JP2017140199A - Measurement device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、皮膚電気活動(EDA;Electro Dermal Activity)を測定する測定装置、およびそのような測定装置を備えた電子機器に関する。 The present disclosure relates to a measurement apparatus that measures electrodermal activity (EDA), and an electronic apparatus that includes such a measurement apparatus.
皮膚電気活動は、皮膚における電位的またはインピーダンス的な変動であり、恐怖、覚醒、認知、ストレスなどの人の情動の表出に伴う精神性発汗に応じて変動する。例えば、非特許文献1には、生活環境においてこのような皮膚電気活動を測定し、人の情動を推定する研究が開示されている。 Electrocutaneous activity is a potential or impedance variation in the skin and varies in response to mental sweating associated with expression of human emotions such as fear, arousal, cognition, and stress. For example, Non-Patent Document 1 discloses a study for estimating human emotion by measuring such electrodermal activity in a living environment.
皮膚電気活動などの生体信号を測定する測定装置に、日常生活において長時間測定できること望ましい。特に、そのような測定装置として、例えばウェアラブル機器を用いた場合には、一般に小型化が望まれるため、搭載できるバッテリの容量が小さくなってしまう。よって、このような測定装置は、消費電力が低いことが望まれている。 It is desirable to be able to measure for a long time in daily life by a measuring device that measures biological signals such as electrodermal activity. In particular, when a wearable device is used as such a measuring device, for example, since downsizing is generally desired, the capacity of the battery that can be mounted is reduced. Therefore, such a measuring apparatus is desired to have low power consumption.
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、消費電力を低減することができる測定装置および電子機器を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object of the present disclosure is to provide a measurement apparatus and an electronic apparatus that can reduce power consumption.
本開示の測定装置は、第1の測定部と、制御部と、しきい値生成部とを備えている。第1の測定部は、互いに動作頻度が異なる第1の動作モードおよび第2の動作モードを含む複数の動作モードを有し、コンダクタンス値を測定するものである。制御部は、第1の期間におけるコンダクタンス値の平均値を求め、平均値としきい値との比較結果に基づいて、複数の動作モードのうちの1つを選択するものである。しきい値生成部は、複数のコンダクタンス値に基づいて、しきい値を生成するものである。 The measurement device of the present disclosure includes a first measurement unit, a control unit, and a threshold value generation unit. The first measurement unit has a plurality of operation modes including a first operation mode and a second operation mode having different operation frequencies, and measures a conductance value. The control unit obtains an average value of conductance values in the first period, and selects one of a plurality of operation modes based on a comparison result between the average value and a threshold value. The threshold value generation unit generates a threshold value based on a plurality of conductance values.
本開示の電子機器は、第1の測定部と、制御部と、しきい値生成部と、処理部とを備えている。第1の測定部は、互いに動作頻度が異なる第1の動作モードおよび第2の動作モードを含む複数の動作モードを有し、コンダクタンス値を測定するものである。制御部は、第1の期間におけるコンダクタンス値の平均値を求め、平均値としきい値との比較結果に基づいて、複数の動作モードのうちの1つを選択するものである。しきい値生成部は、複数のコンダクタンス値に基づいて、しきい値を生成するものである。処理部は、複数のコンダクタンス値を用いて所定の処理を行うものである。 The electronic device of the present disclosure includes a first measurement unit, a control unit, a threshold value generation unit, and a processing unit. The first measurement unit has a plurality of operation modes including a first operation mode and a second operation mode having different operation frequencies, and measures a conductance value. The control unit obtains an average value of conductance values in the first period, and selects one of a plurality of operation modes based on a comparison result between the average value and a threshold value. The threshold value generation unit generates a threshold value based on a plurality of conductance values. The processing unit performs predetermined processing using a plurality of conductance values.
本開示の測定装置および電子機器では、複数の動作モードを有する第1の測定部により、コンダクタンス値が測定される。そして、コンダクタンス値の平均値としきい値との比較結果に基づいて、第1の測定部の動作モードが決定される。このしきい値は、第1の測定部により測定された複数のコンダクタンス値に基づいて生成される。 In the measurement device and the electronic apparatus of the present disclosure, the conductance value is measured by the first measurement unit having a plurality of operation modes. Then, the operation mode of the first measurement unit is determined based on the comparison result between the average conductance value and the threshold value. This threshold value is generated based on a plurality of conductance values measured by the first measuring unit.
本開示の測定装置および電子機器によれば、複数のコンダクタンス値に基づいてしきい値を生成し、コンダクタンス値の平均値としきい値との比較結果に基づいて、第1の測定部の動作モードを決定するようにしたので、消費電力を低減することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。 According to the measurement device and the electronic apparatus of the present disclosure, a threshold value is generated based on a plurality of conductance values, and the operation mode of the first measurement unit is determined based on a comparison result between the average value of the conductance values and the threshold value. Therefore, the power consumption can be reduced. In addition, the effect described here is not necessarily limited, and there may be any effect described in the present disclosure.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.適用例
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1.
