JP2016022082A - メンタルゲーム装置、メンタルゲームシステム、メンタルゲームサーバー装置、メンタルゲーム装置プログラム、メンタルゲームサーバー装置プログラム、メンタルゲーム端末装置、メンタルゲーム端末装置プログラム、および、電子装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(メンタルゲームシステムの概要)
本実施形態のメンタルゲームは、サッカーのペナルティキック(PK)をテーマにしたメンタルペナルティキック合戦(メンタルPK合戦)として構成されている。図2〜図9は、メンタルペナルティキック合戦を視覚的に表現するためにメンタルゲーム端末装置として機能するスマートフォン11の液晶画面に表示される画像を示す。
画面2の下部の「同意」をタッチすると、タッチパネル機能によってメンタルゲームをおこなう者(同時にストレスチェックを受ける被験者である)が同意したことがMPUによって認識され、図3に示す画面3がスマートフォン11の液晶画面に表示される。一方、画面2の下部の「同意しない」をタッチすると、タッチパネル機能によって同意しないことがMPUによって認識され、メンタルペナルティキック合戦のゲームは終了する。
画面3は、メンタルゲームをおこなう者の情報をユーザ情報として登録するための画面である。
「ニックネーム」を登録して、メンタルゲームをおこなう者の識別情報とすることができる。ニックネームの登録に際しては、液晶画面の適当な場所にキーボードとして機能するタッチキーを表示してタッチキーによってMPUにニックネームを認識させる。
「性別」については、男性、女性のいずれかにタッチすることによって、メンタルゲームをおこなう者が男性であるか女性であるかをMPUに認識させる。
「生年月日」については、液晶画面の適当な場所にタッチキーを表示してタッチキーによってMPUに生年月日を認識させる。
メンタルゲームをおこなう者が「登録する」を最後にタッチして、MPUはスマートフォン11のラムの所定領域に「ニックネーム」、「性別」、「生年月日」を登録する。
試合日程は、メンタルゲームをおこなう者が画面4から選択できる。例えば、グループA第1節「ブラジル vs. クロアチア」を選択した場合を画面4は示す。
メンタルゲームをおこなう者が「次へ」をタッチすると、図4に示す図面6が選択される。
メンタルゲームをおこなう者が「グループリーグ&決勝Tを確認する」をタッチすると、図4に示す図面5が選択される。
画面5の上段には「グループリーグ組み合わせ」が表示され、画面5の下段には「決勝トーナメント」が表示されるので、メンタルゲームをおこなう者は、「決勝トーナメント」の勝ち負けの状態、試合の組み合わせを知ることができる。
メンタルゲームをおこなう者は、ブラジルまたはクロアチアのいずれかのユニフォームをタッチしてチームを選ぶ。例えば、「ブラジル」のユニフォームにタッチすれば、メンタルゲームをおこなう者のチームはブラジルとなり、その結果、対戦相手はクロアチアとなる。
メンタルゲームをおこなう者が「次へ」をタッチすると、図5に示す図面7が選択される。
メンタルゲームをおこなう者は、手の指先をカメラに近接させて指先に流れる血流に応じて変化する皮膚の輝度を、スマートフォン11のカメラ機能を利用して撮影する。すなわち、カメラ機能は時系列輝度データ取得部の一部として機能する。具体的には、図7、図8の指示画面に従い以下のようにして撮影をする。
スマートフォン11の液晶画面に画面7の上段に「試合前に、あなたの平常心をはかります。」と表示される。
スマートフォン11の液晶画面に画面7の中段左側の指先をカメラレンズ(カメラのレンズ)にかざすように指示する画面が表示されるので、画面の指示に従って、メンタルゲームをおこなう者は、スマートフォン11のカメラレンズに指先を近接させる。
スマートフォン11の液晶画面に画面7の中段右側にカメラレンズが撮像する画面が表示され、画面7の下段に波形図の画面が表示される。
画面7の中段右側の測定に適した画面は、指先が撮像される画面であり、画面7の下段の測定に適した画面は、指先に流れる血流に応じて変化する皮膚の輝度信号波形(脈波)を示す画図である。
メンタルゲームをおこなう者は、指先が撮像される画面によって指先が撮像されていることを確認し、かつ、輝度信号波形が特徴ある脈波であることを確認する。メンタルゲームをおこなう者は、確認後、例えば、キーボードのエンターキーにタッチして画面8を表示する処理に移す。
スマートフォン11のMPUは、指先が撮像されていることを確認、または/および、輝度信号波形が特徴ある脈波であることを認識すると、自動的に、血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得の処理を開始するとともに、画面8を表示するようにしてもよい。
