JP5138101B2 - ノイズ処理装置及びノイズ処理プログラム - Google Patents
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Description
次に、実施例2に係るノイズ処理装置200について説明する。図2を用いて、実施例2に係るノイズ処理装置200の構成の一例について説明する。図2は、実施例2に係るノイズ処理装置の構成の一例について説明するブロック図である。ノイズ処理装置200は、図2に示す例では、ハンドル電極201と、シート上部電極202と、シート下部電極203と、電位測定部204と、出力部205と、記憶部300と、制御部400とを有する。
以下では、特に言及しない限り、第2の電極としてハンドル電極201が車両のハンドルに設けられ、第1の電極としてシート上部電極202と第3の電極としてシート下部電極203とが車両のシート座面に設けられる場合を例に説明する。また、電位を測定する対象となる人を被験者と呼ぶことにする。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。ハンドル電極201およびシート上部電極202とも、被験者が、電位を計測する対象となる期間において、継続して被験者に電気的に接触できる場所に設けられれば良い。例えば、被験者が装置の操作を行なっている間の心電に関する電位を計測する場合、被験者が操作をする動作の中で自然に被験者と電気的に接触できる場所にハンドル電極201およびシート上部電極202を設けることが考えられる。このような場所にハンドル電極201およびシート上部電極202を設ければ、被験者が意図的に電位を計測するための手間をとることを必要としないで済む。
電位測定部204は、ハンドル電極201、シート上部電極202、シート下部電極203及び制御部400と接続される。電位測定部204は、オペアンプが該当する。電位測定部204は、被験者の心臓を間に挟む2つの位置の電位をそれぞれ測定する。具体的には、電位測定部204は、車両の電位を基準電位とした場合におけるハンドル電極201やシート上部電極202の電位をそれぞれ測定する。つまり、電位測定部204は、ハンドル電極「1」やハンドル電極「2」の電位を測定することで被験者の手の電位を測定し、シート上部電極202の電位を測定することで被験者の臀部の電位を測定する。
記憶部300は、制御部400と接続される。記憶部300は、制御部400による各種処理に用いるデータを記憶する。記憶部300は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置である。
制御部400は、電位測定部204、出力部205及び記憶部300と接続される。制御部400は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。制御部400は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)などの電子回路である。制御部400は、図2に示す例では、RMS算出部401と、増幅倍率算出部402と、差分算出部403と、RMS再算出部404と、出力処理部405とを有する。なお、RMSは、「Root Mean Square Value」を示す。
次に、図12を用いて、実施例2に係るノイズ処理装置200による処理の流れの一例について説明する。図12は、実施例2に係るノイズ処理装置による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。なお、以下では、増幅倍率算出部402が、第1の電位差信号の強度を第2の電位差信号の強度で除算することで差を算出する場合を例に説明する。また、差分算出部403が、増幅倍率算出部402によって算出された差を用いて、第2の電位差信号を補正する場合を例に説明する。また、第1の差分信号についてのRMSの値は、第2の差分信号についてのRMSの値よりも小さい場合を例に説明する。
上述したように、実施例2によれば、ノイズ処理装置200は、第1の電位差信号と第2の電位差信号とを測定する。そして、ノイズ処理装置200は、第1の電位差信号の強度と第2の電位差信号の強度とを、所定間隔ごとに算出する。そして、ノイズ処理装置200は、所定間隔ごとに算出した第1の電位差信号の強度と第2の電位差信号の強度との差を算出する。そして、ノイズ処理装置200は、第1の電位差信号の強度と第2の電位差信号の強度とが同じになるように、算出した差を用いて所定間隔ごとに第1の電位差信号や第2の電位差信号を補正する。そして、ノイズ処理装置200は、所定間隔ごとに補正した後の電位差信号を用いて差分信号を算出し、算出した差分信号を出力する。この結果、実施例2によれば、心臓を挟む2つの位置と接触した電極間の電位差信号から、ノイズを適切に減少可能である。
図15を用いて、実施例3に係るノイズ処理装置200aの構成の一例について説明する。図15は、実施例3に係るノイズ処理装置の構成の一例について説明するブロック図である。図15に示すように、ノイズ処理装置200aは、図2を用いて説明したノイズ処理装置200の構成に加えて、波形記憶部301を有する。