<1.実施の形態>
[構成例]
図1は、一実施の形態に係る測定装置1の一構成例を表すものである。測定装置1は、ユーザの皮膚電気活動を測定する装置である。測定装置1は、発汗センサ20と、センサ6と、制御部30と、処理部5とを備えている。これらのブロックは、バス9を介して互いに接続されている。
<1. Embodiment>
[Configuration example]
FIG. 1 shows a configuration example of a measuring apparatus 1 according to an embodiment. The measuring device 1 is a device that measures a user's electrodermal activity. The measuring device 1 includes a
発汗センサ20は、皮膚コンダクタンスを測定するものである。発汗センサ20は、電圧生成部21と、検出部22と、電極23と、増幅部24と、フィルタ部25と、AD(Analog/Digital)変換部26とを有している。
The
電圧生成部21は、検出部22において用いる電圧や、ユーザの皮膚に印加する電圧を生成するものである。
The
検出部22は、電極23を介してユーザの皮膚に電圧を印加するとともに、ユーザの皮膚表面に流れる微弱な電流を検出するものである。検出部22は、例えば、電流増幅回路やホイートストーンブリッジ回路などを含んで構成されるものである。
The
電極23は、発汗センサ20とユーザの皮膚とを電気的に接続するものである。電極23は、例えば、ユーザの指、手のひら、手首、足の裏など、精神性発汗が生じやすい個所に接触される。電極23は、例えば、Ag/AgCl電極やステンレス等の金属電極を使用することができる。また、電極23は、使い捨て可能な電極を用いて構成してもよい。
The
増幅部24は、検出部22からの出力信号を、後段のAD変換部26において十分なダイナミックレンジおよび分解能を確保できるレベルに増幅するものである。
The amplifying
フィルタ部25は、入力された信号に含まれるノイズを低減するものであり、例えばローパスフィルタを含んで構成されるものである。このローパスフィルタのカットオフ周波数は、精神性発汗に応じた信号の周波数(数ヘルツ以下)よりも十分に高い周波数に設定されている。
The
AD変換部26は、所定のサンプリング周波数で、フィルタ部25の出力信号をサンプリングし、その出力信号(アナログ信号)をデジタル値に変換するものである。AD変換部26は、例えば、集積回路のチップを用いることができる。特に、バス9が例えばI2Cバスである場合には、I2Cバス用のインタフェースを有するチップを用いることができる。なお、この例では、発汗センサ20がAD変換部26を有するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、制御部30がAD変換部26を有するようにしてもよい。
The
この構成により、発汗センサ20は、測定値に基づいて、コンダクタンス値の時間変化を示す信号Gmeasを生成する。そして、発汗センサ20は、その信号Gmeasを、バス9を介して、制御部30および処理部5に供給するようになっている。
With this configuration, the
この発汗センサ20は、通常動作モードM1、低消費電力動作モードM2、停止モードM3とを有しており、バス9を介して行われる制御部30から指示に基づいて、通常動作モードM1、低消費電力動作モードM2、停止モードM3で動作するようになっている。
The
通常動作モードM1では、電圧生成部21、検出部22、増幅部24、およびフィルタ部25は、常に動作する。AD変換部26のサンプリング周波数は、通常動作モードM1では、例えば128Hzに設定される。このAD変換部26は、サンプリング時にのみ動作し、その他の期間ではスタンバイ状態で動作するようになっている。
In the normal operation mode M1, the
低消費電力動作モードM2では、電圧生成部21、検出部22、増幅部24、およびフィルタ部25は、間欠的に動作する。具体的には、電圧生成部21、検出部22、増幅部24、およびフィルタ部25は、例えば1秒に1回の割合で、例えば100ミリ秒の間、動作する。AD変換部26のサンプリング周波数は、低消費電力動作モードM2では、これらの動作に同期するように、例えば1Hzに設定される。これにより、AD変換部26は、電圧生成部21、検出部22、増幅部24、およびフィルタ部25が動作しているときに、フィルタ部25の出力信号をサンプリングする。その結果、低消費電力動作モードM2では、通常動作モードM1に比べ、発汗センサ20における消費電力を、この例では約1/10に低減することができるようになっている。
In the low power consumption operation mode M2, the
停止モードM3では、電圧生成部21、検出部22、増幅部24、フィルタ部25、およびAD変換部26は、動作を停止する。これにより、発汗センサ20における消費電力を大幅に低減することができるようになっている。
In the stop mode M3, the
センサ6は、例えば、脈拍センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、GPS(Global Positioning System)センサ、地磁気センサ、温度センサ、気圧センサ、湿度センサ、および照度センサのうちの少なくとも1つ以上を有するものである。そして、センサ6は、センサによる検出結果を、バス9を介して制御部30および処理部5に供給する。
The
例えば、GPSセンサを設けることにより、測定装置1は、ユーザがいる場所を特定でき、その場所によって動作モードを切り替えることができる。具体的には、例えば、ユーザがオフィスにいるときは、発汗センサ20は、制御部30からの指示に基づいて通常動作モードM1または低消費電力動作モードM2で動作することにより、皮膚電気活動を測定する。そして、測定装置1は、ユーザがオフィスにいるときの皮膚電気活動の測定結果に基づいて、後述するように、学習データDSを生成し、この学習データDSに基づいてしきい値Gthを生成し、このしきい値Gthを用いて動作モードを決定する。また、ユーザがオフィス以外の場所にいるときは、発汗センサ20の動作モードを停止モードM3にする。これにより、測定装置1では、消費電力を低減することができるようになっている。
For example, by providing a GPS sensor, the measuring apparatus 1 can specify the location where the user is located, and can switch the operation mode depending on the location. Specifically, for example, when the user is in the office, the
同様に、例えば、脈拍センサを設けることにより、測定装置1は、ユーザの脈拍が低いときの皮膚電気活動を測定することができる。また、例えば、加速度センサやジャイロセンサを設けることにより、測定装置1は、ユーザが安静にしているかどうかを検出し、その検出結果に基づいて動作モードを切り替えることができる。また、例えば、地磁気センサと加速度センサとを組み合わせることにより屋内におけるユーザの位置を検出する技術を用いて、測定装置1は、ユーザが居間にいるのか寝室にいるのかなどを検出し、その検出結果に基づいて動作モードを切り替えることができる。また、例えば、気温センサ、気圧センサ、および湿度センサを設けることにより、測定装置1は、気温、気圧、湿度に応じた皮膚電気活動を測定することができる。また、例えば、照度センサを設けることにより、ユーザの活動時間帯を検出することができるため、測定装置1は、ユーザの活動時間帯に応じて動作モードを切り替えることができる。 