JP2016168149A - Pulse measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、脈拍測定装置に関し、特に光電脈拍センサーによる光電脈拍信号を利用した脈拍測定装置に関する。 The present invention relates to a pulse measuring device, and more particularly to a pulse measuring device using a photoelectric pulse signal from a photoelectric pulse sensor.
近年、光電脈拍センサーを使用した時計型のウェアラブル・ヘルスケア商品の開発が進んでいる。光電脈拍センサーでは発光素子から腕、指などに光を照射し、その反射光または透過光を受光素子で検出し、受光信号を電気信号に変換して光電脈拍信号(光電脈波信号)を得ることができ、光電脈拍信号に基づき測定した脈拍をLCD等で表示していた。このような態様の光電型の脈拍時計は市場に存在している。 In recent years, development of watch-type wearable health care products using photoelectric pulse sensors has been progressing. In the photoelectric pulse sensor, light is emitted from the light emitting element to the arm, finger, etc., the reflected or transmitted light is detected by the light receiving element, and the received light signal is converted into an electric signal to obtain a photoelectric pulse signal (photoelectric pulse signal). The pulse measured based on the photoelectric pulse signal was displayed on an LCD or the like. Such a type of photoelectric pulse clock exists on the market.
光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置は、例えば、特許文献1及び特許文献2に開示されている。
A pulse measuring device using a photoelectric pulse sensor is disclosed in, for example,
光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置は、ウェアラブルの場合、光電脈拍センサーは常時、腕などに付けて脈拍を測定するためで、腕の動き等の体動は光電脈拍信号にノイズ等のダメージを与えてしまう。上記脈拍測定装置の利用者が運動等を行いに、光電脈拍信号にダメージを与える場合、正確に脈拍を測定できないという問題点があった。 When a pulse measuring device using a photoelectric pulse sensor is wearable, the photoelectric pulse sensor is always attached to an arm or the like to measure the pulse, and body movement such as arm movement causes damage such as noise to the photoelectric pulse signal. I will give it. When the user of the pulse measuring device performs exercise or the like and damages the photoelectric pulse signal, there is a problem that the pulse cannot be measured accurately.
一方、正確に脈拍を測定すべく、光電脈拍信号に対して複雑で高度な演算処理を行うことが考えられる。しかしながら、ウェアラブルデバイスとして脈拍測定装置を設ける場合、小型化が要求されるため、消費電力が高くなる傾向が強い上述した複雑,高度な演算処理を採用することは実用上困難であるという問題点があった。 On the other hand, in order to accurately measure the pulse, it is conceivable to perform complicated and sophisticated arithmetic processing on the photoelectric pulse signal. However, when a pulse measuring device is provided as a wearable device, since downsizing is required, it is practically difficult to employ the above-described complicated and advanced arithmetic processing that tends to increase power consumption. there were.
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単な構成で精度良く脈拍を測定することができる、光電脈拍センサーを用いた脈拍測定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a pulse measuring device using a photoelectric pulse sensor that can accurately measure a pulse with a relatively simple configuration.
この発明に係る請求項1記載の脈拍測定装置は、被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、前記脈拍算出部は、前記光電脈拍信号に基づき、時系列に沿って所定数の時系列脈拍信号を格納する脈拍信号格納部と、前記所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施し複数のフーリエ演算結果を得た後、前記複数のフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値を求める前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、前記フーリエ演算平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍取得部とを含む。
The pulse measuring device according to
この発明に係る請求項6記載の脈拍測定装置は、被測定者の脈拍を検出して光電脈拍信号を得る光電脈拍センサーと、前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、前記脈拍算出部は、前記光電脈拍信号に基づくサンプル脈拍信号を順次受け、該サンプル脈拍信号に対しフーリエ変換処理を施しフーリエ演算結果を得る前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、前記フーリエ演算結果に基づき、脈拍検出結果を得る脈拍検出処理を実行する脈拍検出部と、前記脈拍検出部より順次得られる前記脈拍検出結果を時系列に沿った複数の脈拍検出結果として受け、前記複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍決定部とを含む。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pulse measuring device according to a sixth aspect of the present invention, a photoelectric pulse sensor for obtaining a photoelectric pulse signal by detecting a pulse of the measured person, acquiring the measured pulse of the measured person based on the photoelectric pulse signal, A pulse measurement unit that outputs pulse information that indicates the measurement pulse, the pulse measurement unit includes a pulse calculation unit that executes a calculation process for obtaining the measurement pulse, and the pulse calculation unit includes the photoelectric pulse A sample pulse signal based on the signal is sequentially received, a Fourier transform process is performed on the sample pulse signal to obtain a Fourier computation result, and a Fourier transform processing unit that executes the computation process, and a pulse detection result is obtained based on the Fourier computation result A pulse detection unit that executes a pulse detection process; and the pulse detection results sequentially obtained from the pulse detection unit are received as a plurality of pulse detection results in time series, and the plurality of pulse detection results Based on the average value of the beat detection result, and a measured pulse determination unit for obtaining the measured pulse.
請求項1記載の本願発明の脈拍測定装置内における脈拍算出部は、フーリエ変換処理部により、所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施した後、平均値を求める演算処理を実行してフーリエ演算平均値を得ることにより、測定脈拍用として精度の高い測定値を得ることができる。
The pulse calculation unit in the pulse measurement device of the present invention according to
その結果、脈拍算出部より、フーリエ演算平均値に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍測定部における上記演算処理を行う主要構成部をフーリエ変換処理部のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。 As a result, a highly accurate measurement pulse can be obtained from the pulse calculation unit based on the Fourier arithmetic mean value. Furthermore, the pulse measuring device can be realized with a relatively simple configuration by using only the Fourier transform processing unit as the main component for performing the above arithmetic processing in the pulse measuring unit.
請求項6記載の本願発明の脈拍測定装置内における脈拍算出部は、フーリエ演算結果を用いて脈拍検出部より順次得られた複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、測定脈拍決定部より測定脈拍を得ている。
The pulse calculation unit in the pulse measurement device according to the present invention described in
その結果、本願発明の脈拍測定装置は、複数の脈拍検出結果の平均値に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍測定部における上記演算処理を行う主要構成部をフーリエ変換処理部のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。 As a result, the pulse measuring device of the present invention can obtain a highly accurate measured pulse based on the average value of a plurality of pulse detection results. Furthermore, the pulse measuring device can be realized with a relatively simple configuration by using only the Fourier transform processing unit as the main component for performing the above arithmetic processing in the pulse measuring unit.
