JP2018101243A - Bioelectrical stimulation device, bioelectrical stimulation system and electrical stimulation presentation method - Google Patents

Bioelectrical stimulation device, bioelectrical stimulation system and electrical stimulation presentation method Download PDF

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敏輝 和田
Toshiki Wada
敏輝 和田
弘 小泉
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弘 小泉
一善 小野
Kazuyoshi Ono
一善 小野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve inappropriateness of interlocking with music.SOLUTION: A bioelectrical stimulation device 1 comprises: a receiving unit 10 for receiving, from an information adding device 2, a music/speech signal to which stimulation information is added; a stimulation information extraction unit 11 for extracting the stimulation information from the music/speech signal received by the receiving unit 10; a music/speech signal output unit 12 for playing a music/speech signal; and an electrical stimulation unit 13 for applying an electrical stimulation signal to a living body on the basis of the stimulation information extracted by the stimulation information extraction unit 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、生体への皮膚覚提示を実現する技術に係り、特に音楽や音声に連動した皮膚覚提示を実現することができる生体電気刺激装置、生体電気刺激システムおよび電気刺激提示方法に関するものである。   The present invention relates to a technique for realizing skin sensation presentation on a living body, and more particularly to a bioelectric stimulation device, a bioelectric stimulation system, and an electrical stimulation presentation method capable of realizing skin sensation presentation linked to music or voice. is there.

電気刺激装置は、低周波治療装置や電気的筋肉刺激装置などの機能的電気刺激の分野だけでなく、感覚提示などの分野においても期待されている(非特許文献1参照)。電気刺激装置は、感覚提示の分野において、振動モータなどによる刺激に比べて、多くの情報量を提示することが可能であり、単なる通知を超えた感覚を人に伝えることが可能である。例えば、音楽・音声データの特徴量と同期した電気刺激を行なう場合、聴覚のみならず皮膚感覚も用いたマルチモーダル提示により、ユーザに、より良い音楽体験を提供することができる。   Electrical stimulation devices are expected not only in the field of functional electrical stimulation such as low-frequency treatment devices and electrical muscle stimulation devices, but also in the field of sensory presentation (see Non-Patent Document 1). In the field of sensation presentation, an electrical stimulation device can present a larger amount of information than a stimulus by a vibration motor or the like, and can convey a sense beyond mere notification to a person. For example, when performing electrical stimulation synchronized with the feature amount of music / voice data, a better music experience can be provided to the user by multimodal presentation using not only hearing but also skin sensation.

一方で、音楽・音声データから特徴量を抽出する方法では、抽出した特徴量を閾値と比較して生体に電気刺激を与えることになるが、データの種類、例えば音楽の場合は音楽ジャンルや曲調により特徴量の変化が大きくなるので、適切な閾値を設定することが難しいという問題点があった。適切な閾値を設定できていないと、閾値が低過ぎてほとんど電気刺激が出力されない場合や、逆に閾値が高過ぎて電気刺激が出力され過ぎてしまう場合が起こり得る。   On the other hand, in the method of extracting feature values from music / speech data, the extracted feature value is compared with a threshold value to give an electrical stimulus to the living body. However, in the case of music, for example, music genre and music tone As a result, the change of the feature amount becomes large, and it is difficult to set an appropriate threshold value. If an appropriate threshold value is not set, there may be a case where the threshold value is too low to output an electrical stimulus, or a threshold value is too high to output an electrical stimulus too much.

また、曲中で変化の大きい曲の場合は、前半は電気刺激の出力が多いのに、後半は殆ど電気刺激の出力が無いといった現象が起こり得る。このように、音楽・音声データから特徴量を抽出して生体に電気刺激を与える方法では、様々な要因により、音楽との連動が不適切となり音楽体験を高めることが困難であった。   Also, in the case of a song with a large change in the song, there may be a phenomenon in which the electrical stimulation output is large in the first half, but there is almost no electrical stimulation output in the second half. As described above, in the method of extracting features from music / speech data and applying electrical stimulation to a living body, it is difficult to enhance the music experience due to inappropriate linkage with music due to various factors.

梶本他,“額に装着する電気触覚ディスプレイ”,日本バーチャルリアリティ学会第11回大会論文集,pp.1−4,2006Enomoto et al., “Electric tactile display on the forehead”, The Virtual Reality Society of Japan 11th Annual Conference, pp. 1-4, 2006

本発明の目的は、音楽との連動の不適切さを改善することができ、音楽体験を高めることができる生体電気刺激装置、生体電気刺激システムおよび電気刺激提示方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a bioelectric stimulation device, a bioelectric stimulation system, and an electric stimulation presentation method that can improve improper linkage with music and enhance a music experience.

本発明の生体電気刺激装置は、生体に与える電気刺激を指定する刺激情報が付加された音楽・音声信号を外部機器から受信する受信部と、この受信部が受信した音楽・音声信号から前記刺激情報を抽出する刺激情報抽出部と、この刺激情報抽出部が抽出した前記刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加する電気刺激部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の生体電気刺激装置の1構成例において、前記刺激情報は、前記電気刺激信号のオン/オフを示す信号であり、前記刺激情報抽出部は、前記受信部が受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯の信号を前記刺激情報として抽出するフィルタと、このフィルタが抽出した信号のレベルが所定の閾値を超えたときに前記電気刺激部に刺激トリガ信号を出力する判定部とから構成され、前記電気刺激部は、前記刺激トリガ信号が出力される度に前記電気刺激信号を出力することを特徴とするものである。
The bioelectric stimulation device according to the present invention includes a receiving unit that receives a music / speech signal to which stimulation information for designating an electrical stimulus to be applied to a living body is added from an external device, and the stimulation from the music / speech signal received by the receiving unit. A stimulation information extraction unit that extracts information and an electrical stimulation unit that applies an electrical stimulation signal to a living body based on the stimulation information extracted by the stimulation information extraction unit.
Moreover, in one configuration example of the bioelectric stimulation device of the present invention, the stimulation information is a signal indicating on / off of the electrical stimulation signal, and the stimulation information extraction unit is a music / speech received by the reception unit. A filter that extracts a signal in a specific frequency band from the signal as the stimulation information, and a determination unit that outputs a stimulation trigger signal to the electrical stimulation unit when the level of the signal extracted by the filter exceeds a predetermined threshold The electrical stimulation unit is configured to output the electrical stimulation signal every time the stimulation trigger signal is output.

また、本発明の生体電気刺激装置の1構成例において、前記刺激情報は、前記電気刺激信号の信号パターンを示すデジタルデータであり、前記刺激情報抽出部は、前記受信部が受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯に埋め込まれたデジタルデータを前記刺激情報として抽出するフィルタと、このフィルタが抽出したデジタルデータを前記電気刺激部に出力する制御信号出力部とから構成され、前記電気刺激部は、前記制御信号出力部から出力されたデジタルデータで指定された信号パターンの前記電気刺激信号を出力することを特徴とするものである。
また、本発明の生体電気刺激装置の1構成例において、前記刺激情報は、前記音楽・音声信号の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側で、かつ前記音楽・音声信号のフォーマットで決まる帯域の上限周波数よりも低周波側の特定の周波数帯に埋め込まれていることを特徴とするものである。
また、本発明の生体電気刺激装置の1構成例は、前記音楽・音声信号を再生する音楽・音声信号出力部をさらに備えることを特徴とするものである。
Moreover, in one configuration example of the bioelectric stimulation device of the present invention, the stimulation information is digital data indicating a signal pattern of the electrical stimulation signal, and the stimulation information extraction unit is a music / audio received by the reception unit. A filter that extracts digital data embedded in a specific frequency band from a signal as the stimulus information, and a control signal output unit that outputs the digital data extracted by the filter to the electrical stimulation unit; Is characterized in that the electrical stimulation signal having a signal pattern designated by the digital data output from the control signal output unit is output.
Further, in one configuration example of the bioelectric stimulation device of the present invention, the stimulation information is higher in frequency than an upper limit frequency of an audible band of the music / speech signal and is an upper limit of a band determined by a format of the music / speech signal. It is embedded in a specific frequency band on the lower frequency side than the frequency.
Also, one configuration example of the bioelectric stimulation device of the present invention is characterized by further comprising a music / audio signal output unit for reproducing the music / audio signal.