より具体的には、MPUは、撮影された画像のR(赤色)、G(緑色)、B(青色)に分離される各成分の割合から肌色を含むことを判断するとともに肌色の部分の画像に占める割合を検出して予め定める所定割合以上であることを検出した後、または/および、時系列輝度データが略一定の周期を有する繰り返し波形であるとともにエンベロープが略一定であることを検出した後に、時系列輝度データの取得を開始する。ここで、肌色の部分の画像に占める割合を確認する理由は、この割合が少ない場合には指先の極一部しか撮像されていないと判断して測定を開始しないためである。
画面8は、輝度信号波形であり、脈波を測定している間、表示される。
画面8が表示されている間、スマートフォン11のMPUは、所定時間に渡る脈波の振幅を離散的にサンプリングしディジタル化して時系列輝度信号データとしてスマートフォン11のラムに記憶させる。
時系列輝度信号データをスマートフォン11のラムに記憶中に図面8に示すように「測定中」が表示されるので、メンタルゲームをおこなう者はその間、指先をカメラに近接させ続ける。短時間軸部分拡大図が測定中は表示され続けるので測定が安定に行われているか否かを、メンタルゲームをおこなう者は確認できる。
画面8が表示された後に、時系列輝度信号データはサーバー12にアップロードされ、サーバー12における自律神経解析エンジン処理が行われる。自律神経解析エンジン処理の内容は後述する。
画面9は、サーバー12における自律神経解析エンジン処理の処理結果をスマートフォン11の液晶画面を示すものである。
自律神経解析エンジン処理の処理結果は、メンタルゲームをおこなう者の平常心が半ドーナツ部の左端の「のんびり」から、ドーナツ部の右端の「ピリピリ」までのどこの範囲であるかが、スマートフォン11の液晶画面に画面9に示すように表示される。
ここで、適度の緊張状態(平常心)は、上述したように、ゲーム開始直後の緊張状態であるとしている。適度の緊張状態におけるストレス/リラックス度をどの様にして求めるかの詳細については後述する。ストレス/リラックス度は、本来は一点(画面9の半ドーナツ表示では、半ドーナツ部の円弧の中心を通る直線)で表されるものである。しかしながら、適度の緊張状態におけるストレス/リラックス度は、測定毎にばらつき、ある程度の範囲があるので、画面9に黒部で示すように、「平常心」は、一定の範囲を有するようにしている。この黒部の範囲(所定範囲)は、実験によって定める、適度の緊張状態における低周波成分を高周波成分で除した値を含む所定範囲内である、例えば、ゲーム開始直後に測定したストレス/リラックス度を半ドーナツ部の円弧の中心を通る直線で表し、その直線からの角度が±15°となる2本の直線で挟まれる範囲としている。
図面9の「試合開始」をタッチすると図6に示す画面10を経て、図7に示す画面11が表示される。なお、画面10は「準備画面」であり、その画面の内容には制限はない。
図面9の「遊び方」をタッチすると図示しない画面が現れ遊び方を説明する。
画面11の画面右上の「15秒」は、「キック」、すなわち、図面11の「キック」にタッチをしなければならない残り時間であり、1秒ごとに数字が減算され表示される。メンタルゲームをおこなう者は、残り時間が零になる前に「キック」にタッチしなければならない。残り時間が零になった後にタッチした場合にはゴールが決まらなかったと判定される。このような時間的な圧迫感により遊技者の緊張は高まる。
ここで、メンタルゲームをおこなう者のカメラレンズに近接させる手の指先が左手の指先である場合には、メンタルゲームをおこなう者の右手の指先で「キック」にタッチする。このようにすれば、「キック」する直前の所定時間長の左手の指先の時系列輝度信号データを収集しながら、「キック」にタッチすることができる。
画面11の画面中段の「キック」の横にキックをするプレイヤーであるキッカーの動画または静止画の画像が表示される。
「キック」をタッチする直前の所定時間の時系列輝度信号データを解析して得た、ストレス/リラックス度が画面11の下段の半ドーナツ部に、「矢印の直線」で表示される。
画面11に示す例においては、メンタルゲームをおこなう者のボールを蹴ったときのストレス/リラックス度は、適度の緊張状態(平常心)におけるストレス/リラックス度よりも高く、下段の半ドーナツ部の黒部(所定範囲)よりも高い。すなわち、「ピリピリ」に寄った側にメンタルゲームをおこなう者のストレス/リラックス度は位置している。
メンタルゲームをおこなう者のボールを蹴ったときのストレス/リラックス度が半ドーナツ部の黒部よりも高い場合、すなわち、「平常心」を逸脱している場合には、「キック」が終わった後で、「ちょっと緊張気味。深呼吸しよ〜。」とスマートフォン11の音声送出機能(例えばスピーカ)を用いてメッセージを送出するようにしてもよく、画面表示をしてもよい。
サーバー12のCPUは、ボールを蹴った時の方が平常時よりもストレス/リラックス度が高いと判断するときは、ゴールを外すと判定する。そして、画面12の下段のゴールキーパーがボールをはじく画像をスマートフォン11に表示する。
