信する。受信制御部１０１３から出力された受信制御信号が停止状態である場合、スイッチ回路は前記受信回路に電池１０６からの電力の供給を停止し、生体情報信号の受信を停止させる。前記受信回路は、電池１０６から電力が供給されているとき、生体情報送信装置２０から電磁誘導で到来した生体情報信号を受信する。前記受信回路は、電磁誘導によって受信コイルアンテナに発生した信号を増幅及び検波を行い、生体情報信号として心拍検出部１０１４に出力する。

ＲＡＭ１１０（記憶部）は、制御部１０１等、電子機器１０の各部での動作に用いられるデータ、及び各部で生成されたデータを記憶する。ＲＡＭ１１０は、例えば、時刻、高度及び心拍数のセットの時系列をログファイルとして記憶する。また、ＲＡＭ１１０は、高度状態や昇降速度の判定に関する設定情報ファイルを記憶する。ＲＡＭ１１０に記憶されている設定情報は、操作入力部１０４からの操作信号に基づいて設定変更可能であってもよい。
ＲＯＭ１１１には、制御部１０１が実行する動作用プログラムが予め記憶されている。この動作用プログラムは、制御部１０１の起動時に読み出され、制御部１０１は読み出された動作用プログラムで指定された処理を実行する。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態による高度変化分析部１０１１が高度変化状態を判定する処理の例について説明する。高度変化分析部１０１１は、現在時刻ｔよりも時間間隔ΔＴだけ過去の時刻ｔ−ΔＴから現在時刻ｔまでの区間でサンプリングされた高度に基づいて高度変化状態を判定する。この時刻ｔ−ΔＴから現在時刻ｔまでの区間を「判定区間」と呼ぶ。高度変化分析部１０１１は、判定区間内でサンプリングされた高度の分布と、現在の高度ｈを中心とする予め定めた高度の範囲とを比較して高度変化状態を判定する。現在の高度ｈとは、その時点、つまり現在時刻ｔでサンプリングされた高度である。このように、高度変化分析部１０１１は、判定区間内でサンプリングされた高度の分布と、現在の高度ｈを中心とする予め定めた高度の範囲とを比較することで、計測誤差やノイズに対する影響を受けにくくなるので、高度変化状態を安定して判定することができる。

図３は、高度の時間変化の一例を示す図である。図３において、横軸は時刻であり、縦軸は高度であり、×は各サンプリング時刻においてサンプリングされた高度を示す。また、図３における、細い一点破線で示された長方形は昇降状態の検出窓ｗ９を示し、太い一点破線で示された長方形は非歩行状態の検出窓ｕ９を示す。以下、現在時刻がｔ₉である場合について説明する。昇降状態の検出窓ｗ９は、時刻の範囲がｔ₄からｔ₉までの判定区間であって、高度の範囲がｈ₉−Δｈからｈ₉＋Δｈまでの区間である。ｈ₉は、サンプリング時刻ｔ₉における高度である。Δｈは予め定めた第１の高度の閾値である。第１の高度の閾値Δｈは、計測誤差と比較して高度の変化が有意と認められる値（例えば、５ｍ）である。非歩行状態の検出窓ｕ９は、時刻の範囲がｔ₄からｔ₉までの判定区間であって、高度の範囲がｈ₉−Δｇからｈ₉＋Δｇまでの区間である。Δｇは予め定めた第２の高度の閾値である。第２の高度の閾値Δｇは、人間の歩行として困難又は想定されない速度に係る値（例えば、１８０ｍ）であり、第１の高度の閾値Δｈよりも大きい。