Similarly, for example, by providing a pulse sensor, the measuring device 1 can measure the electrodermal activity when the pulse of the user is low. Further, for example, by providing an acceleration sensor or a gyro sensor, the measuring apparatus 1 can detect whether the user is at rest and can switch the operation mode based on the detection result. Further, for example, using a technique for detecting the position of a user indoors by combining a geomagnetic sensor and an acceleration sensor, the measurement apparatus 1 detects whether the user is in the living room or in the bedroom, and the detection result. The operation mode can be switched based on In addition, for example, by providing an air temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, and a humidity sensor, the measuring device 1 can measure electrodermal activity according to the air temperature, atmospheric pressure, and humidity. In addition, for example, by providing an illuminance sensor, it is possible to detect the user's activity time zone, and thus the measuring device 1 can switch the operation mode according to the user's activity time zone.
制御部30は、測定装置1の動作を制御するものである。制御部30は、この測定装置1が適用される、いわゆるウェアラブル機器などの電子機器におけるCPU(Central Processing Unit)やメモリ等を用いて構成される。制御部30は、学習データ生成部31と、学習データ解析部32と、測定制御部33とを有している。
The
学習データ生成部31は、信号Gmeasに基づいて、学習データDSを生成するものである。具体的には、学習データ生成部31は、まず、信号Gmeasに基づいて、その低周波成分(ベースライン)である信号Gtonicと、高周波成分である信号Gphasicとを求める。そして、学習データ生成部31は、信号Gtonicおよび信号Gphasicに基づいて、学習データDSを生成する。
The learning
図2は、発汗センサ20により取得できる皮膚電気活動の波形の一例を表すものであり、(A)は信号Gmeasの波形を示し、(B)は信号Gtonicの波形を示し、(C)は信号Gphasicの波形を示す。学習データ生成部31は、信号Gmeasに基づいて、その低周波成分である信号Gtonicと、高周波成分である信号Gphasicとを求める。そして、学習データ生成部31は、例えば、所定の時間幅(例えば60秒)を有する期間PA(PA1,PA2,PA3,…)において、信号Gtonicの平均値Vtを求める。また、学習データ生成部31は、その期間PAにおいて、信号Gphasicに所定の条件のパルスが現れる回数(パルス検出回数Np)を求める。具体的には、学習データ生成部31は、例えば、図2(C)において、信号Gphasicにおいて、パルス幅が所定幅より短く、かつパルス高さが所定の高さよりも大きいパルスの数を数える。学習データ生成部31は、複数の期間PAを設定して、期間PAのそれぞれにおいて、平均値Vtおよびパルス検出回数Npを求める。このようにして、学習データ生成部31は、学習データDSを生成する。
FIG. 2 shows an example of the waveform of the electrical skin activity that can be acquired by the
図3は、学習データDSの一構成例を表すものである。この例では、平均値Vt1とパルス検出回数Np1は、期間PA1(図2)において求めたものであり、平均値Vt2とパルス検出回数Np2は、期間PA2において求めたものであり、平均値Vt3とパルス検出回数Np3は、期間PA3において求めたものである。このように、学習データDSは、平均値Vtおよびパルス検出回数Npからなるデータの組を、複数組含んでいる。学習データ生成部31は、このような学習データDSを生成する。そして、学習データ生成部31は、この学習データDSを学習データ解析部32に供給するようになっている。
FIG. 3 shows a configuration example of the learning data DS. In this example, the average value Vt1 and the number of pulse detections Np1 are obtained in the period PA1 (FIG. 2), the average value Vt2 and the number of pulse detections Np2 are obtained in the period PA2, and the average value Vt3 The number of pulse detections Np3 is obtained in the period PA3. As described above, the learning data DS includes a plurality of sets of data including the average value Vt and the number of pulse detection times Np. The learning
学習データ解析部32(図1)は、学習データDSに基づいて、しきい値Gthを生成するものである。そして、学習データ解析部32は、生成したしきい値Gthを測定制御部33に供給するようになっている。
The learning data analysis unit 32 (FIG. 1) generates a threshold value Gth based on the learning data DS. Then, the learning
測定制御部33は、発汗センサ20およびセンサ6の測定動作を制御するものである。また、測定制御部33は、信号Gmeasおよびしきい値Gthに基づいて、発汗センサ20の動作モードを決定し、バス9を介して、発汗センサ20に対して動作モードを指示する機能をも有している。
The
処理部5は、発汗センサ20から供給された信号Gmeas、およびセンサ6から供給された検出結果に基づいて、ユーザの情動を推定し、その推定結果に応じた所定の処理を行うものである。処理部5は、この測定装置1が適用される、いわゆるウェアラブル機器などの電子機器におけるCPUやメモリ等を用いて構成されるものである。
The
ここで、発汗センサ20は、本開示における「第1の測定部」の一具体例に対応する。測定制御部33は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。学習データ生成部31および学習データ解析部32は、本開示における「しきい値生成部」の一具体例に対応する。
Here, the
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の測定装置1の動作および作用について説明する。
[Operation and Action]
Then, operation | movement and an effect | action of the measuring apparatus 1 of this Embodiment are demonstrated.