サーバー12のCPUは、ボールを蹴った時の方が平常時よりもストレス/リラックス度が高くないと判断するときは、ゴールが決まると判定する。そして、画面12の上段のゴールが決まった画像をスマートフォン11に表示する。
画面12が表示された後に、画面13の「攻守が切り替え画面」を表示する。
「攻守切り替え画面」は、攻守が切り替わることを表示する画面であればどのようなものでもよく、例えば、「攻撃はクロアチア」と表示するだけでもよい。
「攻守切り替え」後においては、遊技者はキッカーからゴールキーパーの立場に立つ。
画面14は、画面11と同様な画面であるが、画面11の下段の半ドーナツ部と「矢印の直線」の図と同一の図がゴールキーパー側に表示される。また、図11の表示時と同様に、「ちょっと緊張気味。深呼吸しよ〜。」とスマートフォン11の音声送出機能(例えばスピーカ)を用いてメッセージを送出するようにしてもよく、画面表示をしてもよい。
キックをするタイミングは、予め定める一定の時間、または、スマートフォン11のMPUが乱数を発生することによって定める時間としてもよい。
サーバー12のCPUは、クロアチアのキッカーが「キック」をする毎に乱数を発生し、クロアチアのキッカーのストレス/リラックス度を発生させる。そして、クロアチアのキッカーのストレス/リラックス度と予め決めておいたクロアチアのキッカーの平常心(平常時)におけるストレス/リラックス度とに基づき、ゴールが決まると判定するか、ゴールを外すと判定する。そして、図15の上段に示すゴールが決まったときの画面、または、図15の下段に示すゴールを外すときの画面のいずれかを生成する。なお、クロアチアのキッカーが、ゴールを決めるか、ゴールを外すかは、いずれにしてもCPUが乱数で決めるので、「キック」毎に、1または0からなる2値の乱数を発生させ、そのいずれが出現するかによって図15の上段に示すゴールが決まったときの画面、または、図15の下段に示すゴールを外すときの画面のいずれかを生成するようにしてもよい。
攻守を切り替え各チーム5人、すなわち、遊技者は5回、「キック」をして、両チームで10人のキッカーのキックが終了したら、試合勝敗表示画面を表示する。
試合勝敗表示画面は、対戦する2チームのゴールが決まった数とゴールが失敗した数とを対比して比較するものであれば、どのようなものであってもよい。
なお、10人のキッカーが全てキックする前に勝敗が決着した場合、例えば、ブラジルの3人のキッカーが連続してゴールを決め、クロアチアの3人のキッカーが連続してゴールを決められなかった場合には試合の勝敗は確定するが、両チームの各5人がキックをするようにしている。
図10〜図13を参照して、メンタルゲームシステムのメンタルゲーム端末装置とサーバーとにおける処理の概要を説明する。
ステップST11〜ステップST17の処理はメンタルゲーム端末装置における処理である。
自動的に脈波測定モードを開始する場合には、MPUは、(1)肌色が画像全体に占める割合を検出し、予め定める所定割合以上であることを確認することによって指先が撮像されていると判断する。ここで、MPUは、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)に分離される輝度信号の各成分の割合から、肌色であることを判断する。また、MPUは、(2)輝度信号波形が、略一定の周期を有する繰り返し波形であり、そのエンベロープが略一定であることから脈波であると判断する。以上の(1)または(2)のいずれかを判断して自動的に脈波測定モードを開始するようにしてもよく、以上の(1)および(2)の両方を判断して自動的に脈波測定モードを開始するようにしてもよい。
図10のステップST18〜ステップST21、および、図11のステップST22〜ステップST25は、サーバー12における自律神経解析エンジン処理である。
前倒しロジック処理とは、時系列輝度データ信号のピークをより検出しやすいようにする処理であり、時系列輝度データの値が連続して同値である場合には、予め定める所定複数回数以上の同値の連続する時系列輝度データを処理の対象から除く処理である。
時系列輝度データは、離散時間サンプリングデータであり、そのサンプリング時刻はスマートフォン11内の時刻に同期している。関数化処理は、サーバー12内の時刻に同期するために、スマートフォン11で検出する時系列輝度データが存在しない時間における時系列輝度データを関数化して連続的に補間し、リサンプリングを可能とする。リサンプリング可能とすることによってステップST24におけるフーリエ変換処理を精度よく実行できるようにする。
Savitzky-Golayフィルタ自体は公知のフィルタリング技術である。スマートフォン11のカメラで検出する時系列輝度データ信号の波形は専用の脈波検出器で検出する脈波波形に比べて精度が悪く、簡単なフィルタリングでは専用の脈波検出器で検出するような脈波のピークを再生することは困難である。ここで、脈波のピークを再生する際に、単純な微分を用いる場合には、高域のノイズが増加してしまいその目的を達することができない。よって、ノイズを増加させることなくピークが明確に表れるようなフィルタとしてSavitzky-Golayフィルタを用いている。