また、本発明の生体電気刺激システムは、生体に与える電気刺激を指定する刺激情報を、音楽・音声信号に付加する情報付加装置と、生体電気刺激装置とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の生体電気刺激システムの1構成例において、前記情報付加装置は、音楽・音声信号を記憶する記憶部と、使用者の指示に応じて前記記憶部から音楽・音声信号を読み出す読出部と、この読出部が読み出した音楽・音声信号に対して、使用者の指示に応じて前記刺激情報を付加する刺激情報付加部と、前記刺激情報が付加された音楽・音声信号を前記生体電気刺激装置に送信する送信部とを備えることを特徴とするものである。
The bioelectric stimulation system of the present invention is characterized by comprising an information adding device for adding stimulation information for designating an electric stimulus to be given to a living body to a music / audio signal, and a bioelectric stimulation device. .
Moreover, in one configuration example of the bioelectric stimulation system of the present invention, the information adding device reads a music / speech signal from the storage unit that stores a music / speech signal and the storage unit in response to a user instruction. A stimulus information adding unit for adding the stimulus information to the music / speech signal read by the reading unit in accordance with a user instruction, and the music / speech signal to which the stimulus information is added And a transmitter for transmitting to the electrical stimulation device.

また、本発明の電気刺激提示方法は、生体に与える電気刺激を指定する刺激情報が付加された音楽・音声信号を外部機器から受信する第1のステップと、この第1のステップで受信した音楽・音声信号から前記刺激情報を抽出する第2のステップと、この第2のステップで抽出した前記刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加する第3のステップとを含むことを特徴とするものである。   In addition, according to the electrical stimulus presentation method of the present invention, the first step of receiving from the external device a music / voice signal to which stimulus information for designating the electrical stimulus to be given to the living body is added, and the music received in the first step. A second step of extracting the stimulus information from the audio signal and a third step of applying an electrical stimulus signal to the living body based on the stimulus information extracted in the second step Is.

本発明によれば、刺激情報が付加された音楽・音声信号を外部機器から受信し、受信した音楽・音声信号から刺激情報を抽出し、抽出した刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加することにより、音楽との連動の不適切さを改善することが可能となり、音楽体験を高めることが可能となる。   According to the present invention, a music / speech signal to which stimulus information is added is received from an external device, the stimulus information is extracted from the received music / speech signal, and an electrical stimulus signal is applied to the living body based on the extracted stimulus information. By doing so, it becomes possible to improve the inappropriateness of the linkage with music, and to enhance the music experience.

また、本発明では、刺激情報として、電気刺激信号のオン/オフを示す信号を用い、生体電気刺激装置において、受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯の信号を刺激情報として抽出し、抽出した信号のレベルが所定の閾値を超えたときに電気刺激信号を出力することにより、刺激情報に応じた電気刺激信号のオン/オフを実現することができる。本発明では、音楽・音声信号に刺激情報を付加するため、閾値を容易に設定することができる。   In the present invention, a signal indicating on / off of the electrical stimulation signal is used as the stimulation information, and the bioelectric stimulation apparatus extracts a signal in a specific frequency band as the stimulation information from the received music / speech signal. By outputting the electrical stimulation signal when the level of the received signal exceeds a predetermined threshold value, it is possible to realize on / off of the electrical stimulation signal according to the stimulation information. In the present invention, since the stimulus information is added to the music / voice signal, the threshold value can be easily set.

また、本発明では、刺激情報として、電気刺激信号の信号パターンを示すデジタルデータを用い、受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯に埋め込まれたデジタルデータを刺激情報として抽出し、抽出したデジタルデータに応じた信号パターンの電気刺激信号を出力することにより、電気刺激信号の様々なパラメータを刺激情報で設定することが可能となり、使用者にとって更に好ましい刺激を受けられるように設定することが可能となる。   In the present invention, digital data indicating a signal pattern of an electrical stimulation signal is used as stimulation information, digital data embedded in a specific frequency band is extracted from the received music / audio signal as stimulation information, and the extracted digital By outputting an electrical stimulation signal with a signal pattern according to the data, it is possible to set various parameters of the electrical stimulation signal with stimulation information, and it can be set to receive a more favorable stimulation for the user It becomes.

また、本発明では、音楽・音声信号の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側の特定の周波数帯に刺激情報を埋め込むことにより、音楽・音声信号に含まれる音楽や音声の成分の影響を受けることなく刺激情報を安定的に取り出すことが可能となる。本発明では、音楽・音声信号の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側の特定の周波数帯に刺激情報を埋め込むことにより、閾値を更に容易に設定することが可能となる。また、本発明では、刺激情報が埋め込まれた音楽・音声信号をそのまま再生しても、聞き取れる音への影響を限りなく少なくすることが可能となる。   Further, in the present invention, the stimulation information is embedded in a specific frequency band higher than the upper limit frequency of the audible band of the music / speech signal, so that it is influenced by the music and sound components included in the music / speech signal. Stimulation information can be stably extracted. In the present invention, the threshold value can be set more easily by embedding stimulation information in a specific frequency band higher than the upper limit frequency of the audible band of the music / audio signal. Further, according to the present invention, even if a music / audio signal in which stimulus information is embedded is reproduced as it is, the influence on the audible sound can be reduced as much as possible.

また、本発明では、刺激情報を音楽・音声信号に付加する情報付加装置を設けることにより、刺激情報を自由に設定・変更して、音楽や音声に連動した皮膚覚提示を実現することが可能となる。   In addition, in the present invention, by providing an information adding device that adds stimulus information to music / speech signals, it is possible to freely set and change stimulus information and realize skin sensation presentation linked to music and voice. It becomes.

本発明の第1の実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a bioelectric stimulation system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係る生体電気刺激システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the bioelectric stimulation system which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the bioelectric stimulation system which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る生体電気刺激システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the bioelectric stimulation system which concerns on 2nd Example of this invention. 音楽・音声信号から特徴量を抽出して生体に電気刺激を与える従来の方法の問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem of the conventional method which extracts the feature-value from a music and an audio | voice signal, and gives an electrical stimulus to a biological body. 本発明の第2の実施例に係る生体電気刺激システムの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the bioelectric stimulation system which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the bioelectric stimulation system which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る生体電気刺激システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the bioelectric stimulation system which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係る生体電気刺激システムの情報付加装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the information addition apparatus of the bioelectric stimulation system which concerns on the 4th Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係る情報付加装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the information addition apparatus which concerns on the 4th Example of this invention.

[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明の内容が限定されるものではない。図1は本発明の第1の実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図である。生体電気刺激システムは、生体に電気刺激信号を印加する生体電気刺激装置1と、例えばスマートフォンなどの外部機器である情報付加装置2とから構成される。
[First embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The contents of the present invention are not limited by the following examples. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the bioelectric stimulation system according to the first embodiment of the present invention. The bioelectric stimulation system includes a bioelectric stimulation apparatus 1 that applies an electric stimulation signal to a living body and an information addition apparatus 2 that is an external device such as a smartphone.

生体電気刺激装置1は、情報付加装置2から、刺激情報が付加された音楽・音声信号を受信する受信部10と、受信部10が受信した音楽・音声信号から刺激情報を抽出する刺激情報抽出部11と、音楽・音声信号を再生する音楽・音声信号出力部12と、刺激情報抽出部11が抽出した刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加する電気刺激部13とを備えている。   The bioelectric stimulation device 1 receives a music / speech signal to which stimulus information is added from the information adding device 2, and stimulus information extraction that extracts the stimulus information from the music / speech signal received by the receiver 10. Unit 11, a music / speech signal output unit 12 that reproduces a music / speech signal, and an electrical stimulation unit 13 that applies an electrical stimulation signal to the living body based on the stimulus information extracted by the stimulus information extraction unit 11. .