(全体動作概要)
まず、図1を参照して、測定装置1の全体動作概要を説明する。発汗センサ20において、電圧生成部21は、検出部22において用いる電圧や、ユーザの皮膚に印加する電圧を生成する。検出部22は、電極23を介してユーザの皮膚に電圧を印加するとともに、ユーザの皮膚表面に流れる微弱な電流を検出する。増幅部24は、検出部22からの出力信号を、後段のAD変換部26において十分なダイナミックレンジおよび分解能を確保できるレベルに増幅する。フィルタ部25は、入力された信号に含まれるノイズを低減する。AD変換部26は、所定のサンプリング周波数で、フィルタ部25の出力信号をサンプリングし、その出力信号(アナログ信号)をデジタル値に変換する。このようにして、発汗センサ20は、コンダクタンス値の時間変化を示す信号Gmeasを生成し、その信号Gmeasを、バス9を介して制御部30および処理部5に供給する。同様に、センサ6は、検出結果を、バス9を介して制御部30および処理部5に供給する。
(Overview of overall operation)
First, with reference to FIG. 1, an outline of the overall operation of the measuring apparatus 1 will be described. In the
制御部30において、学習データ生成部31は、信号Gmeasに基づいて、学習データDSを生成する。学習データ解析部32は、学習データDSに基づいて、しきい値Gthを生成する。測定制御部33は、発汗センサ20およびセンサ6の測定動作を制御する。また、測定制御部33は、信号Gmeasおよびしきい値Gthに基づいて、発汗センサ20の動作モードを決定し、バス9を介して、発汗センサ20に対して動作モードを指示する。
In the
そして、処理部5は、信号Gmeasおよびセンサ6における検出結果に基づいて、ユーザの情動を推定し、その推定結果に応じた所定の処理を行う。
And the
(学習データ生成部31の詳細動作)
学習データ生成部31は、例えばユーザが測定装置1を使用し始めた場合や、発汗センサ20が通常動作モードM1で動作する場合において、信号Gmeasに基づいて、学習データDSを生成する。以下に、この学習データ生成部31の動作について詳細に説明する。
(Detailed operation of learning data generation unit 31)
The learning
図4は、学習データ生成部31の一動作例を表すものである。学習データ生成部31は、信号Gmeasに基づいて、その低周波成分である信号Gtonicと、高周波成分である信号Gphasicとを求める。そして、学習データ生成部31は、信号Gtonicおよび信号Gphasicに基づいて、学習データDSを生成する。以下に、この動作について詳細に説明する。
FIG. 4 illustrates an operation example of the learning
まず、学習データ生成部31は、タイマT1を開始する(ステップS1)。この例では、タイマT1は、60秒で満了するタイマとする。すなわち、このタイマT1に係る期間は、図2における期間PAに対応している。ステップS1からステップS4では、学習データ生成部31は、タイマT1が開始してから満了するまでの期間において、信号Gphasicに所定の条件のパルスが現れる回数(パルス検出回数Np)を求める。具体的には、学習データ生成部31は、信号Gmeasの高周波成分を示す信号Gphasicにおいて、信号Gphasic(図2(C))において、パルス幅が所定幅より短く、かつパルス高さが所定の高さよりも大きいパルスが現れたか否かを確認し(ステップS2)、そのようなパルスが現れた場合(ステップS2において“Y”)には、パルス検出回数Npをインクリメントする(ステップS3)。学習データ生成部31は、タイマT1が満了するまでのこの動作を繰り返すことにより、パルス検出回数Npを求める。
First, the learning
ステップS4において、タイマT1が終了した場合(ステップS4において“Y”)には、ステップS1で開始した期間PAが終了したので、学習データ生成部31は、この期間PAにおける、信号Gmeasの低周波成分を示す信号Gtonicの平均値Vtを算出する(ステップS5)。
In step S4, when the timer T1 has expired (“Y” in step S4), the period PA started in step S1 has ended, so the learning
次に、学習データ生成部31は、平均値Vtとパルス検出回数Npを記録する(ステップS6)。これにより、学習データDSに、平均値Vtおよびパルス検出回数Npが追加される。
Next, the learning
そして、学習データ生成部31は、学習データ数CNTをインクリメントし(ステップS7)、パルス検出回数Npをリセットし(ステップS8)、ステップS1に戻る。
Then, the learning
このようにして、学習データ生成部31は、平均値Vtおよびパルス検出回数Npの組を学習データ数CNTの数だけ含む学習データDSを生成する。
In this way, the learning
(学習データ解析部32の詳細動作)
学習データ解析部32は、学習データDSに基づいて、しきい値Gthを生成する。以下に、この学習データ解析部32の動作について詳細に説明する。
(Detailed operation of learning data analysis unit 32)
The learning
図5は、学習データDSに含まれる平均値Vtおよびパルス検出回数Npをプロットしたものである。具体的には、例えば、平均値Vt1およびパルス検出回数Np1(図3)の組を1つの点としてプロットし、平均値Vt2およびパルス検出回数Np2の組を1つの点としてプロットし、平均値Vt3およびパルス検出回数Np3の組を1つの点としてプロットしている。この例では、点は、2つのグループG1,G2に分けられる。グループG1は、例えばユーザの感情が落ち着いている状態に対応するグループであり、グループG2は、例えばユーザの感情が高ぶっている状態に対応するグループである。 FIG. 5 is a plot of the average value Vt and the number of pulse detections Np included in the learning data DS. Specifically, for example, a set of the average value Vt1 and the number of pulse detections Np1 (FIG. 3) is plotted as one point, a set of the average value Vt2 and the number of pulse detections Np2 is plotted as one point, and the average value Vt3 A set of the number of pulse detection times Np3 is plotted as one point. In this example, the points are divided into two groups G1, G2. The group G1 is a group corresponding to a state where the user's emotion is calm, for example, and the group G2 is a group corresponding to a state where the user's emotion is high, for example.