例えば、ユーザがロープウェイ等の交通機関を利用して移動すると、歩行時に比べて高度が急速に変化する。図３に示す例では、現在時刻ｔ₉の直前の時刻ｔ₈から現在時刻ｔ₉にかけて高度が急激に上昇している。このため、本実施形態による高度変化分析部１０１１は、高度の急速な変化を検出した場合に、高度変化状態を非歩行状態と判定する。具体的には、高度変化分析部１０１１は、判定区間内でサンプリングされた高度の全てが非歩行状態の検出窓内にない場合、高度変化状態を非歩行状態と判定する。すなわち、高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、現在の高度ｈから第２の高度の閾値Δｇだけ高い高度ｈ＋Δｇよりも高い高度が含まれる場合、又は、現在の高度ｈから第２の高度の閾値Δｇだけ低い高度ｈ−Δｇよりも低い高度が含まれる場合に、高度変化状態を非歩行状態と判定する。第２の高度の閾値Δｇは人間の歩行として困難又は想定されない速度に係る値であるため、判定区間内に、高度ｈ＋Δｇよりも高い高度が含まれる場合には、高度が急速に下降したと判定することができる。また、判定区間内に、高度ｈ−Δｇよりも低い高度が含まれる場合には、高度が急速に上昇したと判定することができる。本図に示す例では、非歩行状態の検出窓ｕ９の下方に、時刻ｔ₄〜ｔ₈の高度が分布している。従って、高度変化分析部１０１１は、現在時刻ｔ₉での高度変化状態を「非歩行状態」と判定する。

図４は、高度の時間変化の他の例を示す図である。図４において、横軸は時刻であり、縦軸は高度であり、×は各サンプリング時刻においてサンプリングされた高度を示す。破線で示された長方形は、それぞれ昇降状態の検出窓ｗ６、ｗ９、ｗ１３を示す。検出窓ｗ６は、時刻ｔ₆における昇降状態の検出窓であり、時刻の範囲がｔ₁〜ｔ₆の判定区間であって、高度の範囲がｈ₆−Δｈ〜ｈ₆＋Δｈまでの区間である。ｈ₆は、サンプリング時刻ｔ₆における高度を示す。検出窓ｗ９は、時刻ｔ₉における昇降状態の検出窓であり、時刻の範囲がｔ₄〜ｔ₉の判定区間であって、高度の範囲がｈ₉−Δｈ〜ｈ₉＋Δｈまでの区間である。ｈ₉は、サンプリング時刻ｔ₉における高度を示す。検出窓ｗ１３は、時刻ｔ₁₃における昇降状態の検出窓であり、時刻の範囲がｔ₈〜ｔ₁₃の判定区間であって、高度の範囲がｈ₁₃−Δｈ〜ｈ₁₃＋Δｈまでの区間である。ｈ₁₃は、サンプリング時刻ｔ₁₃における高度を示す。図４に示す例では、ユーザが、時刻ｔ₁から時刻ｔ₆までは上り勾配を有する道を歩行し、時刻ｔ₆から時刻ｔ₁₀までは勾配がない道又は緩やかな道を歩行し、時刻ｔ₁₀から時刻ｔ₁₃までは下り勾配を有する道を歩行していることを仮定している。

図４に示す例では、時刻ｔ₁から時刻ｔ₆までの区間において、高度が徐々に上昇している。高度変化分析部１０１１は、非歩行状態でない場合であって、判定区間において高度が時間とともに上昇している場合に、高度変化状態を上昇状態と判定する。具体的には、高度変化分析部１０１１は、非歩行状態でない場合であって、昇降状態の検出窓より下の範囲に、判定区間内でサンプリングされた高度がある場合に、高度変化状態を上昇状態と判定する。すなわち、高度変化分析部１０１１は、非歩行状態でない場合であって、判定区間内に、現在の高度ｈから第１の高度の閾値Δｈだけ低い高度ｈ−Δｈよりも低い高度が含まれる場合、高度変化状態を上昇状態と判定する。本例では、判定区間内でサンプリングされた高度のうち、時刻ｔ₁の高度と時刻ｔ₂の高度とが昇降状態の検出窓ｗ６よりもそれぞれ低い。従って、高度変化分析部１０１１は、時刻ｔ₆における高度変化状態を「上昇状態」と判定する。

図４に示す例では、時刻ｔ₁₀から時刻ｔ₁₃までの区間において、高度が下降している。高度変化分析部１０１１は、非歩行状態でない場合であって、判定区間において高度が時間とともに下降している場合に、高度変化状態を下降状態と判定する。具体的には、高度変化分析部１０１１は、非歩行状態でない場合であって、昇降状態の検出窓より上の範囲に、判定区間内でサンプリングされた高度がある場合に、高度変化状態を下降状態と判定する。すなわち、高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、現在の高度ｈから第１の高度の閾値Δｈだけ高い高度ｈ＋Δｈよりも高い高度が含まれる場合、高度変化状態を下降状態と判定する。本例では、検出窓ｗ１３が示す判定区間内でサンプリングされた高度のうち、時刻ｔ₈〜ｔ₁₀の高度が昇降状態の検出窓ｗ１３よりもそれぞれ高い。従って、高度変化分析部１０１１は、時刻ｔ₁₃における高度変化状態を「下降状態」と判定する。