以下、本実施例の生体電気刺激システムの動作を、図2を用いて説明する。まず、スマートフォンなどの情報付加装置2は、生体(生体電気刺激システムを使用する使用者の身体)に与える電気刺激を指定する刺激情報を、音楽・音声信号に付加する(図2ステップS100)。この刺激情報は、人の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側で、かつ音楽・音声信号のフォーマットで決まる帯域の上限周波数(例えばMP3、RealAudioなどのファイルフォーマットで決まる帯域の上限周波数)よりも低周波側の周波数帯に埋め込まれる。   Hereinafter, the operation of the bioelectric stimulation system of this embodiment will be described with reference to FIG. First, the information addition apparatus 2 such as a smartphone adds stimulation information for designating electrical stimulation to be given to a living body (a body of a user who uses the biological electrical stimulation system) to the music / voice signal (step S100 in FIG. 2). This stimulus information is higher in frequency than the upper limit frequency of the human audible band and lower than the upper limit frequency of the band determined by the format of the music / audio signal (for example, the upper limit frequency of the band determined by the file format such as MP3, RealAudio). It is embedded in the frequency band.

そして、情報付加装置2は、刺激情報が付加された音楽・音声信号を生体電気刺激装置1に送信する(図2ステップS101)。情報付加装置2と生体電気刺激装置1との通信は無線通信でもよいし、有線通信でもよいが、使用者の利便性の観点から無線通信であることが望ましい。   Then, the information adding device 2 transmits the music / voice signal to which the stimulus information is added to the bioelectric stimulation device 1 (step S101 in FIG. 2). Communication between the information adding device 2 and the bioelectric stimulation device 1 may be wireless communication or wired communication, but wireless communication is desirable from the viewpoint of user convenience.

無線通信規格として、例えば、近距離無線規格のブルートゥース(Bluetooth(登録商標))などを使用することで、生体電気刺激装置1と情報付加装置2の消費電力を抑えながら、近距離で高品質の通信を実現することができる。なお、情報付加装置2の具体的な構成については後述の実施例で詳細に説明する。   As a wireless communication standard, for example, the short-range wireless standard Bluetooth (Bluetooth (registered trademark)) or the like is used, and the power consumption of the bioelectric stimulation device 1 and the information addition device 2 is suppressed, and high quality at a short distance. Communication can be realized. A specific configuration of the information adding device 2 will be described in detail in an embodiment described later.

生体電気刺激装置1の受信部10は、情報付加装置2から音楽・音声信号を受信する(図2ステップS102)。
生体電気刺激装置1の音楽・音声信号出力部12は、受信部10が受信した音楽・音声信号を出力する(図2ステップS103)。音楽・音声信号出力部12の例としては、音楽・音声信号を再生するスピーカがある。また、外部のイヤホンなどの出力機器で音楽・音声信号を再生する場合、音楽・音声信号出力部12は例えばイヤホンジャックとなる。
The receiving unit 10 of the bioelectric stimulation device 1 receives a music / audio signal from the information adding device 2 (step S102 in FIG. 2).
The music / speech signal output unit 12 of the bioelectric stimulation apparatus 1 outputs the music / speech signal received by the receiving unit 10 (step S103 in FIG. 2). As an example of the music / audio signal output unit 12, there is a speaker that reproduces a music / audio signal. In addition, when music / audio signals are reproduced by an output device such as an external earphone, the music / audio signal output unit 12 is, for example, an earphone jack.

なお、刺激情報は人の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側の周波数帯に埋め込まれているので、受信部10が受信した音楽・音声信号をそのまま再生したとしても、使用者が刺激情報を識別することはできない。   Since the stimulus information is embedded in a frequency band higher than the upper limit frequency of the human audible band, the user can identify the stimulus information even if the music / audio signal received by the receiving unit 10 is reproduced as it is. I can't do it.

一方、生体電気刺激装置1の刺激情報抽出部11は、受信部10が受信した音楽・音声信号から刺激情報を抽出する(図2ステップS104)。
生体電気刺激装置1の電気刺激部13は、刺激情報抽出部11が抽出した刺激情報に基づいて生体(生体電気刺激システムを使用する使用者の身体)に電気刺激信号を印加する(図2ステップS105)。
On the other hand, the stimulus information extraction unit 11 of the bioelectric stimulation device 1 extracts the stimulus information from the music / voice signal received by the receiving unit 10 (step S104 in FIG. 2).
The electrical stimulation unit 13 of the bioelectric stimulation apparatus 1 applies an electrical stimulation signal to the living body (the body of the user who uses the bioelectric stimulation system) based on the stimulation information extracted by the stimulation information extraction unit 11 (step in FIG. 2). S105).

電気刺激部13は、生体の皮膚表面と接触するように配設される2つ以上の電極14を備えている。2つ以上の電極14を用いることで、生体内部を通じた閉ループが形成される。電気刺激部13は、電極14間に電気刺激信号を印加する。これにより、1つの電極14から印加された電流が生体内部を通り、他の電極14へ流れ込むことで感覚器の神経や、筋肉繊維を刺激し、種々の感覚や、筋肉運動を誘起することが可能となる。   The electrical stimulation unit 13 includes two or more electrodes 14 disposed so as to come into contact with the skin surface of the living body. By using two or more electrodes 14, a closed loop through the inside of the living body is formed. The electrical stimulation unit 13 applies an electrical stimulation signal between the electrodes 14. As a result, the current applied from one electrode 14 passes through the inside of the living body and flows into the other electrode 14, thereby stimulating the nerves and muscle fibers of the sensory organ and inducing various sensations and muscle movements. It becomes possible.

電極14の材料は、特に限定されないが、例えば銀、銅、金、ステンレス等の金属を細線に加工して柔軟性を付与し、布帛として構成したものや、上記金属を繊維素材にメッキしたもの、カーボンファイバー、導電性高分子を繊維素材に含浸したものなどを用いることができる。   The material of the electrode 14 is not particularly limited, but, for example, a metal such as silver, copper, gold, and stainless steel is processed into a thin wire to give flexibility and configured as a fabric, or the metal is plated on a fiber material. Carbon fiber, conductive fiber impregnated fiber material, and the like can be used.

こうして、例えば使用者が生体電気刺激装置1の動作を停止させるまで(図2ステップS106においてNo)、図2のステップS102〜S105の処理が繰り返し実行される。   Thus, for example, until the user stops the operation of the bioelectric stimulation device 1 (No in step S106 in FIG. 2), the processes in steps S102 to S105 in FIG. 2 are repeatedly executed.

本実施例では、音楽・音声信号に刺激情報を付加し、この刺激情報に基づいて生体に電気刺激を与えることにより、音楽との連動の不適切さを改善することが可能となり、音楽体験を高めることが可能となる。刺激情報は、情報付加装置2で自由に設定・変更することが可能である。   In this embodiment, by adding stimulus information to the music / speech signal and applying an electrical stimulus to the living body based on this stimulus information, it becomes possible to improve the inappropriateness of the linkage with music, and to improve the music experience. It becomes possible to raise. Stimulation information can be freely set and changed by the information adding device 2.

[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例は、第1の実施例の具体例を説明するものである。図3は本実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の生体電気刺激装置1は、受信部10と、刺激情報抽出部11と、音楽・音声信号出力部12と、電気刺激部13と、音楽・音声信号を増幅する増幅部15とを備えている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment describes a specific example of the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the bioelectric stimulation system according to the present embodiment. The same components as those in FIG. The bioelectric stimulation device 1 according to the present embodiment includes a receiving unit 10, a stimulation information extraction unit 11, a music / speech signal output unit 12, an electrical stimulation unit 13, and an amplification unit 15 that amplifies a music / sound signal. I have.