学習データ解析部32は、このような学習データDSに基づいて、しきい値Gthを生成する。具体的には、学習データ解析部32は、まず、予め定めたしきい値NpThよりも大きいパルス検出回数Npを有する点のうち、最も平均値Vtが低い点P1を探す。学習データ解析部32は、この点P1の平均値Vtに、所定の係数aを乗算することにより、しきい値Gthを求める。この係数aは、例えば、“0”より大きく“1”より小さい値にすることができる。なお、これに限定されるものではなく、例えば係数aを“1”にしてもよいし、“1”よりも大きい値にしてもよい。消費電力の低減効果を高めるために、係数aを高めに設定してもよい。学習データ解析部32は、このようにして、学習データDSに基づいて、しきい値Gthを生成する。
The learning
(測定制御部33の詳細動作)
測定制御部33は、発汗センサ20およびセンサ6の測定動作を制御する。また、測定制御部33は、信号Gmeasおよびしきい値Gthに基づいて、発汗センサ20が通常動作モードM1および低消費電力動作モードM2のうちのどちらで動作すべきかを決定する。以下に、発汗センサ20の動作モードを決定する動作について詳細に説明する。
(Detailed operation of the measurement control unit 33)
The
図6は、測定制御部33の一動作例を表すものである。測定制御部33は、信号Gmeasの平均値としきい値Gthとを比較することにより、発汗センサ20の動作モードを決定する。以下に、この動作について詳細に説明する。
FIG. 6 illustrates an operation example of the
まず、測定制御部33は、学習データDSのデータ数が十分であるか否かを確認する(ステップS11)。具体的には、測定制御部33は、図4に示したフローにおける学習データ数CNTに基づいて、学習データDSのデータ数が十分であるか否かを確認する。学習データ数CNTが小さく、学習データDSのデータ数が十分ではない場合(ステップS11において“N”)には、測定制御部33は、発汗センサ20の動作モードを通常動作モードM1に設定し(ステップS12)、ステップS11に戻る。そして、測定制御部33は、学習データ数CNTが所定値を超え、学習データDSのデータ数が十分になるまで、ステップS11,S12を繰り返す。
First, the
ステップS11において、学習データDSのデータ数が十分である場合(ステップS11において“Y”)には、測定制御部33は、タイマT2を開始する(ステップS13)。このタイマT2は、この例では、60秒で満了するものである。
In step S11, when the number of learning data DS is sufficient (“Y” in step S11), the
次に、測定制御部33は、タイマT3を開始する(ステップS14)。このタイマT2は、この例では、1秒で終了するものである。そして、測定制御部33は、タイマT3が終了したか否かを確認する(ステップS15)。タイマT3が終了していない場合(ステップS15において“N”)には、ステップS15に戻り、タイマT3が終了するまでこのステップS15を繰り返す。
Next, the
ステップS15において、タイマT3が満了した場合(ステップS15において“Y”)には、測定制御部33は、信号Gmeasを、測定制御部33のデータバッファに蓄積する(ステップS16)。
If the timer T3 expires in step S15 (“Y” in step S15), the
次に、測定制御部33は、タイマT2が満了したか否かを確認する(ステップS17)。タイマT2が満了していない場合(ステップS17において“N”)には、ステップS14に戻り、タイマT2が終了するまで、ステップS14〜S17の動作を繰り返す。これにより、測定制御部33のデータバッファには、この例では1秒ごとのサンプリング動作により得られた信号Gmeasが蓄積される。なお、測定装置1は、タイマT3が満了する毎に測定を行うため、動作モードが通常動作モードM1であるか低消費電力動作モードM2であるかにかかわらず、1秒ごとの信号Gmeasが蓄積される。
Next, the
ステップS17において、タイマT2が満了した場合(ステップS17において“Y”)には、測定制御部33は、測定制御部33のデータバッファに蓄積された信号Gmeasに基づいて、平均値Gavgを算出する(ステップS18)。
In step S17, when the timer T2 expires (“Y” in step S17), the
次に、測定制御部33は、平均値Gavgがしきい値Gthよりも大きい(Gavg>Gth)か否かを確認する(ステップS19)。平均値Gavgがしきい値Gthよりも大きい場合(ステップS19において“Y”)には、測定制御部33は、発汗センサ20の動作モードを通常動作モードM1に設定し(ステップS20)、平均値Gavgがしきい値Gthよりも大きくない場合(ステップS19において“N”)には、測定制御部33は、発汗センサ20の動作モードを低消費電力動作モードM2に設定する(ステップS21)。
Next, the
そして、測定制御部33は、データバッファをクリアし(ステップS22)、ステップS13に戻る。
Then, the
図7は、測定装置1の動作例を表すものであり、(A)は信号Gmeasを示し、(B)は平均値Gavgを示す。測定制御部33は、信号Gmeasに基づいて、この例では60秒ごとに平均値Gavgを求める。そして、測定制御部33は、平均値Gavgとしきい値Gthとを比較することにより、発汗センサ20の動作モードを決定する。この例では、タイミングt1〜t2の期間では、平均値Gavgはしきい値Gthを上回っている。よって、この期間では、発汗センサ20は、通常動作モードM1で動作する。また、タイミングt2〜t3の期間では、平均値Gavgはしきい値Gthを下回っている。よって、この期間では、発汗センサ20は、低消費電力動作モードM2で動作する。
FIG. 7 shows an operation example of the measuring apparatus 1, (A) shows the signal Gmeas, and (B) shows the average value Gavg. Based on the signal Gmeas, the