また、ユーザが勾配のない道又は勾配が緩やかな道を歩行している場合には、高度の変化量が所定の変化量よりも少ない。図４に示す例では、時刻ｔ₆から時刻ｔ₁₀までの区間において、高度の変化量が少ない。高度変化分析部１０１１は、高度の変化量が少ない場合に、高度変化状態を水平移動状態と判定する。具体的には、高度変化分析部１０１１は、昇降状態の検出窓の範囲内に判定区間内でサンプリングされた全ての高度がある場合に、高度変化状態を水平移動状態と判定する。すなわち、高度変化分析部１０１１は、判定区間内に含まれる高度がいずれもｈ−Δｈからｈ＋Δｈまでの範囲内である場合、水平移動状態と判定する。この例では、検出窓ｗ９に、判定区間内でサンプリングされた高度が全て含まれる。従って、高度変化分析部１０１１は、時刻ｔ₉における高度変化状態を「水平移動状態」と判定する。

なお、判定区間内でサンプリングされた高度には、高度ｈ−Δｈよりも低い高度と、高度ｈ＋Δｈよりも高い高度との両方が含まれる場合がある。その場合、高度変化分析部１０１１は、例えば、高度ｈ−Δｈよりも低い高度と高度ｈ＋Δｈよりも高い高度のうち、最も現在時刻ｔに近い時刻ｔ’の高度に基づいて現在時刻ｔの高度変化状態を判定してもよい。即ち、時刻ｔ’の高度が高度ｈ−Δｈよりも低い場合、高度変化分析部１０１１は、現在時刻ｔの高度変化状態が上昇状態であると判定する。時刻ｔ’の高度が高度ｈ＋Δｈよりも高い場合、高度変化分析部１０１１は、現在時刻ｔの高度変化状態が下降状態であると判定する。

また、高度変化分析部１０１１は、判定区間内でサンプリングされた高度に含まれる高度ｈ−Δｈよりも低い高度のサンプル数と、高度ｈ＋Δｈよりも高い高度のサンプル数とを比較して、現在時刻ｔの高度変化状態を判定してもよい。すなわち、高度ｈ−Δｈよりも低い高度のサンプル数が高度ｈ＋Δｈよりも高い高度のサンプル数よりも多い場合、高度変化分析部１０１１は、上昇状態であると判定する。高度ｈ−Δｈよりも低い高度のサンプル数が高度ｈ＋Δｈよりも高い高度のサンプル数と等しい場合、高度変化分析部１０１１は、非昇降状態であると判定する。高度ｈ−Δｈよりも低い高度のサンプル数が高度ｈ＋Δｈよりも高い高度のサンプル数よりも少ない場合、高度変化分析部１０１１は、下降状態であると判定する。

また、高度変化分析部１０１１は、判定区間内でサンプリングされた高度の平均値が、高度ｈ−Δｈよりも低い場合に上昇状態と判定し、判定区間内でサンプリングされた高度の平均値が高度ｈ＋Δｈよりも高い場合に下降状態と判定し、それ以外の場合に非昇降状態と判定してもよい。
また、高度変化分析部１０１１は、現在の高度ｈと、現在時刻ｔから時間間隔ΔＴ遡った時刻ｔ−ΔＴにおける高度ｈ_t-Δ_Tとを比較して、高度変化状態を判定してもよい。例えば、現在の高度ｈから時刻ｔ−ΔＴにおける高度ｈ_t-Δ_Tの差が、予め定めた高度差の正の閾値よりも大きいとき、高度変化分析部１０１１は、上昇状態と判定する。現在の高度ｈから時刻ｔ−ΔＴにおける高度ｈ_t-Δ_Tの差が、予め定めた高度差の負の閾値よりも小さいとき、高度変化分析部１０１１は、下降状態と判定する。それ以外の場合、高度変化分析部１０１１は、非昇降状態と判定する。