(1.全体構成)
図1はこの発明における本実施の形態(実施の形態1,実施の形態2)である脈拍測定装置の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施の形態は光電脈拍センサーであるPPGセンサー1、脈拍測定部11、ディスプレイ9、加速度センサー21及びスピーカー27から構成される。
(1. Overall configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a pulse measuring device according to the present embodiment (
PPGセンサー1は、発光素子から腕、指などに光を照射し、その反射光または透過光を受光素子で検出し、受光信号を電気信号に変換して脈拍を検出することにより光電脈拍信号S1(PPG信号)を脈拍測定部11に出力する。PPGセンサー1の光電脈拍信号S1のサンプリング周波数は100〜300Hz程度である。
The
一方、加速度センサー21は、本実施の形態の脈拍測定装置を装着した被測定者による腕等による動きを検出し、3軸方向の加速度成分を指示する加速度信号S21を出力する。
On the other hand, the
脈拍測定部11は光電脈拍信号S1に基づき、フーリエ演算処理を含む演算処理を行い、測定脈拍を測定し、測定脈拍を指示する脈拍情報HR及び測定脈拍から算出される消費カロリーを指示する消費カロリー情報CCを出力する。ディスプレイ9は脈拍情報HRの指示する測定脈拍及び消費カロリー情報CCの指示する消費カロリー視覚認識可能に表示する。
The
さらに、脈拍測定部11は、加速度信号S21に基づき、本実施の形態の脈拍測定装置を装着した被測定者の動きが、測定脈拍に影響を与える体動状態であるか否かを認識する体動検出処理を実行し、体動検出処理の結果に基づき、体動状態の有無を指示する体動認識信号S26を出力する。さらに、脈拍測定部11は体動認識信号S26が体動状態を指示する期間における所定のタイミング時に音声出力を指示するスピーカー駆動信号S27をスピーカー27に出力する。
Furthermore, the
スピーカー27は、脈拍測定部11からのスピーカー駆動信号S27が音声出力を指示する時、後に詳述するように、本実施の形態である脈拍測定装置の利用者(被測定者)に、体動状態であることを告知するための音声出力等を行う。
When the speaker drive signal S27 from the
このような構成の本実施の形態の脈拍測定装置はPPGセンサー1、加速度センサー21、スピーカー27及びディスプレイ9を搭載した腕等に装着可能なCPU等を内蔵する演算ユニットに脈拍測定部11の機能を持たせた例えば腕時計型のコンパクトなウェアラブル装置として実現可能である。
The pulse measuring device of the present embodiment having such a configuration has the function of the
(2.脈拍測定部)
脈拍測定部11は、ADC2、バッファ3、バッファ4、信号処理部5、脈拍算出部6(16)、消費カロリー算出部7、タイミング制御部8、ADC22、信号処理部25及び体動認識部26から構成される。ウェアラブルな脈拍測定装置を実現する場合、脈拍測定部11内の上記構成部2〜8,22,25,及び26はそれぞれ、少なくとも一部はソフトウェアに基づくCPUを用いたプログラム処理によって実行される。
(2. Pulse measurement unit)
The
ADC2は光電脈拍信号S1をA/D変換してディジタル化した脈拍信号S2をバッファ3に出力する。バッファ3は脈拍信号S2を1〜5秒周期でバッファリングして脈拍信号S3を出力する。バッファ4は脈拍信号S3を30〜60秒周期でバッファリングして脈拍信号S4を信号処理部5に出力する。信号処理部5は脈拍信号S4に対し種々の信号処理を施して脈拍信号S5を脈拍算出部6に出力する。
The
脈拍算出部6あるいは脈拍算出部16は、脈拍信号S5に基づきフーリエ演算処理を主とした演算処理を行って測定脈拍を算出する。この際、脈拍算出部6は、バッファ4でバッファリングされた脈拍信号S4を上記演算処理の実行単位とし、かつ、バッファ3でバッファリングされた脈拍信号S3単位を1回の演算処理を実行する更新周期としている。以下、本明細書では、説明の都合上、バッファ3は更新周期である5秒周期でバッファリングし、バッファ4は後述する実施の形態1のフーリエ演算処理の単位周期である30秒周期でバッファリングする構成として説明する。
The
そして、脈拍算出部6は、測定脈拍を指示する脈拍情報HRを消費カロリー算出部7に出力する。消費カロリー算出部7は脈拍情報HRの指示する測定脈拍に基づき被測定者の消費カロリーを算出し、算出した消費カロリーを指示する消費カロリー情報CCと、脈拍算出部6から得た脈拍情報HRとをディスプレイ9に出力する。
Then, the
ADC22は加速度信号S21をA/D変換してディジタル化した加速度信号S22を信号処理部25に出力する。なお、ADC22と信号処理部25との間にバッファ3,4に相当するバッファを挿入しても良い。
The
信号処理部25は、信号処理部5と同様に、加速度信号S22に対し種々の信号処理を施して加速度信号S25を体動認識部26に出力する。
Similar to the
体動認識部26は加速度信号S25に基づき、後に詳述する加速ベクトルV(n)を求め、加速ベクトルV(n)が体動基準値を超えるか否かを検出する体動検出処理を実行し、体動基準値を超える場合に体動状態を指示する体動認識信号S26を内部の脈拍算出部6に出力する。
Based on the acceleration signal S25, the body
すなわち、体動認識部26は、加速度センサー21より得られる加速度信号S21に基づき、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、この体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号S26を生成している。以下、体動認識信号S26が体動状態を指示する期間を「体動認識期間」と呼ぶ。
That is, the body
さらに、体動認識部26は、加速ベクトルV(n)の加速強度を脈拍成分(周波数成分)により分類した加速度スペクトル(値)を求め、加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータD26を脈拍算出部6に出力する。加速度スペクトルは例えば加速ベクトルV(n)に対するフーリエ変換処理(FFT処理)を行うことで得られる。
Further, the body
この際、タイミング制御部8の制御下でフーリエ演算平均値M50と同期するように、体動スペクトルデータD26を脈拍算出部6(後述する脈拍検出部65)に出力する。すなわち、タイミング制御部8の制御下で、同一期間における光電脈拍信号S1に基づくフーリエ演算平均値M50と、加速度信号S21に基づく体動スペクトルデータD26とが脈拍算出部6内の脈拍検出部65に出力されるようにタイミング制御される。
At this time, the body motion spectrum data D26 is output to the pulse calculation unit 6 (
以下、体動認識部26の動作について詳述する。加速度センサー21は、x、y、z三軸方向の加速度を示す加速度信号S21を出力されるため、3軸であるx、y、zのベクトル値を取って、ある期間、例えば10秒間、ベクトル値がある体動基準値以上であれば、動きが激しい体動状態であると認識することができる。
Hereinafter, the operation of the body
加速度信号S21が信号処理部25を経由した加速度信号S25より得られるx、y、z方向の成分をx(n),y(n)及びz(n)とすると、加速ベクトルV(n)は以下の式(1)、あるいは式(1)を簡略化した式(2)により求められる。なお、nは時間方向のインデックスである。
If the acceleration signal S21 is x (y), y (n) and z (n) obtained in the x, y and z directions obtained from the acceleration signal S25 via the
体動状態における測定脈拍を正確に得るための準備段階として、まず、式(1)あるいは式(2)で加速ベクトルV(n)を求め、所定の平均期間に亘って以下の式(3)に示すように、平均加速ベクトルMV(n)求める。 As a preparatory step for accurately obtaining the measured pulse in the body movement state, first, the acceleration vector V (n) is obtained by the equation (1) or the equation (2), and the following equation (3) is obtained over a predetermined average period. The average acceleration vector MV (n) is obtained as shown in FIG.
式(3)において、例えば、加速度信号S25のデータレートが25Hz、所定の平均期間が10秒の場合、N=250となる。 In Expression (3), for example, when the data rate of the acceleration signal S25 is 25 Hz and the predetermined average period is 10 seconds, N = 250.
そして、式(3)で求めた平均加速ベクトルMV(n)が予め準備した体動基準値を超えると、体動が激しい体動状態であると認識し、体動状態であることを指示する体動認識信号S26を出力する。その後、後に詳述する基準脈拍幅設定処理のための脈拍測定は、平均加速ベクトルMV(n)が体動基準値を下回った後の安静状態まで待機して行われる。 When the average acceleration vector MV (n) obtained by the expression (3) exceeds the body motion reference value prepared in advance, the body motion is recognized as a severe body motion state, and the body motion state is instructed. A body movement recognition signal S26 is output. Thereafter, the pulse measurement for the reference pulse width setting process, which will be described in detail later, is performed while waiting for a resting state after the average acceleration vector MV (n) falls below the body motion reference value.
このように、体動認識部26は、加速度信号S25(x(n),y(n)及びz(n))から加速ベクトルV(n)及び平均加速ベクトルMV(n)を算出し、平均加速ベクトルMV(n)と体動基準値との比較により、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、体動状態の有無を指示する体動認識信号S26を生成する。
Thus, the body
すなわち、体動認識部26は、加速度センサー21からの加速度信号S21に基づき、加速度信号S25、加速ベクトルV(n)及び平均加速ベクトルMV(n)を順次求めて、被測定者が測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、この体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号S26を生成している。そして、前述したように、体動認識信号S26が体動状態の指示する期間が体動認識期間として規定される。
That is, the body
さらに、体動認識部26は、体動認識期間において所定のタイミングで音声出力(告知)を指示するスピーカー駆動信号S27(告知信号)をスピーカー27に出力する。なお、所定のタイミングとして、例えば、体動認識信号S26が体動状態の指示開始から数秒経過までの期間を音声出力タイミングとする等のタイミングが考えられる。
Furthermore, the body
一方、音声出力を指示するスピーカー駆動信号S27を受けたスピーカー27は、音声出力(第1の音声出力)を行うことにより被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部として機能する。
On the other hand, the
脈拍算出部6は、体動を指示する体動認識信号S26を受けると体動認識期間であることを認識し、体動認識期間中は、体動の影響によっても測定脈拍の精度を劣化させない種々の処理を行う。この点については後に詳述する。
Upon receiving the body movement recognition signal S26 instructing body movement, the
また、脈拍算出部6は、後に詳述する基準脈拍幅の設定が完了した時、その旨を指示する設定完了信号R27をスピーカー27に出力する。
In addition, when the setting of the reference pulse width, which will be described in detail later, is completed, the
タイミング制御部8はバッファ3からの脈拍信号S3の出力と、脈拍算出部6の脈拍情報HRの出力とのタイミング等を制御するとともに、前述したように、脈拍算出部6と体動認識部26とが同期して動作するようにタイミング制御する。
The
(2−1.信号処理部)
図2は図1で示した信号処理部5の内部構成を示すブロック図である。同図(a)は信号処理部5の内部構成を示している。