刺激情報抽出部11は、受信部10が受信した音楽・音声信号をアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)110と、DAC110から出力された音楽・音声信号から特定の周波数帯の刺激情報を抽出する周波数フィルタ111と、周波数フィルタ111によって抽出された刺激情報をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器(ADC)112と、判定部となるCPU(Central Processing Unit)113とから構成される。   The stimulus information extraction unit 11 is a digital-analog converter (DAC) 110 that converts the music / speech signal received by the receiving unit 10 into an analog signal, and a stimulus in a specific frequency band from the music / speech signal output from the DAC 110. A frequency filter 111 that extracts information, an analog-to-digital converter (ADC) 112 that converts stimulus information extracted by the frequency filter 111 into a digital signal, and a CPU (Central Processing Unit) 113 that serves as a determination unit. The

以下、本実施例の生体電気刺激システムの動作を、図4を用いて説明する。情報付加装置2の動作は、第1の実施例で説明したとおりである(図4ステップS200,S201)。   Hereinafter, the operation of the bioelectric stimulation system of this embodiment will be described with reference to FIG. The operation of the information adding device 2 is as described in the first embodiment (steps S200 and S201 in FIG. 4).

生体電気刺激装置1の受信部10は、情報付加装置2から音楽・音声信号を受信する(図4ステップS202)。本実施例では、情報付加装置2から送信される音楽・音声信号がデジタル信号となっている。
生体電気刺激装置1のDAC110は、受信部10が受信したデジタル信号をアナログ信号に変換する(図4ステップS203)。
The receiving unit 10 of the bioelectric stimulation device 1 receives a music / voice signal from the information adding device 2 (step S202 in FIG. 4). In the present embodiment, the music / audio signal transmitted from the information adding device 2 is a digital signal.
The DAC 110 of the bioelectric stimulation device 1 converts the digital signal received by the receiving unit 10 into an analog signal (step S203 in FIG. 4).

本実施例では、音楽・音声信号出力部12に関連する構成として、増幅部15が設けられている。増幅部15は、DAC110から出力された音楽・音声信号を増幅する(図4ステップS204)。
音楽・音声信号出力部12は、増幅部15によって増幅された音楽・音声信号を出力する(図4ステップS205)。音楽・音声信号出力部12については第1の実施例で説明したとおりである。
In the present embodiment, an amplification unit 15 is provided as a configuration related to the music / audio signal output unit 12. The amplifying unit 15 amplifies the music / audio signal output from the DAC 110 (step S204 in FIG. 4).
The music / audio signal output unit 12 outputs the music / audio signal amplified by the amplification unit 15 (step S205 in FIG. 4). The music / audio signal output unit 12 is as described in the first embodiment.

生体電気刺激装置1の周波数フィルタ111は、DAC110から出力された音楽・音声信号から特定の周波数帯の刺激情報を抽出する(図4ステップS206)。第1の実施例で説明したとおり、刺激情報は、音楽・音声信号の特定の周波数帯、具体的には人の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側の周波数帯に埋め込まれている。したがって、周波数フィルタ111としてハイパスフィルタを使用すれば、刺激情報を抽出することが可能である。また、本実施例の刺激情報は、電気刺激信号のオン/オフを示す信号となっている。   The frequency filter 111 of the bioelectric stimulation apparatus 1 extracts stimulation information in a specific frequency band from the music / speech signal output from the DAC 110 (step S206 in FIG. 4). As described in the first embodiment, the stimulus information is embedded in a specific frequency band of the music / audio signal, specifically, in a frequency band higher than the upper limit frequency of the human audible band. Therefore, if a high-pass filter is used as the frequency filter 111, it is possible to extract stimulus information. Further, the stimulation information of the present embodiment is a signal indicating on / off of the electrical stimulation signal.

ADC112は、周波数フィルタ111を通過した信号をデジタル信号に変換する(図4ステップS207)。
生体電気刺激装置1のCPU113は、図示しない内部のメモリに格納されたプログラムに従って、本実施例で説明する処理を実行する。具体的には、CPU113は、サンプリング周期毎にADC112からデジタル信号(サンプリング値)が出力される度に、このサンプリング値が示す刺激情報の信号レベルと予め定められた所定の閾値THとを比較する(図4ステップS208)。CPU113は、刺激情報の信号レベルが閾値THを超えていない場合には(ステップS208においてNo)、ADC112の次の出力を待つ。
The ADC 112 converts the signal that has passed through the frequency filter 111 into a digital signal (step S207 in FIG. 4).
The CPU 113 of the bioelectric stimulation device 1 executes processing described in this embodiment according to a program stored in an internal memory (not shown). Specifically, every time a digital signal (sampling value) is output from the ADC 112 at each sampling period, the CPU 113 compares the signal level of the stimulation information indicated by the sampling value with a predetermined threshold TH. (FIG. 4, step S208). If the signal level of the stimulus information does not exceed the threshold value TH (No in step S208), the CPU 113 waits for the next output from the ADC 112.

そして、CPU113は、刺激情報の信号レベルが閾値THを超えたときに、電気刺激部13に刺激トリガ信号を出力する(図4ステップS209)。
電気刺激部13は、CPU113から刺激トリガ信号が出力されたときに、生体(生体電気刺激装置1を使用する使用者の身体)に電気刺激信号を印加する(図4ステップS210)。
Then, the CPU 113 outputs a stimulation trigger signal to the electrical stimulation unit 13 when the signal level of the stimulation information exceeds the threshold value TH (step S209 in FIG. 4).
When the stimulation trigger signal is output from the CPU 113, the electrical stimulation unit 13 applies the electrical stimulation signal to the living body (the body of the user who uses the biological electrical stimulation device 1) (step S210 in FIG. 4).

こうして、例えば使用者が生体電気刺激装置1の動作を停止させるまで(図4ステップS211においてNo)、図4のステップS202〜S210の処理が繰り返し実行される。   Thus, for example, until the user stops the operation of the bioelectric stimulation device 1 (No in step S211 in FIG. 4), the processes in steps S202 to S210 in FIG. 4 are repeatedly executed.

ここで、音楽・音声信号から特徴量を抽出して生体に電気刺激を与える従来の方法の問題点と、本実施例の効果について説明する。受信した音楽・音声信号をフーリエ変換により、周波数スペクトルに変換した例を図5(A)に示す。音楽・音声信号は、可聴帯域の中に様々な周波数成分をもった信号である。   Here, problems of the conventional method for extracting electrical features from music / speech signals and applying electrical stimulation to a living body and effects of the present embodiment will be described. FIG. 5A shows an example in which the received music / audio signal is converted into a frequency spectrum by Fourier transform. Music / audio signals are signals having various frequency components in an audible band.

このような音楽・音声信号に対し、ある特徴的な周波数を選択し、図5(B)に示すような通過帯域BWを有する理想的なバンドパスフィルタを用いてフィルタリングすると、図5(C)に示すようにフィルタを通過した周波数スペクトルを得ることができる。図5(C)のような音楽・音声信号の特徴量に対して、予め設定した閾値THとの比較を行ない、特徴量が閾値THを超えていれば、刺激トリガ信号を出力する。これにより、音楽・音声信号に連動した皮膚感覚を提示することができ、使用者は聴覚に加えて体感を得ることができる。   When a certain characteristic frequency is selected for such a music / voice signal and filtered using an ideal bandpass filter having a passband BW as shown in FIG. 5B, FIG. A frequency spectrum that has passed through the filter can be obtained as shown in FIG. The feature quantity of the music / speech signal as shown in FIG. 5C is compared with a preset threshold value TH, and if the feature quantity exceeds the threshold value TH, a stimulation trigger signal is output. Thereby, the skin sensation linked to the music / audio signal can be presented, and the user can obtain a bodily sensation in addition to hearing.