高度変化分析部１０１１は、水平移動状態と判定された時間が、所定時間Ｔ（例えば、２０分）よりも長く継続したとき、休憩状態と判定する。この所定時間Ｔは、例えば、登山、ハイキングにおいて推奨される推奨インターバル（例えば、５０分歩行後、１０分休憩の繰り返し）での休憩時間より長ければいかなる値（例えば、１５分から３０分）であってもよい。これにより、規則的に繰り返されるインターバルでの休憩が、不規則な長い休憩（例えば、食事等）と区別し、そのインターバルでの休憩を歩行状態（上昇状態、下降状態、水平移動状態）の一部として扱われる。

次に、電子機器１０が実行する高度変化状態判定処理について説明する。
図５は、本実施形態に係る電子機器１０が実行する高度変化状態判定処理を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１）高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、現在の高度ｈから第２の高度の閾値Δｇだけ高い高度ｈ＋Δｇよりも高い高度が含まれるか否か、又は、現在の高度ｈから第２の高度の閾値Δｇだけ低い高度ｈ−Δｇよりも低い高度が含まれるか否かを判定する。高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、高度ｈ＋Δｇよりも高い高度が含まれる場合、又は、高度ｈ−Δｇよりも低い高度が含まれる場合（ステップＳ１０１ ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理に進む。一方、高度変化分析部１０１１は、判定区間内にある全ての高度が高度ｈ−Δｇから高度ｈ＋Δｇまでの範囲内である場合（ステップＳ１０１ ＮＯ）、ステップＳ１０３の処理に進む。
（ステップＳ１０２）高度変化分析部１０１１は、高度変化状態を非歩行状態と判定する。その後、本処理を終了する。

（ステップＳ１０３）高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、現在の高度ｈから第１の高度の閾値Δｈだけ高い高度ｈ＋Δｈよりも高い高度が含まれるか否かを判定する。高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、高度ｈ＋Δｈよりも高い高度が含まれる場合（ステップＳ１０３ ＹＥＳ）、ステップＳ１０４の処理に進む。一方、高度変化分析部１０１１は、判定区間内の全ての高度が高度ｈ＋Δｈ以下である場合（ステップＳ１０３ ＮＯ）、ステップＳ１０５の処理に進む。
（ステップＳ１０４）高度変化分析部１０１１は、高度変化状態を下降状態と判定する。その後、本処理を終了する。

（ステップＳ１０５）高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、現在の高度ｈから第１の高度の閾値Δｈだけ低い高度ｈ−Δｈよりも低い高度が含まれるか否かを判定する。高度変化分析部１０１１は、判定区間内に、高度ｈ−Δｈよりも低い高度が含まれる場合（ステップＳ１０５ ＹＥＳ）、ステップＳ１０６の処理に進む。一方、高度変化分析部１０１１は、判定区間内の全ての高度が高度ｈ−Δｈ以上である場合（ステップＳ１０５ ＮＯ）、ステップＳ１０７の処理に進む。
（ステップＳ１０６）高度変化分析部１０１１は、高度変化状態を上昇状態と判定する。その後、本処理を終了する。

（ステップＳ１０７）高度変化分析部１０１１は、高度変化状態を水平移動状態と判定する。その後、ステップＳ１０８の処理に進む。
（ステップＳ１０８）高度変化分析部１０１１は、水平移動状態が所定時間Ｔよりも長く継続したか否かを判定する。高度変化分析部１０１１は、水平移動状態が所定時間Ｔよりも長く継続していない場合（ステップＳ１０８ ＮＯ）、本処理を終了する。
一方、高度変化分析部１０１１は、水平移動状態が所定時間Ｔよりも長く継続した場合（ステップＳ１０８ ＹＥＳ）、ステップＳ１０９の処理に進む。
（ステップＳ１０９）高度変化分析部１０１１は、高度変化状態を休憩状態と判定する。その後、本処理を終了する。