このように、測定装置1では、2つの動作モード(通常動作モードM1および低消費電力動作モードM2)を設けることにより、消費電力を低減することができる。すなわち、近年、ウェアラブル電子機器や携帯型電子機器は、多機能化が進んでいる。このような電子機器において、ユーザの情動を推定する機能を搭載する場合には、皮膚電気活動を測定する測定装置は、バッテリ駆動により長時間動作できることが望まれる。言い換えれば、このような測定装置は、消費電力が低いことが望まれる。測定装置1では、通常動作モードM1に加え、低消費電力動作モードM2を設けるようにしたので、消費電力を低減することができる。その結果、測定装置1では、長時間動作することができ、ユーザの情動を推定するのに適した装置になる。 As described above, the measurement apparatus 1 can reduce power consumption by providing two operation modes (the normal operation mode M1 and the low power consumption operation mode M2). That is, in recent years, wearable electronic devices and portable electronic devices have become more multifunctional. In such an electronic device, when a function for estimating a user's emotion is installed, it is desirable that a measuring device for measuring electrodermal activity can operate for a long time by battery driving. In other words, such a measuring device is desired to have low power consumption. In the measuring apparatus 1, since the low power consumption operation mode M2 is provided in addition to the normal operation mode M1, the power consumption can be reduced. As a result, the measurement apparatus 1 can operate for a long time and is an apparatus suitable for estimating the emotion of the user.
特に、測定装置1では、信号Gmeasの平均値Gavgとしきい値Gthとを比較することにより、動作モードを決定したので、消費電力を低減することができる。すなわち、平均値Gavgが高いときは、例えばユーザの感情が高ぶっており、平均値Gavgが低いときは、例えばユーザの感情が落ち着いている。よって、平均値Gavgが高いときには、通常動作モードM1で動作させ、平均値Gavgが低いときには、低消費電力動作モードM2で動作させることにより、消費電力を効率よく低減することができる。 In particular, in the measuring apparatus 1, since the operation mode is determined by comparing the average value Gavg of the signal Gmeas with the threshold value Gth, the power consumption can be reduced. That is, when the average value Gavg is high, for example, the user's emotion is high, and when the average value Gavg is low, for example, the user's emotion is calm. Therefore, when the average value Gavg is high, the operation can be performed in the normal operation mode M1, and when the average value Gavg is low, the operation can be performed in the low power consumption operation mode M2, thereby efficiently reducing the power consumption.
また、測定装置1では、学習によりしきい値Gthを求めるようにしたので、消費電力を効果的に低減することができる。すなわち、一般に、皮膚電気活動は個人差が大きいので、全てのユーザに適用可能なしきい値Gthを一意的に決めることは難しい。測定装置1では、通常動作モードM1における信号Gmeasに基づいて学習データDSを生成し、その学習データDSに基づいてしきい値Gthを生成するようにした。これにより、測定装置1では、各ユーザにとって望ましいしきい値Gthをそれぞれ設定することができるため、消費電力を効果的に低減することができる。 Moreover, in the measuring apparatus 1, since the threshold value Gth is obtained by learning, the power consumption can be effectively reduced. That is, in general, since there are large individual differences in electrodermal activity, it is difficult to uniquely determine a threshold value Gth applicable to all users. In the measuring apparatus 1, the learning data DS is generated based on the signal Gmeas in the normal operation mode M1, and the threshold value Gth is generated based on the learning data DS. Thereby, in the measuring apparatus 1, since the threshold value Gth desirable for each user can be set, respectively, power consumption can be reduced effectively.
[効果]
以上のように本実施の形態では、信号Gmeasの平均値Gavgとしきい値Gthとを比較することにより、動作モードを決定するようにしたので、解析精度を維持しつつ、消費電力を低減することができる。
[effect]
As described above, in this embodiment, the operation mode is determined by comparing the average value Gavg of the signal Gmeas with the threshold value Gth, so that the power consumption can be reduced while maintaining the analysis accuracy. Can do.