一方で、音楽・音声信号から特徴量を抽出する方法では、音楽・音声信号の種類、例えば音楽の場合は音楽ジャンルや曲調により特徴量の変化が大きくなるので、適切な閾値THを設定することが困難であった。適切な閾値THを設定できていないと、閾値THが低過ぎてほとんど電気刺激信号が出力されない場合や、逆に閾値THが高過ぎて電気刺激信号が出力され過ぎてしまう場合が起こり得る。また、曲中で変化の大きい曲の場合は、前半は電気刺激信号の出力が多いのに、後半は殆ど電気刺激信号の出力が無いといった現象が起こり得る。   On the other hand, in the method of extracting feature values from music / speech signals, the change in feature values increases depending on the type of music / speech signal, for example, music genre and tone, so an appropriate threshold value TH should be set. It was difficult. If an appropriate threshold value TH is not set, the threshold value TH may be too low to output an electrical stimulation signal, or conversely, the threshold value TH may be too high to output an electrical stimulation signal too much. Further, in the case of a song with a large change in the song, a phenomenon may occur in which the electrical stimulation signal is mostly output in the latter half while the electrical stimulation signal is mostly output in the first half.

これに対して、本実施例では、図6(A)に示すように音楽・音声信号に、電気刺激のトリガとなる信号である刺激情報を埋め込んでおき、図6(B)に示すような通過帯域HWを有する周波数フィルタ111によって図6(C)に示すように刺激情報を抽出する。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, stimulation information, which is a signal that triggers electrical stimulation, is embedded in a music / voice signal as shown in FIG. Stimulation information is extracted by the frequency filter 111 having the pass band HW as shown in FIG.

本実施例では、音楽・音声信号の可聴帯域よりも高周波側に刺激情報を埋め込んでおり、刺激情報を埋め込む周波数帯における音楽・音声信号の信号スペクトル強度が低く、大きなS/N比(Signal to Nosie Ratio)が取れるため、図6(C)のように安定的に閾値比較を行なうことが可能となる。すなわち、図5(A)〜図5(C)で説明した場合よりも閾値THを容易に設定することができる。   In this embodiment, the stimulus information is embedded at a frequency higher than the audible band of the music / speech signal, the signal spectrum intensity of the music / speech signal in the frequency band in which the stimulus information is embedded is low, and a large S / N ratio (Signal to Since the (Nosie Ratio) can be obtained, the threshold value can be stably compared as shown in FIG. That is, the threshold value TH can be set more easily than in the case described with reference to FIGS.

図6(A)〜図6(C)の例では、音楽・音声信号の可聴帯域よりも高周波側に刺激情報を埋め込んでいるため、周波数フィルタ111としてハイパスフィルタを用いる場合を例示している。一方、音楽・音声信号の可聴帯域よりも低周波側に刺激情報を埋め込んだ場合には、音楽・音声信号をスピーカなどで再生した際に、刺激情報が振動として現れることがある。したがって、音楽・音声信号の可聴帯域よりも高周波側の周波数帯に刺激情報を埋め込むことが望ましい。   In the example of FIGS. 6A to 6C, the stimulus information is embedded on the high frequency side of the audible band of the music / speech signal, and thus the case where a high-pass filter is used as the frequency filter 111 is illustrated. On the other hand, when the stimulus information is embedded at a frequency lower than the audible band of the music / speech signal, the stimulus information may appear as vibration when the music / speech signal is reproduced by a speaker or the like. Therefore, it is desirable to embed stimulation information in a frequency band on the higher frequency side than the audible band of the music / audio signal.

本実施例では、予め音楽・音声信号に刺激情報を埋め込んでおくことにより、周波数の選択を必要としなくなるため、バンドパスフィルタを削減することが可能となる。音楽・音声信号から特徴量を抽出する方法では、曲の特徴に対応するために、いくつかの中心周波数を持つバンドパスフィルタを実装し、曲に合わせて選択する必要があった。一方、本実施例では、バンドパスフィルタの削減により、生体電気刺激装置1の小型化にも貢献する。   In this embodiment, since the stimulation information is embedded in the music / speech signal in advance, it is not necessary to select a frequency, so that the band-pass filter can be reduced. In the method of extracting the feature amount from the music / audio signal, it is necessary to mount a band pass filter having several center frequencies and select it according to the song in order to correspond to the feature of the song. On the other hand, in this embodiment, the reduction of the band-pass filter contributes to the miniaturization of the bioelectric stimulation device 1.

また、電気刺激のタイミングは使用者が好みのタイミングで自由に設定することができる。つまり、使用者(あるいは生体電気刺激システムを提供するメーカの担当者)は、後述のように情報付加装置2を操作して、音楽・音声信号の所望の時間軸上の位置に刺激情報を埋め込むことにより、音楽を聞きながら最も好ましいタイミングで刺激を受けられるように設定することが可能となる。   The timing of electrical stimulation can be freely set by the user at a desired timing. That is, the user (or the person in charge of the manufacturer who provides the bioelectric stimulation system) operates the information adding device 2 as described later to embed stimulation information at a desired position on the time axis of the music / audio signal. Thus, it is possible to set so as to receive stimulation at the most preferable timing while listening to music.

[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例について説明する。本実施例は、第1の実施例の別の具体例を説明するものであり、無線乃至有線通信により受信したデジタル信号を、生体電気刺激装置内でデジタル信号のまま処理する例を説明するものである。図7は本実施例に係る生体電気刺激システムの構成を示すブロック図であり、図1、図3と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例の生体電気刺激装置1は、受信部10と、音楽・音声信号出力部12と、電気刺激部13aと、増幅部15と、刺激情報抽出部となるCPU16と、DAC17とを備えている。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment describes another specific example of the first embodiment, and describes an example in which a digital signal received by wireless or wired communication is processed as a digital signal in a bioelectric stimulation device. It is. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the bioelectric stimulation system according to the present embodiment. The same components as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals. The bioelectric stimulation device 1 of this embodiment includes a receiving unit 10, a music / audio signal output unit 12, an electrical stimulation unit 13a, an amplification unit 15, a CPU 16 serving as a stimulation information extraction unit, and a DAC 17. Yes.

以下、本実施例の生体電気刺激システムの動作を、図8を用いて説明する。情報付加装置2の動作は、第1の実施例で説明したとおりである(図8ステップS300,S301)。   Hereinafter, the operation of the bioelectric stimulation system of this embodiment will be described with reference to FIG. The operation of the information adding device 2 is as described in the first embodiment (steps S300 and S301 in FIG. 8).

生体電気刺激装置1の受信部10は、情報付加装置2から音楽・音声信号を受信する(図8ステップS302)。本実施例では、情報付加装置2から送信される音楽・音声信号がデジタル信号となっている。
生体電気刺激装置1のDAC17は、受信部10が受信したデジタル信号をアナログ信号に変換する(図8ステップS303)。
The receiving unit 10 of the bioelectric stimulation device 1 receives a music / audio signal from the information adding device 2 (step S302 in FIG. 8). In the present embodiment, the music / audio signal transmitted from the information adding device 2 is a digital signal.
The DAC 17 of the bioelectric stimulation device 1 converts the digital signal received by the receiving unit 10 into an analog signal (step S303 in FIG. 8).

生体電気刺激装置1の増幅部15は、DAC17から出力された音楽・音声信号を増幅し(図8ステップS304)、音楽・音声信号出力部12は、増幅部15によって増幅された音楽・音声信号を出力する(図8ステップS305)。   The amplification unit 15 of the bioelectric stimulation apparatus 1 amplifies the music / speech signal output from the DAC 17 (step S304 in FIG. 8), and the music / speech signal output unit 12 performs the music / speech signal amplified by the amplification unit 15. Is output (step S305 in FIG. 8).