次に、本実施形態に係る電子機器１０が実行する受信処理について説明する。
図６は、本実施形態に係る電子機器１０が実行する受信処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）高度計測部１０８は、気圧計測部１０７が計測した気圧信号に基づき高度を計測する。その後、ステップＳ２０２に進む。
（ステップＳ２０２）高度変化分析部１０１１は、高度計測部１０８が計測した高度に基づいて現在時刻における高度変化状態を判定する。高度変化分析部１０１１は、例えば、図５に示す処理を実行する。その後、ステップＳ２０３の処理に進む。
（ステップＳ２０３）受信制御部１０１３は、高度変化分析部１０１１が判定した高度変化状態が水平移動状態から上昇状態又は下降状態に変化したか否かを判定する。上昇状態又は下降状態に変化したと判定された場合（ステップＳ２０３ ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理に進む。上昇状態又は下降状態に変化したと判定されなかった場合（ステップＳ２０３ ＮＯ）、ステップＳ２０５の処理に進む。
（ステップＳ２０４）受信制御部１０１３は、受信部１０９の受信動作を所定時間、常時受信に制御する。その後、ステップＳ２０５に進む。

（ステップＳ２０５）高度変化分析部１０１１は、高度計測部１０８が計測した高度に基づいて昇降速度を算出する。その後、ステップＳ２０６の処理に進む。
（ステップＳ２０６）受信制御部１０１３は、算出された昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値以内であるか否かを判定する。所定の変化量の閾値以内であると判定された場合（ステップＳ２０６ ＹＥＳ）、ステップＳ２０７の処理に進む。所定の変化量の閾値以内ではないと判定された場合（ステップＳ２０６ ＮＯ）、ステップＳ２０８の処理に進む。
（ステップＳ２０７）受信制御部１０１３は、受信部１０９の受信動作を間欠受信に制御する。その後、図６に示す処理を終了する。
（ステップＳ２０８）受信制御部１０１３は、受信部１０９の受信動作を常時受信に制御する。その後、図６に示す処理を終了する。

次に、受信動作の一制御例について説明する。
図７は、受信動作の一制御例を示す図である。図７において、縦軸、横軸は、それぞれ昇降速度、時刻を示す。横軸の下方の文字、両矢印は、それぞれ受信動作の区間を示す。
図７に示す例では、時刻ｔ₀からｔ₁までの区間では、昇降速度が０である状態が継続する。従って、この区間では、受信動作は間欠受信に制御される。
時刻ｔ₁からｔ₂までの区間では、昇降速度が時間経過に伴い上昇し、昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値を超える。また、この区間が開始される時刻ｔ₁では、高度変化状態が水平移動状態から上昇状態に変化する。この区間では、受信動作は常時受信に制御される。
時刻ｔ₂からｔ₃までの区間では、昇降速度がほぼ一定であり、昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値以内となる。この区間では、受信動作は間欠受信に制御される。
時刻ｔ₃からｔ₄までの区間では、昇降速度が時間経過に伴い上昇し、昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値を超える。また、この区間が開始される時刻ｔ₃では、高度変化状態が水平移動状態から上昇状態に変化する。この区間では、受信動作は常時受信に制御される。
時刻ｔ₄からｔ₅までの区間では、昇降速度がほぼ一定であり、昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値以内となる。この区間では、受信動作は間欠受信に制御される。
時刻ｔ₅からｔ₆までの区間では、昇降速度が時間経過に伴い下降し、昇降速度の変化量が所定の変化量の閾値を超える。この区間では、受信動作は常時受信に制御される。

次に、間欠受信における受信状態と停止状態の時系列の例について説明する。
図８は、受信状態と停止状態の時系列の一例を示す図である。
図８において横軸は、時刻であり、水平方向を向いている太線は、その区間において受信状態であることを示し、太線がない区間は、その区間において停止状態であることを示す。この例では、受信状態、停止状態の継続時間がそれぞれτ₂、τ₃であり、受信状態と停止状態とが、所定の周期τ₁（継続時間τ₂、τ₃の和に等しい）で繰り返される。周期τ₁は、例えば１分間であり、継続時間τ₂、τ₃は、例えばそれぞれ１０秒間、５０秒間である。継続時間τ₂、τ₃が、それぞれτ₁、０であるときは常時受信に相当する。継続時間τ₂、τ₃が、それぞれ０、τ₁であるときは完全停止に相当する。