(2-1. Signal processing unit)
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the
まず、同図(a)を参照して、信号処理部5の内部構成を説明する。信号処理部5は、オフセット除去部51、リサンプリング部52、ベースライン除去部53、LPF(Low-pass filter)54及びHPF(High-pass filter)55から構成される。
First, the internal configuration of the
オフセット除去部51は、脈拍信号S4の最初の入力レベルが“0”となるようにオフセット除去処理を行い、オフセット除去後の脈拍信号S41をリサンプリング部52に出力する。リサンプリング部52は脈拍信号S41が脈拍計算に適したデータレートになるようにリサンプリング処理して脈拍信号S42を出力する。ベースライン除去部53は脈拍信号S42からベースラインとなる信号波を除去して脈拍信号S43をLPF54に出力する。LPF54は脈拍信号S43に対し遮断周波数より高い周波数の成分を除去するフィルタリング処理を行って脈拍信号S44を出力する。HPF55は脈拍信号S44に対し遮断周波数より低い周波数の成分を除去するフィルタリング処理を行って脈拍信号S5を出力する。
The offset
<実施の形態1>
(2−2.脈拍算出部)
図3は実施の形態1における脈拍算出部6の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、脈拍算出部6は、セグメント格納部61〜63、FFT(Fast Fourier Transform 回路)64、脈拍検出部65、基準脈拍幅設定部67、スムージング処理部68及び信号切替部69から構成される。
<
(2-2. Pulse calculation unit)
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the
脈拍信号格納部を構成する3つのセグメント格納部61〜63はそれぞれ10秒間分の脈拍信号S5(時系列脈拍信号)を格納可能であり、各々が5秒単位分の脈拍信号S5の格納領域を有する部分格納部61a〜63a及び61b〜63bの組み合わせにより構成されている。
Each of the three
セグメント格納部61〜63内に総計30秒分の脈拍信号S5が格納され、部分格納部61aに最も新しい5秒分の脈拍信号S5が格納され、部分格納部63bに最も古い5秒分の脈拍信号S5が格納される。以降、更新期間である5秒間隔毎に、部分格納部61aに最新の脈拍信号S5、部分格納部61bに部分格納部61aの格納信号、部分格納部62aに部分格納部61bの格納信号、部分格納部62bに部分格納部62aの格納信号、部分格納部63aに部分格納部62bの格納信号、部分格納部63bに部分格納部63aの格納信号が転送され、部分格納部63bの格納信号が廃棄される。
The pulse signals S5 for a total of 30 seconds are stored in the
そして、部分格納部61a及び61b(の格納信号)よりセグメント信号S51、部分格納部61b及び62aよりセグメント信号S52、部分格納部62a及び62bよりセグメント信号S53、部分格納部62b及び63aよりセグメント信号S54、部分格納部63a及び63bよりセグメント信号S55が信号切替部69に出力される。
Then, the segment signal S51 from the partial storage units 61a and 61b (stored signal thereof), the segment signal S52 from the
信号切替部69は5秒の更新期間内に全てのセグメント信号S51〜S55(複数のサンプル脈拍信号)をFFT64に順次出力すべくスイッチング動作を行う。
The
フーリエ変換処理部であるFFT64は、セグメント信号S51〜S55それぞれに対しフーリエ変換処理(FFT処理)を行って、フーリエ演算結果D51〜D55を得た後、フーリエ演算結果D51〜D55の平均値であるフーリエ演算平均値M50を求める。そして、FFT64はフーリエ演算平均値M50を、測定脈拍取得部を構成する主要部である脈拍検出部65及び基準脈拍幅設定部67に出力する。
The
脈拍検出部65は、体動認識期間ではない通常期間、すなわち、体動認識信号S26が体動状態を指示しない期間において、全周波数領域(実質的には0〜14Hz程度)を検出対象とし、フーリエ演算平均値M50からピーク位置の周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するBPM(Beats Per Minute)値を脈拍検出結果D65として出力する脈拍検出処理を実行する。なお、周波数(Hz)と脈拍数(BPM)は、周波数の60倍が脈拍数となるという類似関係にあるため、以下では周波数(Hz)及び脈拍数(BPM)の共通概念として「脈拍成分」と呼ぶ場合がある。
The
基準脈拍幅設定部67は、フーリエ演算平均値M50及び体動認識信号S26を受け、被測定者が体動状態を停止し、体動認識信号S26が体動状態を指示しない期間が所定の継続期間経過した安静状態時において、フーリエ演算平均値M50に基づき基準脈拍幅を求め、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報D67を脈拍検出部65に出力する。
The reference pulse
上記した所定の継続期間として、例えば、体動認識信号S26が体動状態を指示しない期間が、セグメント格納部61〜63全てへの脈拍信号S5の格納内容が入れ替わる期間である30秒以上に設定する等が考えられる。
As the above-described predetermined duration, for example, a period in which the body movement recognition signal S26 does not indicate a body movement state is set to 30 seconds or more, which is a period in which the stored contents of the pulse signal S5 in all the
その結果、基準脈拍幅設定部67は、体動認識期間直後であっても、体動認識信号S26及び安静状態時のフーリエ演算平均値M50に基づき、安静状態における被測定者の脈拍成分範囲である基準脈拍幅を設定し、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報D67を脈拍検出部65に出力することができる。
As a result, even if the reference pulse
なお、基準脈拍幅の設定方法として、安静状態のフーリエ演算平均値M50より検出したピーク位置における脈拍成分(周波数あるいはBPM)に対応する基準脈拍成分を中心(基準)として正方向及び負方向それぞれに所定の脈拍成分幅を付加する等の方法が考えられる。 As a method for setting the reference pulse width, the reference pulse component corresponding to the pulse component (frequency or BPM) at the peak position detected from the Fourier arithmetic average value M50 in the resting state is set as the center (reference) in each of the positive direction and the negative direction. A method such as adding a predetermined pulse component width is conceivable.
脈拍検出部65は、体動認識期間において、基準脈拍幅情報D67の指示する基準脈拍幅内の周波数領域(脈拍成分範囲)のみを検出対象とし、フーリエ演算平均値M50からピーク位置における周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するBPM値を脈拍検出結果D65として出力する脈拍検出処理を実行する。
The
脈拍検出部65は、体動スペクトルデータD26をさらに受け、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値M50のピーク位置(初見ピーク位置)における脈拍成分(周波数,あるいは脈拍数)と、加速度スペクトルデータのピーク位置における脈拍成分とが一致する時、上記初見ピーク位置を検出対象外として脈拍検出結果D65として採用しない無効処理を実行する。
The
その後、脈拍検出部65は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値M50のピーク位置(第二ピーク位置、初見ピーク位置の次にスペクトル強度が高いピーク位置)における周波数成分(脈拍成分)に対応するBPMを脈拍検出結果D65とする。
Thereafter, the
スムージング処理部68は脈拍検出部65から得た脈拍検出結果D65に基づき過去に得た脈拍検出結果D65を利用してスムージング処理を行って得られる値を測定脈拍として、当該測定脈拍を指示する脈拍情報HRを出力する。
The smoothing
上述した脈拍検出部65、基準脈拍幅設定部67及びスムージング処理部68は、フーリエ演算平均値M50に基づき、測定脈拍を得る測定脈拍取得部として機能する。
The
(3.効果)
(3−1.フーリエ演算平均値M50による効果)
図4〜図6は、セグメント格納部61〜63、信号切替部69、及びFFT64よってフーリエ演算平均値M50を得ることの効果を説明するグラフである。なお、これらの図において、横軸はBPMであり、縦軸は周波数スペクトル強度である。周波数スペクトル強度は相対的な大きさとして示している。
(3. Effect)
(3-1. Effect of Fourier arithmetic average value M50)
4 to 6 are graphs for explaining the effect of obtaining the Fourier calculation average value M50 by the
上記例では、体動によるノイズとして59BPM成分を混入させつつ、正確には100BPMの脈拍となる総計30秒分の脈拍信号S5を擬似的に生成している。 In the above example, a pulse signal S5 for a total of 30 seconds, which is a pulse of 100 BPM, is generated in a pseudo manner while mixing 59 BPM components as noise due to body movement.
図4は30秒間の脈拍信号S5に対し一括してフーリエ変換処理を行って得られたフーリエ演算結果D100を示している。この場合、ピーク位置PK100から59BPMの検出脈拍が得られる。 FIG. 4 shows a Fourier calculation result D100 obtained by collectively performing a Fourier transform process on the pulse signal S5 for 30 seconds. In this case, a detected pulse with a peak position PK100 to 59 BPM is obtained.
図5及び図6は図4で用いた30秒間の脈拍信号S5を、10秒単位にセグメント格納部61〜63に分割して格納して、セグメント格納部61〜63から得られるセグメント信号S51〜S55に対しフーリエ変換処理を行いフーリエ演算結果D51〜D55を得、さらにフーリエ演算結果D51〜D55のフーリエ演算平均値M50を得た内容を示している。
5 and 6 divide the 30-second pulse signal S5 used in FIG. 4 into
図5(a)〜(c)は、フーリエ演算結果D51〜D53を示し、図6(a)及び(b)は、フーリエ演算結果D54及びD55を示し、図6(c)はフーリエ演算平均値M50を示している。フーリエ演算結果D51〜D55それぞれ単独で検出脈拍を得た場合、ピーク位置PK51〜PK55から、59〜100BMPの範囲で比較的大きな変動をもって検出される。具体的にはピーク位置PK51及びPK52から100BPMを検出し、ピーク位置PK53から94BPMを検出し、ピーク位置PK54及びPK55から59BPMを検出する。 5A to 5C show Fourier calculation results D51 to D53, FIGS. 6A and 6B show Fourier calculation results D54 and D55, and FIG. 6C shows the Fourier calculation average value. M50 is shown. When the detected pulse is obtained independently for each of the Fourier calculation results D51 to D55, it is detected with a relatively large fluctuation in the range of 59 to 100 BMP from the peak positions PK51 to PK55. Specifically, 100 BPM is detected from peak positions PK51 and PK52, peak positions PK53 to 94 BPM are detected, and peak positions PK54 and PK55 to 59 BPM are detected.
しかしながら、フーリエ演算結果D51〜D55のフーリエ演算平均値M50から、正確に100BPMを検出することができる。 However, 100 BPM can be accurately detected from the Fourier calculation average value M50 of the Fourier calculation results D51 to D55.