図18を用いて、実施例3におけるRMS算出部401により間隔変更処理の流れの一例について説明する。図18は、実施例3におけるRMS算出部により間隔変更処理の流れの一例について説明するフローチャートである。以下では、第1の電位差信号や第2の電位差信号の強度に応じて異なる所定間隔を用いる場合を例に説明する。以下では、強度算出用閾値が「200mV」であり、所定期間が「1分間」であり、間隔として「5秒間」を用いている場合を例に用いて説明する。
上述したように、実施例3によれば、ノイズ処理装置200aは、第1の電位差信号や第2の電位差信号の状態に応じて、異なる所定間隔にて強度を算出するので、電位差信号に含まれるノイズを適切に減少可能である。例えば、RMSの値が大きくなった場合には、すなわち、電位差信号に含まれるノイズの強度が大きくなった場合には、間隔を短くした上でRMSを算出することで、ノイズによる影響を早く抑止することが可能である。また、RMS値が閾値内で安定していれば、間隔を長くした上でRMSを算出することで、算出回数をへらすことが可能である。
図21を用いて、実施例4に係るノイズ処理装置200bの構成の一例について説明する。図21は、実施例4に係るノイズ処理装置の構成の一例について説明するブロック図である。図21に示すように、ノイズ処理装置200bは、図2を用いて説明したノイズ処理装置200の構成に加えて、閾値変更部406を有する。
図22を用いて、実施例4における閾値変更部406による処理の流れの一例について説明する。図22は、実施例4における閾値変更部による処理の流れの一例について説明するフローチャートである。図22では、以下では、車両の速度を示す情報として、「アイドリング時」「一般道走行時」「高速道路走行時」の3つの走行状態を用いる場合について説明する。
このように、実施例4では、ノイズ処理装置200bは車両に設けられる。また、ノイズ処理装置200bは、第1の電位差信号や第2の電位差信号の強度が閾値よりも所定期間小さい場合には、所定期間小さくない場合と比較して長い間隔を用いて強度を算出する。また、ノイズ処理装置200bは、第1の電位差信号や第2の電位差信号の強度が閾値よりも大きい場合には、閾値よりも大きくない場合と比較して短い間隔を用いて強度を算出する。また、ノイズ処理装置200bは、車両の速度が所定の閾値よりも速い場合に、所定の閾値よりも遅い場合と比較して強度算出部によって用いられる閾値である強度算出用閾値を大きな値に変更する。また、ノイズ処理装置200bは、車両の速度が所定の閾値よりも遅い場合に、所定の閾値よりも速い場合と比較して強度算出用閾値を小さい値に変更する。この結果、車両の走行速度に適した強度算出用閾値を用いて、間隔を決定することが可能である。
例えば、上記した実施例では、出力処理部405が、電位差信号の強度が小さい方を単純に選択して出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、出力処理部405は、2つの電位差信号に占める心拍信号の割合を算出し、算出した心拍信号の割合が他方よりも大きい方を選択して出力しても良い。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。例えば、図22に示す例では、車両の状態を被験者が入力しても良い。この場合、ノイズ処理装置は、被験者によって入力された車両の状態を用いて処理を実行する。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報(図1〜図24)については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図25を用いて、上記の実施例と同様の機能を有するノイズ処理プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する。なお、図25は、実施例2に係るノイズ処理プログラムを実行するコンピュータの一例について説明する図である。
なお、本実施例で説明したノイズ処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、ノイズ処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVDなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
101 第1の測定部
102 第2の測定部
103 強度算出部
104 差算出部
105 補正部
106 差分算出部
107 出力処理部
200 ノイズ処理装置
201 ハンドル電極
202 シート上部電極
203 シート下部電極
204 電位測定部
205 出力部
300 記憶部
301 波形記憶部
400 制御部
401 RMS算出部
402 増幅倍率算出部
403 差分算出部
404 RMS再算出部
405 出力処理部
406 閾値変更部
Claims (6)