RR間隔時系列データ(アールアール間隔時系列データ)の検出処理は、時系列輝度データ信号をRR間隔時系列データに変換する処理である。RR間隔時系列データの検出処理は、ステップST20のSavitzky-Golayフィルタによって明瞭に再生された時系列輝度データ信号に含まれる脈波のピークを微分演算により検出する処理と、この微分演算により検出された隣接する2つのピーク間の時間を検出する処理とを含んでいる。
ローパスフィルタリング処理は、時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出した後において、時系列輝度データが正確に脈波を検出したならば本来得られるであろうRR間隔時系列データに変換する処理である。
RR間隔時系列データの異常値除去処理は、RR間隔時系列データに含まれる異常値を除去する処理である。ここで異常値とは通常は検出されないであろうRR間隔時系列データの値である。異常値の検出には、60をRR間隔時系列データの値で除して得る、RR間隔時系列データの値に逆比例する瞬時心拍数(H.R)を用いる。異常値が検出された場合には、RR間隔時系列データに混入したノイズ(すなわち、時系列輝度データ信号に混入したノイズ)がなせるものとして、ステップST24のフーリエ変換以降の処理において、異常値を示したRR間隔時系列データを用いない。異常値除去処理における異常値をどのようなものであるとみなすかについては、以下の第1のルールないし第3のルールいずれか1つが成立する場合に異常値であるとしてもよく、第1のルールないし第3のルールの任意の2つ以上の組み合わせが成立する場合に異常値であるとしてもよい。第1のルールないし第3のルールについては、より詳しく後述する。
nを正整数、t(n)はn回目に検出するRR間隔時系列データとして、|60/t(n)-60/t(n-1)|≦第1所定値ではないときは、異常値であるする。すなわち、現在の瞬時心拍数と直前の瞬時心拍数との差分が第1所定値よりも大きい場合には、そのときのRR間隔時系列データを除去する。
(meanH.R(N))は移動平均値であり、Nは正整数(例えば、5、8)として、|60/t-meanH.R(N)|≧第2所定値の範囲であるときは、異常値であるとする。すなわち、現在の瞬時心拍数と直前までの瞬時心拍数の移動平均値との差分が第2所定値よりも大きい場合には、そのときのRR間隔時系列データを除去する。
第2のルールを適用した結果、所定回数(例えば、8回)連続して異常値である場合に、meanH.R(8)をリセットして、再び、meanH.R(8)を算出し直す。すなわち、第3のルールは、第2のルールを適用するに際して、現在の瞬時心拍数と移動平均値との差分が第2所定値よりも大きい場合が所定回数連続したときには、その移動平均値をリセットして、新たに、移動平均値を求めるものである。
周知のハミング窓を用い、周知のFFT(高速フーリエ変換)によって、ステップST23で得られた異常値除去処理後のRR間隔時系列データをフーリエ変換処理する。ステップST19において時系列輝度データの関数化処理がなされているので、高速フーリエ変換に際しては、スマートフォン11におけるデータサンプリングタイミングとは異なるタイミングにおいてリサンプリングすることができる。また、異常値除去処理後のRR間隔時系列データをフーリエ変換するので、時系列輝度データ信号にノイズが混入しない場合に本来得られるであろうフーリエ変換後のパワースペクトルを得ることができる。
フーリエ変換した後、高周波成分HF、低周波成分LFを検出する。高周波成分HFは、フーリエ変換され得られた所定周波数範囲の高域のパワースペクトルの積分値である。低周波成分LFは、フーリエ変換され得られた所定周波数範囲の低域のパワースペクトルの積分値である。
解析結果データの作成に際しては、スペクトルを正規分布に近づけるために、公知の論文等でも用いている高周波成分HFを対数表示するLnHF、低周波成分LFを対数表示するLnLFを用いる。以下、LnHFを自律神経活動指標LnHFと称し、LnLFを自律神経活動指標LnLFと称する。
表示は、画面9において半ドーナツ部で示すような極座標を用いる。半ドーナツ部の中心点(外側の円弧および内側の円弧の中心点)から放射状に伸びる直線(中心点から放射状に伸びる直線)と半ドーナツ部左端の「のんびり」と半ドーナツ部左端の「ピリピリ」とを結ぶ直線(中心点を通過する直線)とのなす角度がストレス/リラックス度を表す。