間欠受信における周期τ₁、継続時間τ₂、τ₃は、予め定めた値であってもよいし、可変であってもよい。例えば、受信制御部１０１３は、受信部１０９の受信動作を常時受信から間欠受信に制御する場合において、各周期における、停止状態の継続時間τ₃を漸次に増加（つまり、受信状態の継続時間τ₂を漸次に減少）させてもよい。ここで、停止状態の継続時間τ₃を漸次に増加させる際、受信制御部１０１３は、間欠受信について予め定めた継続時間τ₃に達するまで、継続時間τ₃を周期τ₁毎に所定の時間幅δτ₃（例えば、１０秒）ずつ増加させてもよい。
受信制御部１０１３が受信部１０９の受信動作を常時受信から間欠受信に制御する際、昇降速度の変化が所定値を超える状態から、所定値以内に収束する状態に遷移する。この場合、被測定者の心拍数は、直ちに所定の心拍数に収束するとは限らず、所定の心拍数に徐々に収束することがある。そこで、停止状態の頻度を漸次に増加させることで、生体情報信号を欠落させる量を徐々に増加させて、心拍数の精度を確保することができる。

図９は、受信状態と停止状態の時系列の他の例を示す図である。
この例では、停止状態の継続時間が漸次に増加する。時刻の原点（基準時）は、受信制御部１０１３が受信部１０９の受信動作を常時受信から間欠受信に変更するように制御した時点である。この例では、受信制御部１０１３が基準時から開始される第１周期から第５周期にかけて、停止状態の継続時間をτ₃₀から周期τ₁毎にδτ₃ずつ増加させ、間欠受信の継続時間τ₃に達することを示す。

上述したように、本実施形態に係る電子機器１０は、計測された高度の変化（例えば、高度変化状態、昇降速度）に基づいて生体情報信号（例えば、心拍信号）の受信動作を制御する。
一般に、被測定者の高度の変化に応じて被測定者の生体活動によって生じる生体情報信号の信号値が変動する。その高度の変化に応じて受信動作を制御することで、生体情報信号に基づいて解析される生体情報の精度を低下させずに、受信に要する電力を低減することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態に係る生体情報処理システム１ａ（図示せず）は、生体情報処理システム１（図１）において電子機器１０に代えて、電子機器１０ａを備える。
図１０は、本実施形態に係る電子機器１０ａの構成を示すブロック図である。
電子機器１０ａは、電子機器１０（図２）において受信制御部１０１３に代えて、受信制御部１０１３ａを備える。

受信制御部１０１３ａは、受信制御部１０１３と同様に、高度変化分析部１０１１から入力された昇降速度データと高度変化データとに基づいて受信部１０９における生体情報信号の受信動作を制御する。
受信制御部１０１３ａは、さらに心拍検出部１０１４から入力された心拍数データに基づいて受信部１０９における生体情報信号の受信動作を制御する。

受信制御部１０１３ａは、入力された心拍数データが示す心拍数の変化率が所定の変化率の閾値（例えば、２０％）以上であるか否かを判定する。心拍数の変化率は、例えば、その時点から予め定めた時間（例えば、心拍の数を計数した単位時間）過去における心拍数（直前心拍数）からその時点における心拍数（現在心拍数）までの変化量の直前心拍数に対する比である。心拍数の変化率が所定の変化率の閾値以上であると判定された場合には、受信制御部１０１３ａは、常時受信すると判定する。その場合には、被測定者の心拍数が著しく増加又は減少しているため、常に生体情報信号を取得できる状態にすることで精度を確保することができる。

なお、受信制御部１０１３ａは、心拍数の変動の度合いを示す指標として心拍数の変化率に代えて、心拍数の移動平均誤差を用いてもよい。これにより、受信制御部１０１３ａは、一時的な心拍数の変動の有無を検出することができる。
また、受信制御部１０１３ａは、昇降速度データに基づく制御や高度変化データに基づく制御に優先して、つまり、高度変化状態や昇降速度に関わらず、心拍数データに基づく受信動作の制御を行ってもよい。これにより、心拍数が大きく変動することを示す生体情報信号を確実に受信することができるので、精度を確保することができる。