このように、体動等の影響により59BMP付近に比較的強いスペクトル強度が検出された場合において、30秒間の脈拍信号S5一括でフーリエ変換処理を行った場合(図4参照)や、10秒間の脈拍信号S5単独でフーリエ変換処理を行った場合(図5(a),(b))は、誤検出する可能性が比較的高い。 As described above, when a relatively strong spectrum intensity is detected in the vicinity of 59 BMP due to the influence of body movement or the like, when the Fourier transform processing is performed on the pulse signal S5 for 30 seconds (see FIG. 4), When the Fourier transform process is performed with the pulse signal S5 alone (FIGS. 5A and 5B), the possibility of erroneous detection is relatively high.
一方、フーリエ演算平均値M50によって、体動によるノイズの影響を相対的に弱くすることにより、より正しいピーク位置PK50Mを認識することができ、正確な100BPMを検出脈拍とすることができる。 On the other hand, by making the influence of noise caused by body motion relatively weak by the Fourier calculation average value M50, a more correct peak position PK50M can be recognized, and an accurate 100 BPM can be set as a detected pulse.
このように、実施の形態1の脈拍測定装置内における脈拍算出部6は、フーリエ変換処理部であるFFT64により、3つ(所定数)の時系列脈拍信号であるセグメント格納部61〜63の格納信号から得られる5つ(複数)のセグメント信号S51〜S55(サンプル脈拍信号)それぞれに対しフーリエ変換処理を施した後、平均値を求める演算処理を実行してフーリエ演算平均値M50を得ている。
As described above, the
その結果、実施の形態1の脈拍測定装置は、図4〜図6の例で示したように、精度の高いフーリエ演算平均値M50に基づき精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍算出部6における演算処理であるフーリエ変換処理を行う主要構成部をFFT64のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。
As a result, as shown in the examples of FIGS. 4 to 6, the pulse measuring device according to the first embodiment can obtain a highly accurate measured pulse based on the highly accurate Fourier calculation average value M50. Furthermore, by using only the
また、複数のサンプル脈拍信号であるセグメント信号S51〜S55のうち、時間的に隣接する一対のサンプル脈拍信号であるセグメント信号S5i,S5(i+1)(i=1〜4)間において5秒分の時間帯(部分格納部61b,62a,62b,63aの格納信号)を重複させている。このため、セグメント信号S5i,S5(i+1)間の時間的な連続性を高め、信号変化を滑らかにすることができる結果、実施の形態1の脈拍測定装置は、より精度の高い測定脈拍を得ることができる。
In addition, among the segment signals S51 to S55 that are a plurality of sample pulse signals, the segment signals S5i and S5 (i + 1) (i = 1 to 4) that are a pair of sample pulse signals that are temporally adjacent to each other correspond to 5 seconds. The time zones (stored signals of the
(3−2.体動状態の影響の除去)
PPGセンサー1を使った脈拍測定は体動の影響が受けやすい。特にウォーキングとジョギングなど手足が周期的に動く体動は血流が体動の周期に合わせて変わる。体動の周期信号がPPGセンサー1の光電脈拍信号S1に影響を与え、光電脈拍信号S1内に存在する脈拍周期信号が埋もれてしまうことがある。
(3-2. Removal of influence of body movement state)
Pulse measurement using the
図7は光電脈拍信号S1に基づくフーリエ演算結果の経時変化を示すグラフである。同図において、縦軸は周波数スペクトル強度を示し、横軸はサンプル数を示しており、光電脈拍信号S1のサンプリング周波数100Hzの単位を(ms(ミリ秒)×10)として図示している。同図に示すように、安静期間T0に比べ運動期間T1はスペクトル強度が大きく変動しており、体動がPPGセンサー1の光電脈拍信号S1に影響を与えることがわかる。
FIG. 7 is a graph showing the temporal change of the Fourier calculation result based on the photoelectric pulse signal S1. In the figure, the vertical axis indicates the frequency spectrum intensity, the horizontal axis indicates the number of samples, and the unit of the
図8は図7の安静期間T0における光電脈拍信号S1に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。同図において、横軸は周波数(Hz)であり、縦軸は周波数スペクトル強度を示している。 FIG. 8 is a graph showing a Fourier calculation result based on the photoelectric pulse signal S1 in the rest period T0 of FIG. In the figure, the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents frequency spectrum intensity.
同図(a)及び(b)に示すように、いずれの場合も、正規ピーク位置PK1を検出することができるため、安静期間T0は精度良く測定脈拍を得ることができる。 As shown in FIGS. 9A and 9B, in any case, the normal peak position PK1 can be detected, and thus the measurement pulse can be obtained with high accuracy during the rest period T0.
図9は図7の運動期間T1における光電脈拍信号S1に基づくフーリエ演算結果を示すグラフである。同図において、横軸は周波数(Hz)であり、縦軸はスペクトル強度を示している。 FIG. 9 is a graph showing a Fourier calculation result based on the photoelectric pulse signal S1 in the exercise period T1 of FIG. In the figure, the horizontal axis represents frequency (Hz), and the vertical axis represents spectral intensity.
同図(a)〜(d)に示すように、いずれの場合も、正規ピーク位置PK1より体動ピーク位置BK1の方が高いスペクトル強度となるため、体動ピーク位置BK1を正規ピーク位置PK1として誤検出すると、正確な測定脈拍を得ることができないことがわかる。 As shown in FIGS. 9A to 9D, in any case, the body motion peak position BK1 has a higher spectral intensity than the normal peak position PK1, and therefore the body motion peak position BK1 is set as the normal peak position PK1. If it is detected erroneously, it can be seen that an accurate measurement pulse cannot be obtained.
実施の形態1の脈拍測定装置は、脈拍検出部65及び基準脈拍幅設定部67により、上述した体動状態の影響を除去することができる。
In the pulse measurement device according to the first embodiment, the influence of the body movement state described above can be removed by the
図10は基準脈拍幅WSによる効果を示すグラフである。運動期間T1においては体動の影響を受けるため、全ての周波数領域を検出対象としてフーリエ演算平均値M50のピーク位置を求める脈拍検出処理を実行すると、図9で示したように、体動ピーク位置BK1を脈拍決定用のピーク位置として誤検出してしまう可能性が高くなる。 FIG. 10 is a graph showing the effect of the reference pulse width WS. Since it is affected by body movement in the exercise period T1, when the pulse detection process for obtaining the peak position of the Fourier arithmetic mean value M50 is executed with all frequency regions as detection targets, as shown in FIG. There is a high possibility that BK1 is erroneously detected as the peak position for pulse determination.
そこで、脈拍検出部65は、体動認識期間において、図10に示すように、基準脈拍幅設定部67からの基準脈拍幅情報D67の指示する基準脈拍幅WS内を検出対象として上記脈拍検出処理を実行することにより、体動ピーク位置BK1では無く正規ピーク位置PK1の周波数成分(脈拍成分)に対応する脈拍検出結果D65を得ることができる。
Therefore, in the body motion recognition period, the
すなわち、体動状態において脈拍周期に数秒間内微動はあるが、大きくブレることはないため、安静状態時に設定した基準脈拍幅WS内を検出対象とすることにより、基準脈拍幅WS外に存在する体動ピーク位置BK1を簡単に除外して、正確な測定脈拍を確実に取得することができる。 In other words, there is slight movement within the pulse period for several seconds in the body movement state, but there is no significant blurring. Therefore, by making the detection target within the reference pulse width WS set in the resting state, it exists outside the reference pulse width WS Thus, it is possible to easily exclude the body movement peak position BK1 to be obtained and to accurately acquire the measured pulse.
