JP5181851B2 - 電子機器および脈拍数算出方法 - Google Patents

Description

本発明は電子機器および脈拍数算出方法に関し、特にユーザの脈拍数を表示する電子機器およびその脈拍数算出方法に関する。

従来から種々の脈拍計が存在する。例えば、耳たぶに付けられた脈拍センサからユーザの脈拍数を測定し、表示装置に表示するものがある。
このような脈拍計には、脈拍測定開始直後から、ユーザの脈拍数をリアルタイムで表示するものがある（例えば、非特許文献１参照）。
［平成２０年６月２日検索］、インターネット＜URL:http://www.cateye.co.jp/echtml/pl6000.html

しかし、従来の脈拍計は、脈拍測定開始直後から所定時間経過後に安定した脈拍数を表示するようになり、脈拍測定開始直後では、精度の高い脈拍数を表示していなかった。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示することができる電子機器および脈拍数算出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、ユーザの脈拍数を表示部に表示する電子機器が提供される。この電子機器は、前記ユーザを所定のフレームレートで撮影した画像データに含まれる輝度情報の変化から、所定時間のウィンドウ内における拍動間隔時間のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムから所定時間当たりの脈拍数を算出して、算出結果を前記ユーザの脈拍数として測定する脈拍数測定手段と、前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶手段と、前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数の合成比率を漸減しながら、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数と前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数とから前記表示部に表示する脈拍数を算出し、前記ユーザの脈拍数の測定開始後所定時間経過すると、前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数のみから前記表示部に表示する脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、を有する。

また、ユーザの脈拍数を表示部に表示する電子機器の脈拍数算出方法が提供される。この脈拍数算出方法は、前記ユーザを所定のフレームレートで撮影した画像データに含まれる輝度情報の変化から、所定時間のウィンドウ内における拍動間隔時間のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムから所定時間当たりの脈拍数を算出して、算出結果を前記ユーザの脈拍数として測定する脈拍数測定ステップと、前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶ステップと、前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数記憶ステップによって予め記憶された前記ユーザの脈拍数の合成比率を漸減しながら、前記脈拍数記憶ステップによって予め記憶された前記ユーザの脈拍数と前記脈拍数測定ステップによって測定される前記ユーザの脈拍数とから前記表示部に表示する脈拍数を算出し、前記ユーザの脈拍数の測定開始後所定時間経過すると、前記脈拍数測定ステップによって測定される前記ユーザの脈拍数のみから前記表示部に表示する脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、を有する。

開示の電子機器および脈拍数算出方法では、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示することができる。

図１は、電子機器の概要を示した図である。図１に示すように電子機器１は、脈拍数測定手段２、脈拍数記憶手段３、および脈拍数算出手段４を有している。
脈拍数測定手段２は、ユーザの脈拍数を測定する。例えば、ユーザの指先を透過する光から血流量の変化を取得し、これに基づいてユーザの脈拍数を測定する。

脈拍数記憶手段３は、ユーザの脈拍数を予め記憶する。
脈拍数算出手段４は、ユーザの脈拍数の測定開始後、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数と、脈拍数記憶手段３に予め記憶されたユーザの脈拍数との比率を変更しながらユーザの脈拍数を算出する。脈拍数算出手段４で算出されたユーザの脈拍数は、ユーザの脈拍数として表示装置に表示される。

例えば、脈拍数算出手段４は、ユーザの脈拍数の測定開始後、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数の比率を１、脈拍数記憶手段３に予め記憶されたユーザの脈拍数の比率を９として、ユーザの脈拍数を算出する。次いで、脈拍数算出手段４は、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数の比率を２、脈拍数記憶手段３に予め記憶されたユーザの脈拍数の比率を８として、ユーザの脈拍数を算出する。以下、同様に、比率を変更しながらユーザの脈拍数を算出し、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数の比率を１０、脈拍数記憶手段３に予め記憶されたユーザの脈拍数の比率を０として、ユーザの脈拍数を算出する。以後は、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数のみを（比率１０）、ユーザの脈拍数として算出する。

すなわち、脈拍数算出手段４は、脈拍数の測定開始直後、脈拍数測定手段２によって精度の高い脈拍数を得られなくても、脈拍数記憶手段３に予め記憶していたユーザの脈拍数の比率を高くしてユーザの脈拍数を算出する。そして、脈拍数測定手段２によって、正確なユーザの脈拍数が測定されるようになると、脈拍数測定手段２よって測定されるユーザの脈拍数の比率を高くしてユーザの脈拍数として算出する。

このように、電子機器１は、ユーザの脈拍数の測定開始後、脈拍数測定手段２によって測定されるユーザの脈拍数と、脈拍数記憶手段３に予め記憶されたユーザの脈拍数との比率を変更しながらユーザの脈拍数を算出するようにした。これにより、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示することができる。