すなわち、(自律神経活動指標LnLF)/(自律神経活動指標LnHF)=∞(無限大)のときに、中心点から放射状に伸びる直線と中心点を通過する直線とのなす角度は0°となり、ストレス/リラックス度は、「のんびり」である。一方、(自律神経活動指標LnLF)/(自律神経活動指標LnHF)=0(零)のときに、中心点から放射状に伸びる直線と中心点を通過する直線とのなす角度は180°となり、ストレス/リラックス度は、「ピリピリ」である。ストレス/リラックス度は、(自律神経活動指標LnLF)/(自律神経活動指標LnHF)=∞である角度0°から(自律神経活動指標LnLF)/(自律神経活動指標LnHF)=0である角度180°の間の角度であらわされる。例えば、「平常心」は、すでに述べたように、メンタルPK合戦において、キックをする前の精神状態において測定される被験者の精神状態であり、通常は、「平常心」のストレス/リラックス度は、角度90°より若干大きい角度である(画面9を参照)。
θ=180°- 2×tan-1{(自律神経活動指標LnLF)/(自律神経活動指標LnHF)}
ステップST26〜ステップST29の処理はメンタルゲーム端末装置における処理である。
そして、スマートフォン11のMPUは、時系列輝度信号データをサーバー12にアップロードする。
ステップST30では、サーバー12のCPU(中央演算装置)が、ステップST18〜ステップST25と同様の各処理を実行する。
サーバー12のCPUは、前倒しロジック処理をおこなう(ステップST18と同様の内容)。
CPUは、時系列輝度データの関数化処理をおこなう(ステップST19と同様の内容)。
CPUは、Savitzky-Golay(サビツキ・ゴレイ)フィルタによるノイズ除去およびピーク検出処理をおこなう(ステップST20と同様の内容)。
CPUは、RR間隔時系列データの検出処理をおこなう(ステップST21と同様の内容)。
CPUは、ローパスフィルタリング処理をおこなう(ステップST22と同様の内容)。
CPUは、RR間隔時系列データの異常値除去処理をおこなう(ステップST23と同様の内容)。
CPUは、フーリエ変換処理 をおこなう(ステップST24と同様の内容)。
CPUは、高周波成分HF・低周波成分LFの検出処理をおこなう(ステップST25と同様の内容)。
ステップST31(ボールを蹴る処理)では、スマートフォン11のMPUは、図7の画面11を表示させる。
ステップST33〜ステップST35では、サーバー12のCPUが、PK処理の判定ロジックの処理を以下のようにおこなう。
ステップST36(ゴールの結果の画面表示)では、スマートフォン11のMPUは、図7の画面12の表示をさせる。すなわち、MPUはゴールを外すと判定する場合には図7の下段の画像を画面12として表示させ、MPUはゴールが決まると判定する場合には図7の上段の画像を画面12として表示させる。
ステップST39では、サーバー12のCPUが、ST33〜ステップST35と同様のPK処理の判定ロジックの処理をおこなう。
サーバー12のCPUは、クロアチアのキッカーが「キック」をする図14が表示される毎に、乱数を発生し、適宜の時間が経過したときにクロアチアのキッカーが「キック」をしたとして図面14の右上に表示される残り時間の減算を止め、クロアチアのキッカーのストレス/リラックス度を発生させる。そして、クロアチアのキッカーのストレス/リラックス度と予め決めておいたクロアチアのキッカーの平常心(平常時)におけるストレス/リラックス度とに基づき、ゴールが決まると判定するか、ゴールを外すと判定する。そして、図15の上段に示すゴールが決まったときの画面、または、図15の下段に示すゴールを外すときの画面のいずれかを生成する。なお、クロアチアのキッカーが、ゴールを決めるか、ゴールを外すかは、いずれにしてもCPUが乱数で決めるので、「キック」毎に、1または0からなる2値の乱数を発生させ、そのいずれが出現するかによって図15の上段に示すゴールが決まったときの画面、または、図15の下段に示すゴールを外すときの画面のいずれかを生成するようにしてもよい。
ステップST40(ゴールの結果の画面表示)では、スマートフォン11のMPUは、図9の画面15の表示をさせる。すなわち、スマートフォン11のMPUはゴールを外すと判定する場合には図9の下段の画像を画面15として表示させ、スマートフォン11のMPUはゴールが決まると判定する場合には図9の上段の画像を画面15として表示させる。
なお、ステップST28、ステップST29、ステップST31、ステップST32、ステップST36〜ステップST38、ステップST40の各処理は、メンタルゲーム端末装置における処理であり、ステップST30、ステップST33〜ステップST35、ステップST39の各処理は、サーバーにおける処理である。
上述したステップST18ないしステップST25に記載の自律神経解析エンジン処理の詳細について順に説明をする。
図14は、前倒しロジック処理を模式的に示す図である。