このように、脈拍検出部65は、体動認識期間において、フーリエ演算平均値M50における基準脈拍幅内のみを検出対象として脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果D65を得るため、被測定者が運動等により体動状態にあっても、脈拍検出部65は精度の高い脈拍検出結果D65を得ることができ、その結果、脈拍検出部65を有する脈拍算出部6は正確に測定脈拍を算出することができる。
As described above, the
さらに、基準脈拍幅WS内に体動ピーク位置BK1が存在する場合も、脈拍検出部65は上述した無効処理を実行することにより、体動ピーク位置BK1の誤検出に伴う誤った脈拍検出結果D65の検出を回避することができる。
Furthermore, even when the body motion peak position BK1 exists within the reference pulse width WS, the
すなわち、脈拍検出部65は、前述したように、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算平均値M50のピーク位置(初見ピーク位置)における脈拍成分(平均値脈拍成分)と、体動スペクトルデータD26が指示する加速度スペクトルのピーク位置における脈拍成分(加速度脈拍成分)とが一致する時、上記平均値脈拍成分を脈拍検出結果D65とすることなく無効化する、すなわち、上記初見ピーク位置を検出対象外とする無効処理を実行している。
That is, as described above, the
そして、脈拍検出部65は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内を検出領域としたフーリエ演算平均値M50のピーク位置(第二ピーク位置)における脈拍成分を脈拍検出結果D65とする。したがって、体動ピーク位置BK1が基準脈拍幅WS内に存在しても、脈拍検出部65は正確な脈拍検出結果D65を得ることができる。
Then, the
このように、実施の形態1の脈拍測定装置における脈拍検出部65は、体動認識期間において加速度スペクトルのピーク位置における加速度脈拍成分とフーリエ演算平均値M50のピーク位置における平均値脈拍成分とが一致する時、当該平均値脈拍成分を無効にする無効処理を実行している。
As described above, the
このため、脈拍検出部65は、被測定者が運動等により体動状態にあり、上記加速度脈拍成分が基準脈拍幅内に存在しても、誤検出することなく正確に脈拍検出結果D65を得ることができる。
For this reason, the
(3−3.基準脈拍幅設定部)
スピーカー駆動信号S27(告知信号)の音声出力(告知)の指示に応答して実行されるスピーカー27による音声出力(第1音声出力)により、基準脈拍幅を測定すべく、所定の継続期間(30秒以上)、体動認識信号S26が体動状態を指示しない安静状態を保つことを被測定者に促すことができる。
(3-3. Reference pulse width setting part)
A predetermined duration (30) for measuring the reference pulse width by the sound output (first sound output) by the
体動認識信号S26が体動状態を指示しない状態が所定の継続期間経過した安静状態時に基準脈拍幅設定部67は上述した基準脈拍幅設定処理を行い、基準脈拍幅の設定後に、基準脈拍幅の設定完了を指示する設定完了信号R27をスピーカー27に出力する。
The reference pulse
基準脈拍幅の設定完了を指示する体動認識部26を受けたスピーカー27は、音声出力(第2の音声出力)を行うことにより、被測定者に基準脈拍幅の設定完了を告知して、被測定者に安静状態にする制約からの解放されたことを告知することができ、その結果、被測定者は運動状態を再開することができる。
The
基準脈拍幅設定部67は、体動認識信号S26を受信しているため、体動認識信号S26が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を安静状態と判断して、安静状態時にフーリエ演算平均値M50のピーク位置における脈拍成分を中心基準として基準脈拍幅設定処理を実行している。このため、実施の形態1の脈拍測定装置は、被測定者の運動時においても、必ず安静状態時における精度の高い基準脈拍幅を求めることができるため、体動による影響を受けない精度の高い測定脈拍を得ることができる。
Since the reference pulse
さらに、被測定者は体動状態告知部であるスピーカー27による第1の音声出力による告知によって体動状態であることを確実に認識することができるため、体動状態の認識後に速やかに安静状態となって基準脈拍幅設定部67による基準脈拍幅の設定処理を早期に実行可能状態に導くことができる。
Furthermore, the person to be measured can surely recognize the body movement state by the notification by the first sound output from the
<実施の形態2>
(4−1.全体構成)
図11は実施の形態2における脈拍算出部16の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、脈拍算出部16は、脈拍信号格納レジスタ70、FFT74、脈拍検出部75、基準脈拍幅設定部77、スムージング処理部78、脈拍検出結果格納レジスタ80、加算部87及び除算部88から構成される。
<
(4-1. Overall configuration)
FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of the
なお、実施の形態2の脈拍測定装置の全体構成は、図1で示した全体構成において、脈拍測定部11内の脈拍算出部6が脈拍算出部16に置き換わる点が主要な相違点となる。また、脈拍測定部11内において以下の点が実施の形態1と異なる。
The overall configuration of the pulse measurement device according to the second embodiment is mainly different from the overall configuration shown in FIG. 1 in that the
バッファ4に置換して設けられるバッファ14は、実施の形態2におけるフーリエ演算処理の単位周期である10秒周期でバッファリングする点が、30秒周期でバッファリングするバッファ4と異なる。
The
また、体動認識部26は、実質的に実施の形態1と同様の機能と呈しているため、実施の形態1と同一符号を付している。ただし、タイミング制御部8の制御下で脈拍検出結果D80と同期するように、体動スペクトルデータD26を脈拍算出部6(後述する脈拍検出部75)に出力する点のみが異なっている。すなわち、タイミング制御部8の制御下で、同一期間における光電脈拍信号S1に基づく脈拍検出結果D80と、加速度信号S21に基づく体動スペクトルデータD26とが脈拍算出部6内の脈拍検出部75に出力されるようにタイミング制御される点において、実施の形態1と異なっている。
The body
実施の形態2の脈拍測定装置は、全体構成において上記以外の構成及び動作は、実施の形態1の脈拍測定装置と同様である。 The pulse measuring apparatus according to the second embodiment has the same configuration and operation as those of the pulse measuring apparatus according to the first embodiment except for the above in the overall configuration.
(4−2.脈拍算出部の内部構成)
以下、図11を参照して実施の形態2の脈拍測定装置における脈拍算出部16の内部構成を説明する。
(4-2. Internal configuration of pulse calculation unit)
Hereinafter, the internal configuration of the
脈拍信号格納レジスタ70を構成する2つの部分格納部70a及び70bはそれぞれ5秒間分の脈拍信号S5(時系列脈拍信号)を格納可能であり、総計10秒分の脈拍信号S5が格納である。
The two
部分格納部70a及び70b間において、部分格納部70aに新しい5秒分の脈拍信号S5が格納され、部分格納部70bに古い5秒分の脈拍信号S5が格納される。以降、更新期間である5秒間隔毎に、部分格納部70aに最新の脈拍信号S5、部分格納部70bに部分格納部70aの格納信号が転送され、部分格納部70bの格納信号が廃棄される。
Between the
そして、部分格納部70a及び70bの格納信号であるレジスタ格納信号S70(サンプル脈拍信号)が5秒の更新周期毎にFFT74に順次出力される。
Then, a register storage signal S70 (sample pulse signal), which is a storage signal of the
フーリエ変換処理部であるFFT74は、一単位のレジスタ格納信号S70に対しフーリエ変換処理(FFT処理)を行ってフーリエ演算結果D70を得た後、フーリエ演算結果D70を脈拍検出部75及び基準脈拍幅設定部77に出力する。
The
脈拍検出部75は、実施の形態1の脈拍検出部65と同様、体動認識期間ではない通常期間において、全周波数領域を検出対象とし、フーリエ演算結果D70からピーク位置の周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するBPM値を脈拍検出結果D80として出力する脈拍検出処理を実行する。
The
基準脈拍幅設定部77は、フーリエ演算結果D70及び体動認識信号S26を受け、被測定者が体動状態を停止し、体動認識信号S26が体動状態を指示しない期間が所定の継続期間経過した安静状態時において、フーリエ演算結果D70に基づき基準脈拍幅を求め、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報D77を脈拍検出部75に出力する。
The reference pulse
上記した所定の継続期間として、例えば、体動認識信号S26が体動状態を指示しない期間が、脈拍信号格納レジスタ70への脈拍信号S5の格納内容が入れ替わる期間である10秒以上に設定する等が考えられる。
As the above-mentioned predetermined duration, for example, the period in which the body movement recognition signal S26 does not indicate the body movement state is set to 10 seconds or more, which is the period in which the stored content of the pulse signal S5 in the pulse
その結果、基準脈拍幅設定部77は、体動認識期間直後であっても、体動認識信号S26及び安静状態時のフーリエ演算結果D70に基づき、安静状態における被測定者の脈拍成分範囲である基準脈拍幅を設定し、基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報D77を脈拍検出部75に出力することができる。
As a result, the reference pulse
なお、基準脈拍幅の設定方法として、実施の形態1と同様、安静状態のフーリエ演算結果D70より検出したピーク位置における脈拍成分に対応する基準脈拍成分を中心とした設定方法が考えられる。 As a method for setting the reference pulse width, a setting method centering on the reference pulse component corresponding to the pulse component at the peak position detected from the Fourier calculation result D70 in the resting state can be considered as in the first embodiment.
脈拍検出部75は、体動認識期間において、基準脈拍幅情報D77の指示する基準脈拍幅内の周波数領域(脈拍成分範囲)のみを検出対象とし、フーリエ演算結果D70からピーク位置における周波数成分であるピーク周波数を求め、ピーク周波数に対応するBPM値を脈拍検出結果D80として出力する脈拍検出処理を実行する。
The
脈拍検出部75は、体動スペクトルデータD26をさらに受け、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果D70のピーク位置(初見ピーク位置)における脈拍成分と、加速度スペクトルデータのピーク位置における脈拍成分とが一致する時、上記初見ピーク位置を検出対象外として脈拍検出結果D80として採用しない無効処理を実行する。
The
その後、脈拍検出部75は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果D70のピーク位置(第二ピーク位置)における周波数成分(脈拍成分)に対応するBPMを脈拍検出結果D80とする。
Thereafter, the
脈拍検出結果格納レジスタ80は5つの脈拍検出結果格納部81〜85から構成され、脈拍検出部75より順次得られる脈拍検出結果D80を時系列に沿った5つの(複数の)格納脈拍検出結果D81〜D85(脈拍検出結果)として格納する時系列脈拍検出結果格納部として機能する。
The pulse detection
すなわち、脈拍検出結果格納部81〜85のうち、脈拍検出結果格納部81に最も新しい脈拍検出結果D80が格納脈拍検出結果D81として格納され、脈拍検出結果格納部85に最も古い脈拍検出結果D80が格納脈拍検出結果D85として格納される。
That is, among the pulse detection
以降、新たに脈拍検出結果D80が得られる毎に、脈拍検出結果格納部81に最新の脈拍検出結果D80、脈拍検出結果格納部82に(脈拍検出結果格納部81の)格納脈拍検出結果D81、脈拍検出結果格納部83に格納脈拍検出結果D82、脈拍検出結果格納部84に格納脈拍検出結果D83、脈拍検出結果格納部85に格納脈拍検出結果D84が転送され、脈拍検出結果格納部85の格納脈拍検出結果D85が廃棄される。
Thereafter, each time a pulse detection result D80 is newly obtained, the latest pulse detection result D80 is stored in the pulse detection
加算部87は格納脈拍検出結果D81〜D85を加算して格納脈拍検出結果D81〜D85の合計値である脈拍検出結果総計T80を得る。除算部88は脈拍検出結果総計T80を“5”で除算して脈拍検出結果平均値M80を得る。
The
スムージング処理部68は除算部88ら得た脈拍検出結果平均値M80に基づき過去に得た脈拍検出結果平均値M80を利用してスムージング処理を行って得られる値を測定脈拍として、当該測定脈拍を指示する脈拍情報HRを出力する。
The smoothing
上述した脈拍検出結果格納レジスタ80,加算部87、除算部88及びスムージング処理部78は、脈拍検出部75より順次得られる脈拍検出結果D80を時系列に沿った5つの格納脈拍検出結果D81〜D85(複数の脈拍検出結果)として受け、脈拍検出結果格納レジスタ80に格納された格納脈拍検出結果D81〜D85の平均値に基づき、測定脈拍を得る測定脈拍決定部として機能する。
The pulse detection
(5.効果)
(5−1.脈拍検出結果平均値M80による効果)
図4〜図6で示した例では、格納脈拍検出結果D81〜D85として100、100、94,59及び59BPMが得られる。すなわち、フーリエ演算結果D51〜D55(フーリエ演算結果D70に相当)それぞれ単独で検出脈拍を得た場合、ピーク位置PK51〜PK55から、59〜100BMPの範囲で比較的大きな変動をもって検出される。
(5. Effect)
(5-1. Effects of Pulse Detection Result Average Value M80)
In the example shown in FIGS. 4 to 6, 100, 100, 94, 59, and 59 BPM are obtained as the stored pulse detection results D81 to D85. That is, when the detection pulse is obtained independently for each of the Fourier calculation results D51 to D55 (corresponding to the Fourier calculation result D70), the detection is performed with a relatively large fluctuation in the range of 59 to 100 BMP from the peak positions PK51 to PK55.