本実施の形態では、学習によりしきい値Gthを求めるようにしたので、消費電力を有効に低減することができる。 In the present embodiment, since the threshold value Gth is obtained by learning, power consumption can be effectively reduced.
<2.適用例>
次に、上記実施の形態で説明した測定装置の適用例について説明する。
<2. Application example>
Next, application examples of the measurement apparatus described in the above embodiment will be described.
図8は、上記実施の形態の測定装置が適用される腕時計の外観を表すものである。この腕時計は、例えば、文字盤110と、バンド部120とを有している。この腕時計には、上記実施の形態等に係る測定装置が搭載されている。
FIG. 8 shows the appearance of a wristwatch to which the measurement apparatus of the above embodiment is applied. This wristwatch has, for example, a
上記実施の形態等の測定装置は、このような腕時計の他、リストバンド、眼鏡、指輪など、ユーザが身につける様々なものに適用することが可能であり、これにより、ユーザの精神活動状態を解析可能なウェアラブル端末を構成することができる。 The measuring apparatus according to the above-described embodiment can be applied to various things worn by the user such as wristbands, glasses and rings in addition to such wristwatches. Can be constructed.
以上、いくつかの実施の形態および電子機器への適用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。 Although the present technology has been described with reference to some embodiments and application examples to electronic devices, the present technology is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.
例えば、上記の実施の形態では、測定制御部33は、バス9を介して、発汗センサ20に対して動作モードを指示したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば図9に示す測定装置1Aのように、専用の信号線を用いて動作モードを指示してもよい。測定装置1Aは、制御部30Aと、発汗センサ20Aとを備えている。制御部30Aは、測定制御部33Aを有している。測定制御部33Aは、信号MSELを用いて、発汗センサ20Aに対して動作モードを指示する。
For example, in the above embodiment, the
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。 In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last, and is not limited, Moreover, there may exist another effect.
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。 In addition, this technique can be set as the following structures.
(1)互いに動作頻度が異なる第1の動作モードおよび第2の動作モードを含む複数の動作モードを有し、コンダクタンス値を測定する第1の測定部と、
第1の期間における前記コンダクタンス値の平均値を求め、前記平均値としきい値との比較結果に基づいて、前記複数の動作モードのうちの一の動作モードを選択する制御部と、
複数の前記コンダクタンス値に基づいて、前記しきい値を生成するしきい値生成部と
を備えた測定装置。
(2)前記しきい値生成部は、複数の前記コンダクタンス値に基づいて、コンダクタンスの低周波成分および高周波成分を算出し、前記低周波成分および前記高周波成分に基づいて前記しきい値を算出する
前記(1)に記載の測定装置。
(3)前記しきい値算出部は、複数の第2の期間のそれぞれにおいて、前記高周波成分に所定の条件のパルスが現れる回数と、前記低周波成分の低周波成分平均値とを含む組データを生成し、前記複数の前記組データに基づいて前記しきい値を算出する
前記(2)に記載の測定装置。
(4)前記第1の測定部は、前記第1の動作モードにおいて、前記コンダクタンス値を第1の頻度で間欠的に測定するとともに、前記第2の動作モードにおいて、前記コンダクタンス値を前記第1の頻度よりも低い第2の頻度で間欠的に測定し、
前記制御部は、前記平均値が前記しきい値よりも大きい場合に前記第1の動作モードを選択し、前記平均値が前記しきい値よりも小さい場合に前記第2の動作モードを選択する
前記(1)から(3)のいずれかに記載の測定装置。
(5)脈拍センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、GPSセンサ、温度センサ、気圧センサ、湿度センサ、および照度センサのうちのいずれか1以上のセンサを含む第2の測定部をさらに備え、
前記しきい値生成部は、前記第2の測定部による測定結果にも基づいて、前記しきい値を生成する
前記(1)から(4)のいずれかに記載の測定装置。
(6)前記コンダクタンス値は、ユーザの皮膚コンダクタンス値である
前記(1)から(5)のいずれかに記載の測定装置。
(7)互いに動作頻度が異なる第1の動作モードおよび第2の動作モードを含む複数の動作モードを有し、コンダクタンス値を測定する第1の測定部と、
第1の期間における前記コンダクタンス値の平均値を求め、前記平均値としきい値との比較結果に基づいて、前記複数の動作モードのうちの1つを選択する制御部と、
複数の前記コンダクタンス値に基づいて、前記しきい値を生成するしきい値生成部と
複数の前記コンダクタンス値を用いて所定の処理を行う処理部と
を備えた電子機器。
(1) a first measurement unit that has a plurality of operation modes including a first operation mode and a second operation mode that have different operation frequencies, and that measures a conductance value;
A control unit that obtains an average value of the conductance values in a first period and selects one operation mode of the plurality of operation modes based on a comparison result between the average value and a threshold;
And a threshold generation unit that generates the threshold based on a plurality of conductance values.
(2) The threshold generation unit calculates a low frequency component and a high frequency component of conductance based on the plurality of conductance values, and calculates the threshold based on the low frequency component and the high frequency component. The measuring apparatus according to (1) above.
(3) The threshold value calculation unit includes set data including the number of times a pulse having a predetermined condition appears in the high frequency component and the low frequency component average value of the low frequency component in each of the plurality of second periods And the threshold value is calculated based on the plurality of sets of data. The measuring apparatus according to (2).