時系列輝度データの関数化は、全ての時系列輝度データのサンプル点を通過するB-スプライン関数によっておこなう。B-スプライン関数を用いることによってスマートフォン11で検出する時系列輝度データが存在しない時間における時系列輝度データも滑らかに連続関数として補間できるので、サーバー12のCPUのクロック信号を基準としてステップST20以降の処理をおこなうことができる。また、FFT(高速フーリエ変換)をおこなうための一定サンプル周期(10msec(ミリ秒))毎の時系列輝度データを新たな時系列データとして得ることができる。B-スプライン関数自体は公知の関数である。なお、データ補間の手法としては、直線補間も知られているが、B-スプライン関数を用いることによってデータの補間精度は直線補間に比べてより向上する。
Savitzky-Golayフィルタは、ディジタル平滑化多項式フィルタ、または、最小二乗平滑化フィルタとも称されている。時間領域で設計される平滑フィルタであり、かつ微分フィルタである。実施形態のSavitzky-Golayフィルタは、例えば、窓は0.9(秒)、3次多項式で近似して2階微分を実行する。
時系列輝度データ信号のピーク検出をおこなった後、隣接するピーク間の時間であるRR間隔時系列データの検出をおこなう。ピーク検出のロジックは、公知技術である単純な符号逆転としている。隣接するピーク間の時間の検出は、クロック信号に同期して動作するカウンタによっておこなう。ここで、単純な符合逆転ロジックでピーク検出が可能となり、RR間隔時系列データの検出が可能となったのは、ステップST23におけるSavitzky-Golayフィルタの効果が寄与している。
カメラに入射する周囲の光は迷光としてノイズ発生原となる。スマートフォン11のカメラは、通常の風景、人物を写すカメラの機能を発揮するように設計されている。よって、カメラがとらえるごくわずかな皮膚の輝度の変化に対してノイズとなる迷光のレベルは相対的に大きく、ステップST21において時系列輝度データから検出したRR間隔時系列データ(RRI)にはノイズが含まれるので、ステップST21において得られるRR間隔時系列データの中から適切にノイズを除かないとRR間隔時系列データを精度よく分離することができない。
表1は、RR間隔時系列データの異常値除去処理を説明するための表である。表1を参照して以下に説明をする。
フーリエ変換処理は、窓として、周知技術の方形窓(窓なし)、ハニング窓、ハミング窓の3種類の窓を試みた。その結果、ハミング窓が後述する高周波成分HFと低周波成分LFとの分離において最も良好な結果が得られので、ハミング窓を用いる。RR間隔時系列データは、関数化処理がなされているので、一定の周期でリサンプリングをおこなう高速フーリエ変換が可能となる。
高周波成分HFは副交感神経の活動を表し、低周波成分LFは交感神経の活動を表す指標として定義されて既住の論文、文献において用いられている。高周波成分HFは、フーリエ変換した後、0.15〜0.4Hzの帯域を通過させるフィルタによって得られる0.15〜0.4Hzのパワースペクトルの積分値である。低周波成分LFは、0.04〜0.15Hzの帯域を通過させるフィルタによって得られるパワースペクトルの積分値である。
(ハードウエアの変形例)
上述した実施形態においては、メンタルゲームシステムのクライアントとサーバーとの接続は、インターネット回線を用いるものとして説明をしたが、両者の接続はこれに限るものではなく、専用回線、公衆回線を問わず、有線通信回線、無線回線を問わず、あらゆる回線を用いることができる。例えば、LAN、専用の微弱電波を用いた専用回線、電話回線等も用いることができる。
第1実施形態においては、クライアント・サーバー・システムとしてメンタルゲームシステムを構成した。第2実施形態は、第1実施形態のサーバー側における全ての処理をクライアント側に移すようにする実施形態であるメンタルゲーム装置に関する。このようなメンタルゲーム装置は、例えば、図1に記載されたスマートフォン11がサーバー12の支援を受けることなく、単独で全ての処理をおこなう場合に相当する。メンタルゲーム装置として機能するスマートフォンが単体で上述した処理の全てをおこなう場合には、サーバーを用いなくともよい。
上述した実施形態においては、スマートフォン11を操作する者の対戦相手は、コンピュータであった。しかしながら、対戦相手がコンピュータであると緊張感に欠けるので、実在の者を対戦相手とすることができる。例えば、スマートフォン11のみを用いて画面13の「攻守が切り替え画面」の前後で、スマートフォン11を操作する者が交代し、一人の者がブラジルチームのキッカーの役割を果たし、もう一人の者がクロアチアチームのキッカーの役割を果たすようにしてもよい。この場合においては、「平常心」については、ブラジルチームのキッカーの役割の者の「平常心」と、クロアチアチームのキッカーの役割の者の「平常心」と、を各々登録しておき、二人の者の対戦形式とすることによって、1台のスマートフォン11を用いて二人の者がメンタルゲームを楽しむことができる。
第1実施形態、第2実施形態、および、第1、第2実施形態の変形例における、ストレス/リラックス度を演算する技術は、ゲーム以外の一般的な電子装置に応用することができる。
12 サーバー、
13 インターネット
Claims (16)