しかしながら、格納脈拍検出結果D81〜D85の平均値である脈拍検出結果平均値M80から、より100BPMに近い82.4BPMを検出することができる。 However, 82.4 BPM closer to 100 BPM can be detected from the pulse detection result average value M80, which is the average value of the stored pulse detection results D81 to D85.
このように、体動等の影響により59BMP付近に比較的強いスペクトル強度が検出された場合において、30秒間の脈拍信号S5一括でフーリエ変換処理を行った場合(図4参照)や、10秒間の脈拍信号S5単独でフーリエ変換処理を行った場合(図5(a),(b))は、誤検出する可能性が比較的高い。 As described above, when a relatively strong spectrum intensity is detected in the vicinity of 59 BMP due to the influence of body movement or the like, when the Fourier transform processing is performed on the pulse signal S5 for 30 seconds (see FIG. 4), When the Fourier transform process is performed with the pulse signal S5 alone (FIGS. 5A and 5B), the possibility of erroneous detection is relatively high.
一方、脈拍検出結果平均値M80によって、体動によるノイズの影響を相対的に弱くすることにより、59BPMから、より正確な100BPMに近い測定脈拍で検出脈拍とすることができる。 On the other hand, by making the influence of noise caused by body motion relatively weak by the pulse detection result average value M80, it is possible to obtain a detected pulse from 59 BPM with a more accurate measured pulse close to 100 BPM.
このように、実施の形態2の脈拍測定装置の脈拍測定部11内における脈拍算出部16は、フーリエ演算結果D70を用いて脈拍検出部75より順次得られた複数の脈拍検出結果D80(D81〜D85)の平均値に基づき、測定脈拍決定部(脈拍検出結果格納レジスタ80、加算部87、除算部88及びスムージング処理部78)より測定脈拍を得ている。
As described above, the
その結果、本実施の形態の脈拍測定装置は、ノイズの影響を弱めた脈拍検出結果平均値M80に基づき比較的精度の高い測定脈拍を得ることができる。さらに、脈拍算出部16における演算処理であるフーリエ変換処理を行う主要構成部をFFT74のみとすることにより、比較的簡単な構成で脈拍測定装置を実現することができる。
As a result, the pulse measuring device according to the present embodiment can obtain a measured pulse with relatively high accuracy based on the pulse detection result average value M80 in which the influence of noise is weakened. Furthermore, by using only the
また、脈拍信号格納レジスタ70に格納するレジスタ格納信号S70を5秒の更新周期で変更することにより、FFT74が時間的に連続して受ける、一対のレジスタ格納信号S70において、5秒間の時間帯が重複している。すなわち、時間的に連続するレジスタ格納信号S70をS701,S702とすると、レジスタ格納信号S701における部分格納部70aの格納データと、レジスタ格納信号S702における部分格納部70bの格納信号とが同一となる。
Further, by changing the register storage signal S70 stored in the pulse
このため、時間的に連続するレジスタ格納信号S70の連続性を高め、信号変化を滑らかにすることができる結果、実施の形態2の脈拍測定装置は、より精度の高い測定脈拍を得ることができる。 For this reason, as a result of improving the continuity of the temporally continuous register storage signal S70 and smoothing the signal change, the pulse measuring device of the second embodiment can obtain a more accurate measured pulse. .
(5−2.体動状態の影響の除去)
脈拍検出部75は、実施の形態1の脈拍検出部65と同様、体動認識期間において、基準脈拍幅設定部77からの基準脈拍幅情報D77の指示する基準脈拍幅内を検出対象として上記脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果D80を得ることができる。
(5-2. Elimination of effects of body movement status)
Like the
このように、脈拍検出部75は、体動認識期間において、フーリエ演算結果D70における基準脈拍幅内のみを検出対象として脈拍検出処理を実行して脈拍検出結果D80を得るため、被測定者が運動等により体動状態にあっても、脈拍検出部75は精度の高い脈拍検出結果D80を得ることができ、その結果、脈拍検出部75を有する脈拍算出部16は正確に測定脈拍を算出することができる。
As described above, the
さらに、脈拍検出部75は、基準脈拍幅内に体動ピーク位置が存在する場合も、上述した無効処理を実行することにより、体動ピーク位置の誤検出に伴う誤った脈拍検出結果D80の検出を回避することができる。
Furthermore, even when the body motion peak position exists within the reference pulse width, the
すなわち、脈拍検出部75は、前述したように、体動認識期間において、基準脈拍幅内におけるフーリエ演算結果D70のピーク位置(初見ピーク位置)における脈拍成分(演算結果脈拍成分)と、体動スペクトルデータD26が指示する加速度スペクトルのピーク位置における脈拍成分(加速度脈拍成分)とが一致する時、上記演算結果脈拍成分を脈拍検出結果D80とすることなく無効化する、すなわち、上記初見ピーク位置を検出対象外とする無効処理を実行している。
That is, as described above, the
そして、脈拍検出部75は、上記初見ピーク位置を除き、基準脈拍幅内を検出領域としたフーリエ演算結果D70のピーク位置(第二ピーク位置)における脈拍成分を脈拍検出結果D80とする。したがって、体動ピーク位置が基準脈拍幅内に存在しても、脈拍検出部75は正確な脈拍検出結果D80を得ることができる。
Then, the
このように、実施の形態2の脈拍測定装置における脈拍検出部75は、体動認識期間において加速度スペクトルのピーク位置における加速度脈拍成分とフーリエ演算結果D70のピーク位置における演算結果脈拍成分とが一致する時、当該脈拍結果脈拍成分を無効にする無効処理を実行している。
As described above, the
このため、脈拍検出部75は、被測定者が運動等により体動状態にあり、上記加速度脈拍成分が基準脈拍幅内に存在しても、誤検出することなく正確に脈拍検出結果D80を得ることができる。
For this reason, the
(5−3.基準脈拍幅設定部)
実施の形態1と同様、スピーカー27による音声出力(第1音声出力)により、基準脈拍幅を測定すべく、所定の継続期間(10秒以上)、体動認識信号S26が体動状態を指示しない安静状態を保つことを被測定者に促すことができる。
(5-3. Reference pulse width setting part)
As in the first embodiment, the body motion recognition signal S26 does not indicate the body motion state for a predetermined duration (10 seconds or more) in order to measure the reference pulse width by the sound output (first sound output) from the
体動認識信号S26が体動状態を指示しない状態が所定の継続期間経過した安静状態時に基準脈拍幅設定部77は、上述した基準脈拍幅設定処理を行い、基準脈拍幅の設定後に、実施の形態1の基準脈拍幅設定部67と同様、基準脈拍幅の設定完了を指示する設定完了信号R27をスピーカー27に出力する。
The reference pulse
基準脈拍幅の設定完了を指示する体動認識部26を受けたスピーカー27は、音声出力を行うことにより、被測定者に基準脈拍幅の設定完了を告知して、被測定者に安静状態にする制約からの解放されたことを告知することができ、その結果、被測定者は運動状態を再開することができる。
The
基準脈拍幅設定部77は、体動認識信号S26を受信しているため、体動認識信号S26が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を安静状態と判断して、安静状態時にフーリエ演算結果D70のピーク位置における脈拍成分を中心基準として基準脈拍幅設定処理を実行している。このため、実施の形態2の脈拍測定装置は、実施の形態1と同様、被測定者の運動時においても、必ず安静状態時における精度の高い基準脈拍幅を求めることができるため、体動による影響を受けない精度の高い測定脈拍を得ることができる。
Since the reference pulse
さらに、実施の形態1と同様、被測定者はスピーカー27による第1の音声出力による告知によって体動状態であることを確実に認識することができるため、体動状態の認識後に速やかに安静状態となって基準脈拍幅設定部77による基準脈拍幅の設定処理を早期に実行可能状態に導くことができる。
Further, as in the first embodiment, the measurement subject can surely recognize the body movement state by the notification by the first sound output from the
(5−4.実施の形態1との比較)
実施の形態1では、5つフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値M50に基づき検出された脈拍検出結果D65を用いて測定脈拍を得ているのに対し、実施の形態2では、各々が単独のフーリエ演算結果に基づき検出された5つの脈拍検出結果D80(D81〜D85)の平均値である脈拍検出結果平均値M80を用いて測定脈拍を得ている。
(5-4. Comparison with Embodiment 1)
In the first embodiment, the measured pulse is obtained by using the pulse detection result D65 detected based on the Fourier calculation average value M50 that is the average value of the five Fourier calculation results, whereas in the second embodiment, each measurement pulse is obtained. Is obtained by using a pulse detection result average value M80, which is an average value of five pulse detection results D80 (D81 to D85) detected based on a single Fourier calculation result.