次に、本実施形態に係る電子機器１０ａが実行する受信処理について説明する。
図１１は、本実施形態に係る電子機器１０ａが実行する受信処理を示すフローチャートである。図１１に示す処理は、図６に示す処理においてステップＳ２１１、Ｓ２１２をさらに有する。
（ステップＳ２１１）心拍検出部１０１４は、受信部１０９から入力された生体情報信号に基づいて心拍数を計測する。その後、ステップＳ２１２の処理に進む。
（ステップＳ２１２）受信制御部１０１３ａは、心拍検出部１０１４で計測された心拍数の変化率が所定の変化率の閾値以上であるか否かを判定する。所定の変化率の閾値以上であると判定された場合には（ステップＳ２１２ ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に進む。所定の変化率の閾値以上ではないと判定された場合には（ステップＳ２１２ ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に進む。その後、電子機器１０ａは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８の処理を実行する。

上述したように、本実施形態に係る電子機器１０ａは、取得した生体情報の変化（例えば、心拍数）に基づいて生体情報信号（例えば、心拍信号）の受信動作を制御する。
生体情報の変化に応じて、その精度に与える影響が変化するため、生体情報の変化に応じて受信動作を制御することで、生体情報信号に基づいて解析される生体情報の精度を低下させずに、受信に要する電力を低減することができる。

なお、上述した実施形態における電子機器１０，１０ａが備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、高度変化分析部１０１１は、上昇状態と下降状態とを分けて判定しているが、上昇状態と下降状態とを一括して昇降状態と判定してもよい。
また、上述した実施形態では、高度変化分析部１０１１は、非歩行状態と休憩状態とを区別して判定しているが、非歩行状態と休憩状態とを一括して休憩状態と判定してもよい。

また、上述した実施形態では、生体情報は心拍数であるが、これには限られない。生体情報は、被測定者の活動の度合いと相関を有する情報であれば、例えは、血圧、体温、等であってもよい。
また、上述した実施形態では、電子機器１０，１０ａは生体情報計測機能付きの電子時計であるが、これには限られない。電子機器１０，１０ａは、例えば、生体情報計測機能と計時機能を有していれば、いかなる電子機器、例えば、多機能携帯電話機（いわゆるスマートフォン）であってもよい。

１，１ａ…生体情報処理システム、１０，１０ａ…電子機器、
１０１…制御部、
１０１１…高度変化分析部、１０１２…計時部、１０１３，１０１３ａ…受信制御部、
１０１４…心拍検出部、
１０２…発振回路、１０３…分周回路、１０４…操作入力部、
１０５…表示部、１０６…電池、１０７…気圧計測部、１０８…高度計測部、
１０９…受信部、１１０…ＲＡＭ、１１１…ＲＯＭ

Claims (7)

1. 生体情報を受信する受信部と、
   高度を計測する高度計測部と、
   前記高度の変化を分析する高度変化分析部と、
   前記高度変化分析部が分析した高度の変化に基づいて前記受信部の受信動作を制御する受信制御部と、
   を備える電子機器。
2. 前記高度変化分析部は、現在までの予め定めた時間内に前記高度計測部が計測した高度に基づいて高度変化状態を判定し、
   前記受信制御部は、前記高度変化状態が水平移動状態から昇降状態に変化した場合、前記受信部の受信動作を予め定めた時間、前記生体情報を常に受信可能である状態に制御する請求項１に記載の電子機器。
3. 前記高度変化分析部は、前記高度計測部が計測した高度に基づいて昇降速度を算出し、
   前記受信制御部は、前記昇降速度の変化に基づいて前記受信部の受信動作を制御する請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
4. 前記受信制御部は、前記受信部が前記生体情報を常に受信可能な状態から間欠的に受信可能である状態に制御するとき、受信可能な状態である頻度を漸次に減少させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器。
5. 前記受信制御部は、前記受信部が受信した生体情報に基づいて前記受信部の受信動作を制御する請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子機器。
6. 電子機器における受信処理方法であって、
   高度計測部が計測した高度の変化を分析する高度変化分析ステップと、
   前記高度変化分析ステップで分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御ステップと、
   を有する受信処理方法。
7. 電子機器のコンピュータに、
   高度計測部が計測した高度の変化を分析する高度変化分析手順、
   前記高度変化分析手順で分析した高度の変化に基づいて生体情報を受信する受信部の受信動作を制御する受信制御手順、
   を実行させるための受信処理プログラム。

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