一方、生体電気刺激装置1のCPU16は、図示しない内部のメモリに格納されたプログラムに従って、本実施例で説明する処理を実行する。このCPU16は、音楽・音声信号から特定の周波数帯に埋め込まれたデジタルデータを刺激情報として抽出するフィルタとしての機能と、抽出したデジタルデータを電気刺激部13aに出力する制御信号出力部としての機能を有する。   On the other hand, the CPU 16 of the bioelectric stimulation device 1 executes processing described in this embodiment according to a program stored in an internal memory (not shown). The CPU 16 functions as a filter that extracts digital data embedded in a specific frequency band from music / audio signals as stimulation information, and functions as a control signal output unit that outputs the extracted digital data to the electrical stimulation unit 13a. Have

CPU16の動作について具体的に説明する。まず、CPU16は、受信部10が受信した信号からデジタル信号処理により刺激情報を抽出する(図8ステップS306)。このときのデジタル信号処理の具体例としては、デジタルフィルタ処理がある。デジタルフィルタとして、例えば、FIR(Finite Impulse Response)フィルタを用いることで特定の周波数帯の刺激情報を抽出することが可能である。本実施例の刺激情報は、電気刺激信号の信号パターンを示すデジタルデータである。   The operation of the CPU 16 will be specifically described. First, the CPU 16 extracts stimulus information from the signal received by the receiving unit 10 by digital signal processing (step S306 in FIG. 8). A specific example of the digital signal processing at this time is digital filter processing. As a digital filter, for example, it is possible to extract stimulation information in a specific frequency band by using an FIR (Finite Impulse Response) filter. The stimulus information of the present embodiment is digital data indicating the signal pattern of the electrical stimulus signal.

そして、CPU16は、ステップS306で抽出したデジタルデータを電気刺激部13aに出力する(図8ステップS307)。
電気刺激部13aは、CPU16から出力されたデジタルデータで指定された信号パターンの電気刺激信号を生体(生体電気刺激装置1を使用する使用者の身体)に印加する(図8ステップS308)。ここで、信号パターンで指定できる内容としては、パルス状の電気刺激信号の極性(正極性、負極性、両極性)、パルスの電圧、パルスの波形、パルス幅、パルス間隔、パルス数、電極位置などがある。
Then, the CPU 16 outputs the digital data extracted in step S306 to the electrical stimulation unit 13a (step S307 in FIG. 8).
The electrical stimulation unit 13a applies an electrical stimulation signal having a signal pattern designated by the digital data output from the CPU 16 to the living body (the body of the user who uses the biological electrical stimulation apparatus 1) (step S308 in FIG. 8). Here, the contents that can be specified by the signal pattern include the polarity of the pulsed electrical stimulation signal (positive polarity, negative polarity, both polarities), pulse voltage, pulse waveform, pulse width, pulse interval, number of pulses, electrode position and so on.

これらの信号パターンに対応するため、電気刺激部13aは、CPU16から出力されたデジタルデータに従って電気刺激信号を生成する必要がある。また、本実施例では、刺激情報で電極位置を指定することも可能なので、生体の皮膚表面と接触するように配設される電極14の対を複数対設け、これら複数対の電極14のうち特定の対の電極間に電気刺激信号を印加したり、複数対の電極14に対して時間差を設けて電気刺激信号を印加したりすることも可能となる。これにより、生体の特定の部位に様々な感覚を伝えることが可能となる。   In order to deal with these signal patterns, the electrical stimulation unit 13 a needs to generate an electrical stimulation signal according to the digital data output from the CPU 16. Further, in this embodiment, since it is possible to specify the electrode position by the stimulation information, a plurality of pairs of electrodes 14 arranged so as to come into contact with the skin surface of the living body are provided. It is also possible to apply an electrical stimulation signal between a specific pair of electrodes, or to apply an electrical stimulation signal to a plurality of pairs of electrodes 14 with a time difference. This makes it possible to convey various sensations to specific parts of the living body.

こうして、例えば使用者が生体電気刺激装置1の動作を停止させるまで(図8ステップS309においてNo)、図8のステップS302〜S308の処理が繰り返し実行される。   Thus, for example, until the user stops the operation of the bioelectric stimulation device 1 (No in step S309 in FIG. 8), the processes in steps S302 to S308 in FIG. 8 are repeatedly executed.

第2の実施例では、刺激情報で電気刺激信号のオン/オフのみを設定可能であり、電気刺激部13は、刺激トリガ信号の出力に応じて、予め定められた信号パターンの電気刺激信号を出力する。これに対して、本実施例では、電気刺激信号の様々なパラメータを刺激情報で設定することが可能であり、使用者にとって、音楽に連動した更に好ましい刺激を受けられるように設定することが可能となる。   In the second embodiment, it is possible to set only on / off of the electrical stimulation signal by the stimulation information, and the electrical stimulation unit 13 outputs the electrical stimulation signal having a predetermined signal pattern according to the output of the stimulation trigger signal. Output. On the other hand, in this embodiment, various parameters of the electrical stimulation signal can be set with stimulation information, and can be set so that the user can receive a more favorable stimulation linked to music. It becomes.

[第4の実施例]
次に、本発明の第4の実施例について説明する。本実施例は、第1〜第3の実施例で用いた情報付加装置2の具体的な構成を説明するものである。図9は本実施例に係る情報付加装置2の構成を示すブロック図である。本実施例においても、生体電気刺激システムの構成は第1〜第3の実施例で説明したとおりであるので、図1、図3、図7の符号を用いて説明する。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a specific configuration of the information adding apparatus 2 used in the first to third embodiments will be described. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the information adding apparatus 2 according to this embodiment. Also in the present embodiment, the configuration of the bioelectric stimulation system is as described in the first to third embodiments, and therefore, description will be made using the reference numerals in FIGS. 1, 3 and 7.

情報付加装置2は、音楽・音声信号を記憶する記憶部20と、使用者の指示に応じて記憶部20から音楽・音声信号を読み出す読出部21と、生体電気刺激システムの使用者または生体電気刺激システムのメーカの担当者が操作する操作部22と、情報表示のための表示部23と、音楽・音声信号をアナログ信号に変換するDAC24と、DAC24から出力された音楽・音声信号を増幅する増幅部25と、増幅部25によって増幅された音楽・音声信号を再生する音楽・音声信号出力部26と、生体電気刺激装置1との通信のための送信部27と、情報付加装置全体を制御し、刺激情報付加部としての機能を有する制御部28とを備えている。   The information adding device 2 includes a storage unit 20 that stores a music / speech signal, a reading unit 21 that reads out a music / speech signal from the storage unit 20 according to a user's instruction, a user of the bioelectric stimulation system, or a bioelectrical unit. An operation unit 22 operated by a person in charge of the manufacturer of the stimulation system, a display unit 23 for displaying information, a DAC 24 for converting a music / audio signal into an analog signal, and a music / audio signal output from the DAC 24 are amplified. The amplifier 25, the music / speech signal output unit 26 that reproduces the music / speech signal amplified by the amplifying unit 25, the transmitter 27 for communication with the bioelectric stimulation device 1, and the entire information adding device are controlled. And a control unit 28 having a function as a stimulus information adding unit.

以下、本実施例の情報付加装置2の動作を、図10を用いて説明する。情報付加装置2の記憶部20には、音楽・音声信号(デジタル信号)が予め記憶されている。音楽・音声信号は、例えば図示しないサーバ装置等からネットワークを介して受信してもよいし、情報付加装置単体で例えばマイクロホン等の収音部(不図示)により収音したものであってもよい。   Hereinafter, the operation of the information adding apparatus 2 of this embodiment will be described with reference to FIG. The storage unit 20 of the information adding device 2 stores music / audio signals (digital signals) in advance. The music / audio signal may be received via a network from a server device (not shown), for example, or may be collected by a sound collection unit (not shown) such as a microphone by the information addition device alone. .