互いに、5つの中間測定値(実施の形態1ではフーリエ演算結果、実施の形態2では脈拍検出結果)の平均値を取る点において類似しており、平均値を採る対象である中間測定値が異なっている。 They are similar to each other in that they take an average value of five intermediate measurement values (Fourier calculation result in the first embodiment, and pulse detection result in the second embodiment), and the intermediate measurement values to be averaged are different. ing.
したがって、図5,図6で示した例により、基準脈拍幅内を検出対象とした脈拍検出処理や無効処理の効果を無視した場合、単独ではなく5つフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値M50に基づく分、実施の形態1の測定脈拍の精度の方が実施の形態2により高くなる優位性を有する。 Therefore, in the example shown in FIGS. 5 and 6, when the effect of the pulse detection process and the invalid process in the reference pulse width is ignored, the Fourier calculation that is an average value of five Fourier calculation results instead of being independent There is an advantage that the accuracy of the measurement pulse of the first embodiment is higher than that of the second embodiment by the amount based on the average value M50.
しかしながら、実施の形態2において、基準脈拍幅内を検出対象とした脈拍検出処理や無効処理を用いることにより、体動認識期間におけるフーリエ演算結果の中間測定値としての精度を高めることができるため、実施の形態1,実施の形態2間において、最終的に得られる測定脈拍の精度に大きな差は生じないと考えられる。 However, in the second embodiment, by using a pulse detection process or an invalid process that is targeted for detection within the reference pulse width, the accuracy as an intermediate measurement value of the Fourier calculation result in the body motion recognition period can be increased. It is considered that there is no great difference in the accuracy of the finally obtained measurement pulse between the first embodiment and the second embodiment.
一方、脈拍信号S5の更新期間内において、実施の形態1では5回のフーリエ演算処理を行う必要があるが、実施の形態2では1回のフーリエ演算処理で済ますことができる。したがって、更新周期内に5回のフーリエ演算処理に伴う処理負担、5つのフーリエ演算結果を保持するためのハードウェア負荷等を軽減できる点において、実施の形態2の脈拍算出部16の方が実施の形態1の脈拍算出部6より簡単な構成で実現できる優位性を有する。
On the other hand, in the update period of the pulse signal S5, it is necessary to perform five Fourier computations in the first embodiment, but in the second embodiment, one Fourier computation can be performed. Therefore, the
<6.その他>
なお、上述した実施の形態(実施の形態1,実施の形態2)では、体動認識信号S26が体動状態を指示する体動認識期間において、脈拍検出部65あるいは脈拍検出部75の処理内容(基準脈拍幅内の脈拍検出処理及び無効処理)を通常期間と異なる内容する例を示したが、通常期間においても体動認識期間と同様な処理を実行させるようにしても良い。この場合、脈拍検出部65(75)は体動認識信号S26の受信が不要となる。ただし、基準脈拍幅設定部67(77)は常に基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報D67(D77)を脈拍検出部65(75)に出力する必要があり、体動認識部26は常に体動スペクトルデータD26を脈拍検出部65(75)に出力する必要がある。
<6. Other>
In the above-described embodiment (
また、上述した実施の形態では、スピーカー27の第1音声出力後のタイミングで、基準脈拍幅設定部67(77)による基準脈拍幅設定処理を実行させる例を示したが、安静状態時であれば基準脈拍幅設定処理を異なるタイミング(例えば、上述した実施の形態の脈拍測定装置の利用開始時等)で実行させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the example in which the reference pulse width setting process by the reference pulse width setting unit 67 (77) is executed at the timing after the first sound output from the
また、実施の形態1では、セグメント格納部61〜63に格納された3つの格納信号から得られる5つのセグメント信号S51〜S55をFFT64に出力する構成を示したが、3個の格納信号をそのまま3つのセグメント信号としてFFT64に出力するように構成してもよい。すなわち、所定数の時系列脈拍信号(格納信号)をそのまま複数のサンプル脈拍信号(セグメント信号)にする構成にしてもよい。
In the first embodiment, the configuration in which the five segment signals S51 to S55 obtained from the three storage signals stored in the
同様に、実施の形態2では、脈拍信号格納レジスタ70内のレジスタ格納信号S70の更新処理を5秒単位で行ったが10秒単位に行い、時間的に連続するレジスタ格納信号S70間においてデータの重複が生じないようにする構成ににしても良い。
Similarly, in the second embodiment, the update processing of the register storage signal S70 in the pulse
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
1 PPGセンサー
3,4,14 バッファ
5,25 信号処理部
6,16 脈拍算出部
7 消費カロリー算出部
8 タイミング制御部
9 ディスプレイ
11 脈拍測定部
21 加速度センサー
26 体動認識部
27 スピーカー
61〜63 セグメント格納部
64,74 FFT
65,75 脈拍検出部
67,77 基準脈拍幅設定部
68,78 スムージング処理部
69 信号切替部
70 脈拍信号格納レジスタ
80 脈拍検出結果格納レジスタ
87 加算部
88 除算部
DESCRIPTION OF
65, 75
Claims (10)
前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、
前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、
前記脈拍算出部は、
前記光電脈拍信号に基づき、時系列に沿って所定数の時系列脈拍信号を格納する脈拍信号格納部と、
前記所定数の時系列脈拍信号から得られる複数のサンプル脈拍信号それぞれに対しフーリエ変換処理を施し複数のフーリエ演算結果を得た後、前記複数のフーリエ演算結果の平均値であるフーリエ演算平均値を求める前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ演算平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍取得部とを含む、
脈拍測定装置。 A photoelectric pulse sensor that detects the pulse of the subject and obtains a photoelectric pulse signal;
A pulse measurement unit that obtains a measurement pulse of the measurement subject based on the photoelectric pulse signal, and outputs pulse information indicating the measurement pulse;
The pulse measurement unit includes a pulse calculation unit that performs calculation processing to obtain the measurement pulse,
The pulse calculation unit
Based on the photoelectric pulse signal, a pulse signal storage unit that stores a predetermined number of time series pulse signals along the time series;
Each of the plurality of sample pulse signals obtained from the predetermined number of time-series pulse signals is subjected to Fourier transform processing to obtain a plurality of Fourier calculation results, and then a Fourier calculation average value that is an average value of the plurality of Fourier calculation results is obtained. A Fourier transform processing unit for executing the calculation processing to be obtained;
A measurement pulse acquisition unit for obtaining the measurement pulse based on the Fourier arithmetic mean value,
Pulse measuring device.
前記複数のサンプル脈拍信号のうち時間的に隣接する一対のサンプル脈拍信号それぞれは、少なくとも一部の時間帯が重複していることを特徴とする、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 1,
A pair of sample pulse signals that are temporally adjacent to each other among the plurality of sample pulse signals are characterized in that at least some of the time zones overlap.
Pulse measuring device.
前記被測定者の動きを検出して加速度信号を得る加速度センサーと、
前記加速度信号に基づき、前記被測定者が前記測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、前記体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号を生成する体動認識部とをさらに備え、前記体動認識信号が体動状態を指示する期間が体動認識期間として規定され、
前記測定脈拍取得部は、
前記フーリエ演算平均値を受け、前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分を脈拍検出結果とする脈拍検出処理を行う脈拍検出部と、
前記被測定者の安静状態時における脈拍成分範囲である基準脈拍幅を求め、前記基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報を出力する基準脈拍幅設定処理を実行する基準脈拍幅設定部とを含み、
前記脈拍検出部は、前記体動認識信号及び前記基準脈拍幅情報をさらに受け、前記体動認識期間において、前記フーリエ演算平均値における前記基準脈拍幅内を検出対象として前記脈拍検出処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 1 or 2,
An acceleration sensor that detects the movement of the measurement subject and obtains an acceleration signal;
Based on the acceleration signal, a body motion detection process is performed to detect whether or not the subject is in a body motion state that may affect the measurement pulse, and based on the detection result of the body motion detection process A body motion recognition unit that generates a body motion recognition signal that indicates the presence or absence of a body motion state, and a period during which the body motion recognition signal indicates a body motion state is defined as a body motion recognition period,
The measurement pulse acquisition unit,
A pulse detection unit that receives the Fourier calculation average value and performs a pulse detection process in which a pulse component at a peak position of the Fourier calculation average value is a pulse detection result;
A reference pulse width setting unit that obtains a reference pulse width that is a pulse component range in a resting state of the subject and outputs a reference pulse width information that indicates the reference pulse width. ,
The pulse detection unit further receives the body movement recognition signal and the reference pulse width information, and executes the pulse detection process with the reference pulse width in the Fourier calculation average value as a detection target in the body movement recognition period. ,
Pulse measuring device.