- 遊技者の精神的緊張状態の変化をゲーム展開に応じて作り出すことができるメンタルゲーム装置であって、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、
画像表示をする画像表示部と、
前記時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
ゲーム展開中の高い緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、適度の緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値を含む所定範囲内であるか否かに基づき前記メンタルゲームの勝敗を判定する判定部と、を備える、
メンタルゲーム装置。 - 前記RR間隔時系列データに含まれるノイズを除去するためのローパスフィルタリング処理部を備える、請求項1に記載のメンタルゲーム装置。
- 前記時系列輝度データに含まれるノイズを除去しピーク検出をするためのサビツキ・ゴレイフィルタを備える、請求項1または請求項2に記載のメンタルゲーム装置。
- 前記時系列輝度データの連続補間をするための関数化処理部を備える、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のメンタルゲーム装置。
- 前記時系列輝度データの値が連続して同値である場合には、予め定める所定複数回数以上の前記時系列輝度データを処理の対象から除く前倒しロジック処理部を備える、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のメンタルゲーム装置。
- 前記時系列輝度データの検出をおこなうに際して前記ディスプレイに前記時系列輝度データの波形を表示する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のメンタルゲーム装置。
- 前記RR間隔時系列データの値に逆比例する瞬時心拍数を得て、
現在の瞬時心拍数と直前の瞬時心拍数との差分が第1所定値よりも大きい場合には、現在のRR間隔時系列データを処理の対象から除去するRR間隔時系列データの異常値除去処理部を備える、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のメンタルゲーム装置。 - 前記RR間隔時系列データの値に逆比例する瞬時心拍数を得て、
現在の瞬時心拍数と直前までの瞬時心拍数の移動平均値との差分が第2所定値よりも大きい場合には、現在のRR間隔時系列データを処理の対象から除去するRR間隔時系列データの異常値除去処理部を備える、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のメンタルゲーム装置。 - 血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、画像表示をする画像表示部とを有し、遊技者の精神的緊張状態の変化をゲーム展開に応じて作り出すことができるメンタルゲーム装置のコンピュータに実行させるメンタルゲーム装置プログラムであって、
前記時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
ゲーム展開中の高い緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、適度の緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値を含む所定範囲内であるか否かに基づき前記メンタルゲームの勝敗を判定する判定部と、を備えるように前記コンピュータを機能させる、
メンタルゲーム装置プログラム。 - 遊技者の精神的緊張状態の変化をゲーム展開に応じて作り出すことができるメンタルゲーム端末装置とメンタルゲームサーバー装置とを備えるメンタルゲームシステムであって、
前記メンタルゲーム端末装置は、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、
前記皮膚の輝度に応じた時系列輝度データをメンタルゲームサーバー装置に対して出力する時系列輝度データ出力処理部と、
前記サーバーから出力される前記メンタルゲームの勝敗の結果を表示する画像表示部と、を具備し、
前記メンタルゲームサーバー装置は、
前記時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
ゲーム展開中の高い緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、適度の緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値を含む所定範囲内であるか否かに基づき前記メンタルゲームの勝敗を判定する判定部と、を具備する、