生体電気刺激システムの使用者または生体電気刺激システムのメーカの担当者は、操作部22を操作して、音楽・音声信号に刺激情報を付加させる。具体的には、情報付加装置2の読出部21は、使用者またはメーカの担当者の操作に応じて記憶部20から音楽・音声信号を読み出す(図10ステップS400)。   The user of the bioelectric stimulation system or the person in charge of the manufacturer of the bioelectric stimulation system operates the operation unit 22 to add the stimulation information to the music / voice signal. Specifically, the reading unit 21 of the information adding device 2 reads out the music / audio signal from the storage unit 20 in accordance with the operation of the user or the person in charge of the manufacturer (step S400 in FIG. 10).

情報付加装置2のDAC24は、読出部21が読み出したデジタル信号をアナログ信号に変換する(図10ステップS401)。
情報付加装置2の増幅部25は、DAC24から出力された音楽・音声信号を増幅する(図10ステップS402)。
The DAC 24 of the information adding device 2 converts the digital signal read by the reading unit 21 into an analog signal (step S401 in FIG. 10).
The amplifying unit 25 of the information adding device 2 amplifies the music / audio signal output from the DAC 24 (step S402 in FIG. 10).

情報付加装置2の音楽・音声信号出力部26は、増幅部25によって増幅された音楽・音声信号を出力する(図10ステップS403)。音楽・音声信号出力部26の構成は、第1〜第3の実施例の生体電気刺激装置1の音楽・音声信号出力部12と同様なので、詳細な説明は省略する。   The music / speech signal output unit 26 of the information adding device 2 outputs the music / speech signal amplified by the amplifying unit 25 (step S403 in FIG. 10). Since the configuration of the music / speech signal output unit 26 is the same as that of the music / speech signal output unit 12 of the bioelectric stimulation apparatus 1 of the first to third embodiments, detailed description thereof is omitted.

一方、情報付加装置2の制御部28は、読出部21が読み出した音楽・音声信号に対して刺激情報を付加する(図10ステップS404)。このとき、制御部28は、第2の実施例で説明した刺激情報を音楽・音声信号に付加する場合、使用者またはメーカの担当者の操作に応じたタイミングで、電気刺激信号の出力を指示する刺激情報を音楽・音声信号に付加する。   On the other hand, the control unit 28 of the information adding device 2 adds stimulus information to the music / voice signal read by the reading unit 21 (step S404 in FIG. 10). At this time, when adding the stimulation information described in the second embodiment to the music / audio signal, the control unit 28 instructs the output of the electrical stimulation signal at a timing according to the operation of the user or the person in charge of the manufacturer. Add stimulus information to music / audio signals.

また、制御部28は、第3の実施例で説明した刺激情報を音楽・音声信号に付加する場合、使用者またはメーカの担当者の操作に応じたタイミングで、使用者またはメーカの担当者が指定した電気刺激信号の信号パターンを示す刺激情報を音楽・音声信号に付加する。   In addition, when adding the stimulus information described in the third embodiment to the music / speech signal, the control unit 28 allows the user or the person in charge of the manufacturer to perform the timing according to the operation of the person in charge of the user or the manufacturer. Stimulation information indicating the signal pattern of the designated electrical stimulation signal is added to the music / audio signal.

また、使用者またはメーカの担当者が再生中の音楽・音声信号を聞きながら所望のタイミングで刺激情報の適切な付加操作を行うことは難しい場合がある。そこで、使用者またはメーカの担当者の操作に応じて、制御部28は、読出部21に対して再生速度の変更、再生の一時停止などを指令し、音楽・音声信号の波形を表示部23に表示させるようにしてもよい。これにより、使用者またはメーカの担当者は、表示部23に表示された音楽・音声信号の波形を見ながら、所望のタイミングで所望の刺激情報を音楽・音声信号に付加することが可能になる。   In addition, it may be difficult for the user or the person in charge of the manufacturer to perform appropriate addition operation of the stimulus information at a desired timing while listening to the music / audio signal being reproduced. Therefore, according to the operation of the user or the person in charge of the manufacturer, the control unit 28 instructs the reading unit 21 to change the reproduction speed, pause the reproduction, etc., and display the waveform of the music / audio signal on the display unit 23. You may make it display on. Accordingly, the user or the person in charge of the manufacturer can add desired stimulus information to the music / audio signal at a desired timing while viewing the waveform of the music / audio signal displayed on the display unit 23. .

情報付加装置2の送信部27は、刺激情報が付加された音楽・音声信号を生体電気刺激装置1に送信する(図10ステップS405)。
以上により、第1〜第3の実施例で説明した情報付加装置2の動作を実現することができる。
The transmission unit 27 of the information adding device 2 transmits the music / speech signal to which the stimulus information is added to the bioelectric stimulation device 1 (step S405 in FIG. 10).
As described above, the operation of the information adding apparatus 2 described in the first to third embodiments can be realized.

本実施例の記憶部20と読出部21と制御部28とは、CPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を行う。   The storage unit 20, the reading unit 21, and the control unit 28 of this embodiment can be realized by a computer having a CPU, a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. The CPU performs the processing described in this embodiment in accordance with a program stored in the storage device.

なお、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であることは言うまでもない。例えば第1〜第4の実施例では、情報付加装置2から音楽・音声信号を直接、生体電気刺激装置1宛に送信しているが、これに限るものではない。例えばPC(Personal Computer )やサーバ装置等の情報付加装置2で音楽・音声信号に刺激情報を付加し、この刺激情報を付加した音楽・音声信号を例えばネットワークを介してスマートフォンなどの外部機器に転送し、スマートフォンから生体電気刺激装置1宛に音楽・音声信号を送信するようにしてもよい。   In addition, it cannot be overemphasized that a various deformation | transformation aspect is possible within the range of the technical idea of this invention. For example, in the first to fourth embodiments, the music / speech signal is transmitted directly from the information adding device 2 to the bioelectric stimulation device 1, but the present invention is not limited to this. For example, information addition device 2 such as a PC (Personal Computer) or server device adds stimulus information to a music / voice signal, and transfers the music / voice signal to which the stimulus information is added to an external device such as a smartphone via a network, for example. Then, music / audio signals may be transmitted from the smartphone to the bioelectric stimulation device 1.

本発明は、生体に皮膚覚提示を行う技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for presenting a skin sensation to a living body.

1…生体電気刺激装置、2…情報付加装置、10…受信部、11…刺激情報抽出部、12,26…音楽・音声信号出力部、13,13a…電気刺激部、14…電極、15,25…増幅部、16,113…CPU、17,24,110…デジタル−アナログ変換器、20…記憶部、21…読出部、22…操作部、23…表示部、27…送信部、28…制御部、111…周波数フィルタ、112…アナログ−デジタル変換器、113…CPU。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bioelectric stimulation apparatus, 2 ... Information addition apparatus, 10 ... Reception part, 11 ... Stimulation information extraction part, 12, 26 ... Music / voice signal output part, 13, 13a ... Electrical stimulation part, 14 ... Electrode, 15, 25 ... amplifying unit, 16, 113 ... CPU, 17, 24,110 ... digital-analog converter, 20 ... storage unit, 21 ... reading unit, 22 ... operating unit, 23 ... display unit, 27 ... transmitting unit, 28 ... Control unit, 111, frequency filter, 112, analog-digital converter, 113, CPU.