前記体動認識部は、前記加速度信号に基づき、脈拍成分により分類された加速度スペクトルを算出し、前記加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータをさらに出力し、
前記脈拍検出部は、前記体動認識期間において、前記体動スペクトルデータをさらに受け、前記加速度スペクトルにおけるピーク位置の脈拍成分である加速度脈拍成分と前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分である平均値脈拍成分とが一致する時、前記平均値脈拍成分を前記脈拍検出結果とすることなく無効にする無効処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 3,
The body motion recognition unit calculates an acceleration spectrum classified by a pulse component based on the acceleration signal, and further outputs body motion spectrum data indicating the content of the acceleration spectrum,
The pulse detection unit further receives the body motion spectrum data in the body motion recognition period, and includes an acceleration pulse component that is a pulse component at a peak position in the acceleration spectrum and a pulse component at a peak position of the Fourier calculation average value. When the average pulse component matches, the invalidation processing is performed to invalidate the average pulse component without using the pulse detection result.
Pulse measuring device.
前記体動認識部は、前記体動認識期間において、所定のタイミングで告知を指示する告知信号を出力し、
前記脈拍測定装置は、
前記告知信号が告知を指示する時、前記被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部をさらに備え、
前記基準脈拍幅設定部は、前記体動認識信号及び前記フーリエ演算平均値をさらに受け、前記体動認識信号が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を前記安静状態と判断し、前記安静状態時に前記フーリエ演算平均値のピーク位置における脈拍成分を基準として前記基準脈拍幅設定処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measurement device according to claim 3 or 4, wherein
The body movement recognition unit outputs a notification signal instructing notification at a predetermined timing in the body movement recognition period,
The pulse measuring device is
A body movement state notification unit for notifying the measurement subject of the occurrence of a body movement state when the notification signal indicates notification;
The reference pulse width setting unit further receives the body motion recognition signal and the Fourier calculation average value, and determines that the state in which the body motion recognition signal does not indicate a body motion state continues for a predetermined time as the rest state, Performing the reference pulse width setting process with reference to the pulse component at the peak position of the Fourier arithmetic mean value during the rest state,
Pulse measuring device.
前記光電脈拍信号に基づき前記被測定者の測定脈拍を取得し、前記測定脈拍を指示する脈拍情報を出力する脈拍測定部とを備え、
前記脈拍測定部は前記測定脈拍を得るための演算処理を実行する脈拍算出部を含み、
前記脈拍算出部は、
前記光電脈拍信号に基づくサンプル脈拍信号を順次受け、該サンプル脈拍信号に対しフーリエ変換処理を施しフーリエ演算結果を得る前記演算処理を実行するフーリエ変換処理部と、
前記フーリエ演算結果に基づき、脈拍検出結果を得る脈拍検出処理を実行する脈拍検出部と、
前記脈拍検出部より順次得られる前記脈拍検出結果を時系列に沿った複数の脈拍検出結果として受け、前記複数の脈拍検出結果の平均値に基づき、前記測定脈拍を得る測定脈拍決定部とを含む、
脈拍測定装置。 A photoelectric pulse sensor that detects the pulse of the subject and obtains a photoelectric pulse signal;
A pulse measurement unit that obtains a measurement pulse of the measurement subject based on the photoelectric pulse signal, and outputs pulse information indicating the measurement pulse;
The pulse measurement unit includes a pulse calculation unit that performs calculation processing to obtain the measurement pulse,
The pulse calculation unit
A Fourier transform processing unit that sequentially receives a sample pulse signal based on the photoelectric pulse signal, performs a Fourier transform process on the sample pulse signal, and obtains a Fourier computation result; and
Based on the Fourier calculation result, a pulse detection unit that executes a pulse detection process for obtaining a pulse detection result;
Including a measurement pulse determination unit that receives the pulse detection results sequentially obtained from the pulse detection unit as a plurality of pulse detection results in time series, and obtains the measurement pulse based on an average value of the plurality of pulse detection results. ,
Pulse measuring device.
前記フーリエ変換処理部が時間的に連続して受ける一対の前記サンプル脈拍信号間において、少なくとも一部の時間帯が重複していることを特徴とする、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 6, wherein
Between the pair of sample pulse signals that the Fourier transform processing unit receives continuously in time, at least some of the time zones overlap,
Pulse measuring device.
前記被測定者の動きを検出して加速度信号を得る加速度センサーと、
前記加速度信号に基づき、前記被測定者が前記測定脈拍に影響を与える恐れがある体動状態であるか否かを検出する体動検出処理を実行し、前記体動検出処理の検出結果に基づき体動状態の有無を指示する体動認識信号を生成する体動認識部とをさらに備え、前記体動認識信号が体動状態を指示する期間が体動認識期間として規定され、
前記脈拍検出部は、前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分を前記脈拍検出結果とする前記脈拍検出処理を行い、
前記脈拍算出部は、
前記被測定者の安静状態時における脈拍成分範囲である基準脈拍幅を求め、前記基準脈拍幅を指示する基準脈拍幅情報を出力する基準脈拍幅設定処理を実行する基準脈拍幅設定部をさらに含み、
前記脈拍検出部は、前記フーリエ演算結果に加え、前記体動認識信号及び前記基準脈拍幅情報をさらに受け、前記体動認識期間において、前記フーリエ演算結果における前記基準脈拍幅内を検出対象として前記脈拍検出処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 6 or 7,
An acceleration sensor that detects the movement of the measurement subject and obtains an acceleration signal;
Based on the acceleration signal, a body motion detection process is performed to detect whether or not the subject is in a body motion state that may affect the measurement pulse, and based on the detection result of the body motion detection process A body motion recognition unit that generates a body motion recognition signal that indicates the presence or absence of a body motion state, and a period during which the body motion recognition signal indicates a body motion state is defined as a body motion recognition period,
The pulse detection unit performs the pulse detection process using the pulse component at the peak position of the Fourier calculation result as the pulse detection result,
The pulse calculation unit
A reference pulse width setting unit that executes a reference pulse width setting process that obtains a reference pulse width that is a pulse component range when the subject is in a resting state and outputs reference pulse width information that indicates the reference pulse width. ,
The pulse detection unit further receives the body movement recognition signal and the reference pulse width information in addition to the Fourier calculation result, and detects the inside of the reference pulse width in the Fourier calculation result in the body movement recognition period as the detection target. Execute the pulse detection process,
Pulse measuring device.
前記体動認識部は、前記加速度信号に基づき、脈拍成分により分類された加速度スペクトルを算出し、前記加速度スペクトルの内容を指示する体動スペクトルデータをさらに出力し、
前記脈拍検出部は、前記体動認識期間において、前記体動スペクトルデータをさらに受け、前記加速度スペクトルにおけるピーク位置の脈拍成分である加速度脈拍成分と前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分である演算結果脈拍成分とが一致する時、前記演算結果脈拍成分を前記脈拍検出結果とすることなく無効にする無効処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measuring device according to claim 8, wherein
The body motion recognition unit calculates an acceleration spectrum classified by a pulse component based on the acceleration signal, and further outputs body motion spectrum data indicating the content of the acceleration spectrum,
The pulse detection unit further receives the body motion spectrum data in the body motion recognition period, and calculates an acceleration pulse component that is a pulse component at a peak position in the acceleration spectrum and a pulse component at a peak position of the Fourier calculation result When the result pulse component matches, the invalidation processing for invalidating the calculation result pulse component without using the pulse detection result is executed.
Pulse measuring device.
前記体動認識部は、前記体動認識期間において、所定のタイミングで告知を指示する告知信号を出力し、
前記脈拍測定装置は、
前記告知信号が告知を指示する時、前記被測定者に体動状態の発生を告知する体動状態告知部をさらに備え、
前記基準脈拍幅設定部は、前記体動認識信号及び前記フーリエ演算結果をさらに受け、前記体動認識信号が体動状態を指示しない状態が所定時間継続した状態を前記安静状態と判断し、前記安静状態時に前記フーリエ演算結果のピーク位置における脈拍成分を基準として前記基準脈拍幅設定処理を実行する、
脈拍測定装置。 The pulse measurement device according to claim 8 or 9, wherein
The body movement recognition unit outputs a notification signal instructing notification at a predetermined timing in the body movement recognition period,
The pulse measuring device is
A body movement state notification unit for notifying the measurement subject of the occurrence of a body movement state when the notification signal indicates notification;
The reference pulse width setting unit further receives the body motion recognition signal and the Fourier calculation result, determines that the state in which the body motion recognition signal does not indicate a body motion state continues for a predetermined time as the rest state, Performing the reference pulse width setting process based on the pulse component at the peak position of the Fourier calculation result in a resting state,
Pulse measuring device.
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