メンタルゲームシステム。 - メンタルゲームシステムにおいてメンタルゲーム端末装置と協調して動作するメンタルゲームサーバー装置であって、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を前記メンタルゲーム端末装置において撮影して得られる時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
ゲーム展開中の高い緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、適度の緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値を含む所定範囲内であるか否かに基づき前記メンタルゲームの勝敗を判定する判定部と、を備える、
メンタルゲームサーバー装置。 - メンタルゲームシステムにおいてメンタルゲーム端末装置と協調して動作するメンタルゲームサーバー装置のコンピュータに実行させるメンタルゲームサーバー装置プログラムであって、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を前記メンタルゲーム端末装置において撮影して得られる時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
ゲーム展開中の高い緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、適度の緊張状態における前記低周波成分を前記高周波成分で除した値を含む所定範囲内であるか否かに基づき前記メンタルゲームの勝敗を判定する判定部と、を備えるように前記コンピュータを機能させる、
メンタルゲームサーバー装置プログラム。 - メンタルゲームシステムにおいてメンタルゲームサーバー装置と協調して動作するメンタルゲーム端末装置であって、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、
前記皮膚の輝度に応じた時系列輝度データをメンタルゲームサーバー装置に対して出力する時系列輝度データ出力処理部と、
前記サーバーから出力される前記メンタルゲームの勝敗の結果を表示する画像表示部と、を備え、
前記時系列輝度データ取得部は、
撮影された画像のR(赤色)、G(緑色)、B(青色)に分離される各成分の割合から肌色を含むことを判断するとともに前記肌色の部分の前記画像に占める割合を検出して予め定める所定割合以上であることを検出した後、または/および、前記時系列輝度データが略一定の周期を有する繰り返し波形であるとともにエンベロープが略一定であることを検出した後に、前記時系列輝度データの取得を開始する、
メンタルゲーム端末装置。 - メンタルゲームシステムにおいてメンタルゲームサーバー装置と協調して動作するメンタルゲーム端末装置のコンピュータに実行させるメンタルゲーム端末装置プログラムであって、
血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、
前記皮膚の輝度に応じた時系列輝度データをメンタルゲームサーバー装置に対して出力する時系列輝度データ出力処理部と、
前記サーバーから出力される前記メンタルゲームの勝敗の結果を表示する画像表示部と、を備えるように前記コンピュータを機能させ、
前記時系列輝度データ取得部においては、
撮影された画像のR(赤色)、G(緑色)、B(青色)に分離される各成分の割合から肌色を含むことを判断するとともに前記肌色の部分の前記画像に占める割合を検出して予め定める所定割合以上であることを検出した後、または/および、前記時系列輝度データが略一定の周期を有する繰り返し波形であるとともにエンベロープが略一定であることを検出した後に、前記時系列輝度データの取得を開始する、処理をおこなう、
メンタルゲーム端末装置プログラム。 - 前記メンタルゲームはサッカーのペナルティキックを模したメンタルペナルティキック合戦であり、
前記ストレス状態は前記ペナルティキックを模したキックの操作をおこなう時点における被験者の精神状態であり、前記平常心状態は前記メンタルペナルティキック合戦を開始する時点における被験者の精神状態である、
請求項1に記載のメンタルゲーム装置。 - 血流に応じて変化する皮膚の輝度を撮影して時系列輝度データを取得する時系列輝度データ取得部と、
前記時系列輝度データからRR間隔時系列データを検出するRR間隔時系列データ検出処理部と、
前記RR間隔時系列データをフーリエ変換するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ変換処理された信号の高周波成分と低周波成分とを分離する高周波成分・低周波成分検出処理部と、
前記低周波成分を前記高周波成分で除した値が、予め測定した適度の緊張状態のときの前記低周波成分を前記高周波成分で除した値である基準値を含む所定範囲内であるか否かを判定する判定部と、を備える、
電子装置。
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