(4) In the first operation mode, the first measurement unit intermittently measures the conductance value at a first frequency, and in the second operation mode, calculates the conductance value in the first operation mode. Measured intermittently at a second frequency lower than the frequency of
The control unit selects the first operation mode when the average value is larger than the threshold value, and selects the second operation mode when the average value is smaller than the threshold value. The measuring apparatus according to any one of (1) to (3).
(5) a second measuring unit including at least one of a pulse sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, a GPS sensor, a temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, a humidity sensor, and an illuminance sensor;
The measurement apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the threshold value generation unit generates the threshold value based also on a measurement result by the second measurement unit.
(6) The measurement device according to any one of (1) to (5), wherein the conductance value is a skin conductance value of a user.
(7) a first measurement unit that has a plurality of operation modes including a first operation mode and a second operation mode having different operation frequencies, and measures a conductance value;
A control unit that obtains an average value of the conductance values in a first period, and selects one of the plurality of operation modes based on a comparison result between the average value and a threshold value;
An electronic device comprising: a threshold generation unit that generates the threshold based on a plurality of conductance values; and a processing unit that performs a predetermined process using the plurality of conductance values.
1,1A…測定装置、5…処理部、6…センサ、9…バス、20,20A…発汗センサ、21…電圧生成部、22…検出部、23…電極、24…増幅部、25…フィルタ部、26…AD変換部、30,30A…制御部、31…学習データ生成部、32…学習データ解析部、33,33A…測定制御部、DS…学習データ、CNT…学習データ数、Gavg…平均値、Gmeas,Gphasic,Gtonic…信号、Gth…しきい値、G1,G2…グループ、M1…通常動作モード、M2…低消費電力動作モード、M3…停止モード、Np…パルス検出回数、NpTh…しきい値、PA…期間、T1〜T3…タイマ、Vt…平均値。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Measuring apparatus, 5 ... Processing part, 6 ... Sensor, 9 ... Bus, 20, 20A ... Sweat sensor, 21 ... Voltage generation part, 22 ... Detection part, 23 ... Electrode, 24 ... Amplification part, 25 ... Filter , 26 ... AD conversion unit, 30, 30A ... control unit, 31 ... learning data generation unit, 32 ... learning data analysis unit, 33, 33A ... measurement control unit, DS ... learning data, CNT ... number of learning data, Gavg ... Average value, Gmeas, Gphasic, Gtonic ... signal, Gth ... threshold, G1, G2 ... group, M1 ... normal operation mode, M2 ... low power consumption operation mode, M3 ... stop mode, Np ... number of pulse detections, NpTh ... Threshold value, PA ... period, T1-T3 ... timer, Vt ... average value.
Claims (7)
第1の期間における前記コンダクタンス値の平均値を求め、前記平均値としきい値との比較結果に基づいて、前記複数の動作モードのうちの1つを選択する制御部と、
複数の前記コンダクタンス値に基づいて、前記しきい値を生成するしきい値生成部と
を備えた測定装置。 A first measurement unit that has a plurality of operation modes including a first operation mode and a second operation mode having different operation frequencies, and measures a conductance value;
A control unit that obtains an average value of the conductance values in a first period, and selects one of the plurality of operation modes based on a comparison result between the average value and a threshold value;
And a threshold generation unit that generates the threshold based on a plurality of conductance values.
請求項1に記載の測定装置。 The threshold generation unit calculates a low frequency component and a high frequency component of conductance based on the plurality of conductance values, and calculates the threshold based on the low frequency component and the high frequency component. The measuring device described in 1.
請求項2に記載の測定装置。 The threshold value calculation unit generates set data including the number of times a pulse of a predetermined condition appears in the high frequency component and the low frequency component average value of the low frequency component in each of a plurality of second periods. The measurement device according to claim 2, wherein the threshold value is calculated based on the plurality of the set data.
前記制御部は、前記平均値が前記しきい値よりも大きい場合に前記第1の動作モードを選択し、前記平均値が前記しきい値よりも小さい場合に前記第2の動作モードを選択する
請求項1に記載の測定装置。 The first measurement unit intermittently measures the conductance value at a first frequency in the first operation mode, and determines the conductance value from the first frequency in the second operation mode. Is measured intermittently at a low second frequency,
The control unit selects the first operation mode when the average value is larger than the threshold value, and selects the second operation mode when the average value is smaller than the threshold value. The measuring apparatus according to claim 1.
前記しきい値生成部は、前記第2の測定部による測定結果にも基づいて、前記しきい値を生成する
請求項1に記載の測定装置。 A second measurement unit including at least one of a pulse sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, a GPS sensor, a temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, a humidity sensor, and an illuminance sensor;
The measurement device according to claim 1, wherein the threshold value generation unit generates the threshold value based also on a measurement result by the second measurement unit.
請求項1に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 1, wherein the conductance value is a skin conductance value of a user.
第1の期間における前記コンダクタンス値の平均値を求め、前記平均値としきい値との比較結果に基づいて、前記複数の動作モードのうちの1つを選択する制御部と、
複数の前記コンダクタンス値に基づいて、前記しきい値を生成するしきい値生成部と
複数の前記コンダクタンス値を用いて所定の処理を行う処理部と
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An electronic device comprising: a threshold generation unit that generates the threshold based on a plurality of conductance values; and a processing unit that performs a predetermined process using the plurality of conductance values.
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