Claims (8)

生体に与える電気刺激を指定する刺激情報が付加された音楽・音声信号を外部機器から受信する受信部と、
この受信部が受信した音楽・音声信号から前記刺激情報を抽出する刺激情報抽出部と、
この刺激情報抽出部が抽出した前記刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加する電気刺激部とを備えることを特徴とする生体電気刺激装置。
A receiving unit for receiving a music / audio signal to which stimulation information for designating electrical stimulation given to a living body is added from an external device;
A stimulus information extracting unit for extracting the stimulus information from the music / speech signal received by the receiving unit;
A bioelectric stimulation device comprising: an electrical stimulation unit that applies an electrical stimulation signal to a living body based on the stimulation information extracted by the stimulation information extraction unit.
請求項1記載の生体電気刺激装置において、
前記刺激情報は、前記電気刺激信号のオン/オフを示す信号であり、
前記刺激情報抽出部は、
前記受信部が受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯の信号を前記刺激情報として抽出するフィルタと、
このフィルタが抽出した信号のレベルが所定の閾値を超えたときに前記電気刺激部に刺激トリガ信号を出力する判定部とから構成され、
前記電気刺激部は、前記刺激トリガ信号が出力される度に前記電気刺激信号を出力することを特徴とする生体電気刺激装置。
The bioelectric stimulation device according to claim 1.
The stimulation information is a signal indicating on / off of the electrical stimulation signal,
The stimulus information extraction unit
A filter that extracts a signal of a specific frequency band from the music / audio signal received by the receiver as the stimulus information;
A determination unit that outputs a stimulation trigger signal to the electrical stimulation unit when the level of the signal extracted by the filter exceeds a predetermined threshold;
The electrical stimulation unit is characterized in that the electrical stimulation unit outputs the electrical stimulation signal every time the stimulation trigger signal is output.
請求項1記載の生体電気刺激装置において、
前記刺激情報は、前記電気刺激信号の信号パターンを示すデジタルデータであり、
前記刺激情報抽出部は、
前記受信部が受信した音楽・音声信号から特定の周波数帯に埋め込まれたデジタルデータを前記刺激情報として抽出するフィルタと、
このフィルタが抽出したデジタルデータを前記電気刺激部に出力する制御信号出力部とから構成され、
前記電気刺激部は、前記制御信号出力部から出力されたデジタルデータで指定された信号パターンの前記電気刺激信号を出力することを特徴とする生体電気刺激装置。
The bioelectric stimulation device according to claim 1.
The stimulation information is digital data indicating a signal pattern of the electrical stimulation signal,
The stimulus information extraction unit
A filter that extracts digital data embedded in a specific frequency band from the music / audio signal received by the receiver as the stimulus information;
It is composed of a control signal output unit that outputs the digital data extracted by this filter to the electrical stimulation unit,
The biostimulation apparatus, wherein the electrical stimulation unit outputs the electrical stimulation signal having a signal pattern designated by digital data output from the control signal output unit.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の生体電気刺激装置において、
前記刺激情報は、前記音楽・音声信号の可聴帯域の上限周波数よりも高周波側で、かつ前記音楽・音声信号のフォーマットで決まる帯域の上限周波数よりも低周波側の特定の周波数帯に埋め込まれていることを特徴とする生体電気刺激装置。
The bioelectric stimulation device according to any one of claims 1 to 3,
The stimulus information is embedded in a specific frequency band on the higher frequency side than the upper limit frequency of the audible band of the music / speech signal and lower than the upper limit frequency of the band determined by the format of the music / speech signal. A bioelectric stimulation device characterized by comprising:
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の生体電気刺激装置において、
前記音楽・音声信号を再生する音楽・音声信号出力部をさらに備えることを特徴とする生体電気刺激装置。
The bioelectric stimulation device according to any one of claims 1 to 4,
A bioelectric stimulation device further comprising a music / audio signal output unit for reproducing the music / audio signal.
生体に与える電気刺激を指定する刺激情報を、音楽・音声信号に付加する情報付加装置と、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の生体電気刺激装置とを備えることを特徴とする生体電気刺激システム。
An information adding device for adding stimulation information for designating electrical stimulation given to a living body to a music / audio signal;
A bioelectric stimulation system comprising the bioelectric stimulation device according to any one of claims 1 to 5.
請求項6記載の生体電気刺激システムにおいて、
前記情報付加装置は、
音楽・音声信号を記憶する記憶部と、
使用者の指示に応じて前記記憶部から音楽・音声信号を読み出す読出部と、
この読出部が読み出した音楽・音声信号に対して、使用者の指示に応じて前記刺激情報を付加する刺激情報付加部と、
前記刺激情報が付加された音楽・音声信号を前記生体電気刺激装置に送信する送信部とを備えることを特徴とする生体電気刺激システム。
The bioelectric stimulation system according to claim 6.
The information adding device includes:
A storage unit for storing music and audio signals;
A reading unit that reads out music / audio signals from the storage unit in accordance with a user's instruction;
A stimulus information adding unit for adding the stimulus information to the music / audio signal read by the reading unit according to a user instruction;
A bioelectric stimulation system comprising: a transmission unit that transmits the music / audio signal to which the stimulation information is added to the bioelectric stimulation device.
生体に与える電気刺激を指定する刺激情報が付加された音楽・音声信号を外部機器から受信する第1のステップと、
この第1のステップで受信した音楽・音声信号から前記刺激情報を抽出する第2のステップと、
この第2のステップで抽出した前記刺激情報に基づいて生体に電気刺激信号を印加する第3のステップとを含むことを特徴とする電気刺激提示方法。
A first step of receiving, from an external device, a music / speech signal to which stimulus information for specifying an electrical stimulus to be given to a living body is added;
A second step of extracting the stimulus information from the music / speech signal received in the first step;
And a third step of applying an electrical stimulus signal to the living body based on the stimulus information extracted in the second step.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020052420A1 (en) * 2018-09-13 2020-03-19 团火科技(北京)有限公司 Intelligent facial mask method, server, data conversion device, and facial mask
CN113171534A (en) * 2021-04-21 2021-07-27 浙江柔灵科技有限公司 Superposition enhanced nerve modulation method and device based on music and energy wave function
WO2022113225A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 日本電信電話株式会社 Haptic device and system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6274842U (en) * 1985-10-29 1987-05-13
JP2013500521A (en) * 2009-07-23 2013-01-07 クゥアルコム・インコーポレイテッド Method and apparatus for communicating control information by a wearable device to control mobile devices and consumer electronic devices
JP2014182816A (en) * 2013-03-15 2014-09-29 Immersion Corp Method and apparatus for encoding and decoding haptic information inside multi-media files
US20150154966A1 (en) * 2013-11-19 2015-06-04 Dolby Laboratories Licensing Corporation Haptic Signal Synthesis and Transport in a Bit Stream
WO2015171452A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Sony Computer Entertainment Inc. Scheme for embedding a control signal in an audio signal using pseudo white noise
WO2016136934A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, information processing system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6274842U (en) * 1985-10-29 1987-05-13
JP2013500521A (en) * 2009-07-23 2013-01-07 クゥアルコム・インコーポレイテッド Method and apparatus for communicating control information by a wearable device to control mobile devices and consumer electronic devices
JP2014182816A (en) * 2013-03-15 2014-09-29 Immersion Corp Method and apparatus for encoding and decoding haptic information inside multi-media files
US20150154966A1 (en) * 2013-11-19 2015-06-04 Dolby Laboratories Licensing Corporation Haptic Signal Synthesis and Transport in a Bit Stream
WO2015171452A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Sony Computer Entertainment Inc. Scheme for embedding a control signal in an audio signal using pseudo white noise
WO2016136934A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, information processing system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020052420A1 (en) * 2018-09-13 2020-03-19 团火科技(北京)有限公司 Intelligent facial mask method, server, data conversion device, and facial mask
WO2022113225A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 日本電信電話株式会社 Haptic device and system
CN113171534A (en) * 2021-04-21 2021-07-27 浙江柔灵科技有限公司 Superposition enhanced nerve modulation method and device based on music and energy wave function
CN113171534B (en) * 2021-04-21 2023-07-25 浙江柔灵科技有限公司 Superposition enhancement nerve modulation method and device based on music and energy wave functions

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