- 装置の操舵部とは別の箇所に設けられた第1の電極と、基準電極として用いられる第2の電極との間の第1の電位差信号を測定する第1の測定部と、
前記装置の操舵部に設けられた第3の電極と前記第2の電極との間の第2の電位差信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の測定部によって測定された第1の電位差信号の強度と、前記第2の測定部によって測定された第2の電位差信号の強度とを、所定間隔ごとに算出する強度算出部と、
前記強度算出部によって所定間隔ごとに算出された前記第1の電位差信号の強度と前記第2の電位差信号の強度との差を算出する差算出部と、
前記第1の電位差信号の強度と前記第2の電位差信号の強度との差が無くなる方向に、前記差算出部によって算出された差を用いて所定間隔ごとに該第1の電位差信号及び/又は該第2の電位差信号を補正する補正部と、
前記補正部によって所定間隔ごとに補正された後の電位差信号を用いて、前記第1の電位差信号と前記第2の電位差信号との間の差分を示す差分信号を算出する差分算出部と、
前記差分算出部によって算出された差分信号を出力する出力処理部と
を備えたことを特徴とするノイズ処理装置。 - 前記差分算出部は、前記第1の電位差信号から前記第2の電位差信号を減算する減算処理又は前記第2の電位差信号から前記第1の電位差信号を減算する減算処理を実行することで第1の差分信号を算出し、前記第1の電位差信号と前記第2の電位差信号とを加算する加算処理を実行することで第2の差分信号を算出し、
前記出力処理部は、前記差分算出部によって算出された前記第1の差分信号と前記第2の差分信号とについてそれぞれ強度を算出し、算出した強度が他方と比較して小さい差分信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のノイズ処理装置。 - 前記強度算出部は、前記第1の電位差信号及び/又は前記第2の電位差信号の状態に応じて、異なる前記所定間隔にて強度を算出することを特徴とする請求項2に記載のノイズ処理装置。
- 前記ノイズ処理装置は車両に設けられ、
前記強度算出部は、前記第1の電位差信号及び/又は前記第2の電位差信号の強度が閾値よりも所定期間継続して小さい場合には、該第1の電位差信号及び/又は該第2の電位差信号の強度が閾値よりも所定期間継続して小さくない場合と比較して長い間隔を用いて強度を算出し、該第1の電位差信号及び/又は該第2の電位差信号の強度が閾値よりも大きい場合には、該第1の電位差信号及び/又は該第2の電位差信号の強度が閾値よりも大きくない場合と比較して短い間隔を用いて強度を算出し、
前記車両の速度が所定の閾値よりも速い場合に、所定の閾値よりも遅い場合と比較して前記強度算出部によって用いられる閾値である強度算出用閾値を大きな値に変更し、該車両の速度が所定の閾値よりも遅い場合に、所定の閾値よりも速い場合と比較して該強度算出用閾値を小さい値に変更する閾値変更部を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載のノイズ処理装置。 - 前記補正部は、補正対象となる電位差信号の取得時点より後の時点において取得された電位差信号を用いて算出された差を用いて、該補正対象となる時点における前記第1の電位差信号及び/又は前記第2の電位差信号を補正することを特徴とする請求項4に記載のノイズ処理装置。
- 装置の操舵部とは別の箇所に設けられた第1の電極と、基準電極として用いられる第2の電極との間の第1の電位差信号を測定する第1の測定手順と、
前記装置の操舵部に設けられた第3の電極と前記第2の電極との間の第2の電位差信号を測定する第2の測定手順と、
前記第1の測定手順によって測定された第1の電位差信号の強度と、前記第2の測定手順によって測定された第2の電位差信号の強度とを、所定間隔ごとに算出する強度算出手順と、
前記強度算出手順によって所定間隔ごとに算出された前記第1の電位差信号の強度と前記第2の電位差信号の強度との差を算出する差算出手順と、
前記第1の電位差信号の強度と前記第2の電位差信号の強度との差が無くなる方向に、前記差算出手順によって算出された差を用いて所定間隔ごとに該第1の電位差信号及び/又は該第2の電位差信号を補正する補正手順と、
前記補正手順によって所定間隔ごとに補正された後の電位差信号を用いて、前記第1の電位差信号と前記第2の電位差信号との間の差分を示す差分信号を算出する差分算出手順と、
前記差分算出手順によって算出された差分信号を出力する出力処理手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするノイズ処理プログラム。
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JPN6010008492; 冨森英樹: '接触型電極と容量結合型電極を併用した心電図計測における体動成分の抑制' 精密工学会大会学術講演会講演論文集 Vol.2008, 20080303, 717-718 * |
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