次に、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る電子機器を示した図である。図に示すように電子機器１０は、カメラ１１および表示装置１２を有している。カメラ１１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサであり、表示装置１２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。電子機器１０は、例えば、携帯電話である。

ユーザは、例えば、ウォーキングやジョギング等の運動中に、電子機器１０を用いて容易に脈拍数を測ることができる。ユーザは、電子機器１０のカメラ１１の上に指先を置くことで脈拍数を測ることができる。ユーザの脈拍数は、電子機器１０の表示装置１２に表示される。ただし、電子機器１０のユーザは、予め安静時の脈拍数を電子機器１０で計測し、電子機器１０に記憶させておく必要がある。

電子機器１０は、ユーザがカメラ１１に指を乗せた直後から表示装置１２にユーザの脈拍数を表示する。電子機器１０は、予め記憶していた安静時の脈拍数を用いて、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示装置１２に表示する。これにより、ユーザは、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を知ることができる。

図３は、図２の電子機器のブロック構成図である。図に示すように電子機器１０は、カメラモジュール部２１、脈拍数算出処理部２２、歩数検出処理部２３、脈拍アプリ部２４、運動強度ＴＢ（ＴＢ：テーブル）２５、および記憶部２６を有している。図の各部は、例えば、メモリに記憶されている脈拍数算出プログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行することで実現される。

カメラモジュール部２１は、脈拍アプリ部２４からのカメラ起動モード要求を受け付け、予め設定されたカメラ設定によりカメラ１１を動作する。
カメラ設定には、例えば、フレームレート、オートホワイトバランス、自動輝度調整、データ取得形式などが含まれる。具体的には、カメラモジュール部２１は、カメラ１１のフレームレートを１２ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ）に設定し、オートホワイトバランスをオフに設定し、自動輝度調整をオンに設定し、画像データをＹＵＶ形式で出力するように設定する。カメラモジュール部２１は、カメラ１１から出力される画像データを脈拍数算出処理部２２に出力する。

脈拍数算出処理部２２は、カメラモジュール部２１から出力される画像データに基づいて、カメラ１１に置かれたユーザの指先の、血流量の変化を算出する。
一般的に光は、ヘモグロビンで吸収される。そのため、指などの人体を通過する光の輝度は、血流量が多いほど小さくなり、血流量が少ないほど大きくなる。従って、脈拍数算出処理部２２は、カメラモジュール部２１から出力される画像データの輝度情報により、ユーザの血流量の変化を算出できる。具体的には、脈拍数算出処理部２２は、カメラモジュール部２１から出力されるＹＵＶ形式の画像データの、輝度情報（Ｙ情報）の変化から血流量の変化を算出する。

なお、脈拍数算出処理部２２は、輝度情報があるしきい値を超えた場合には、カメラ１１に指が置かれていないと判断し、血流量の変化を算出しない。
脈拍数算出処理部２２は、画像データから算出した血流量の変化から、極大値または極小値を算出し、算出した極大値または極小値を脈拍とみなす。

図４は、血流量の変化および脈拍を説明する図である。図４に示す波形Ａ１は、脈拍数算出処理部２２の算出した血流量の変化を示している。図４に示す横軸は時間を示し、縦軸は血流量の振幅（Ａ）を示す。なお、波形Ａ１に示す血流量の変化は、説明のため正弦波を示している。

脈拍数算出処理部２２は、カメラモジュール部２１から出力される画像データに基づいて、図４の波形Ａ１に示すような血流量の変化を算出する。脈拍数算出処理部２２は、矢印Ａ１１〜Ａ１３に示すように波形Ａ１の極大値を算出し、それを脈拍（脈拍の鼓動）とみなす。すなわち、図４に示す矢印Ａ１１〜Ａ１３の極大値がユーザの脈拍とみなされる。

波形Ａ１の極大値は、波形Ａ１を１回微分および２回微分することにより得ることができる。波形Ａ１を１回微分した値が‘０’で、２回微分した値が‘負’ならば、その点が極大値となる。

もちろん、極小値からも同様に脈拍を得ることができる。例えば、波形Ａ１を１回微分した値が‘０’で、２回微分した値が‘正’ならば、その点が極小値となる。脈拍数算出処理部２２は、極小値を脈拍とみなすことができる。

脈拍数算出処理部２２は、算出した極大値（以下、ピークと呼ぶこともある）のある一定時間内（ウィンドウ）におけるピーク間隔（脈拍の鼓動）のヒストグラムを生成する。例えば、脈拍数算出処理部２２は、２０秒のウィンドウにおけるピーク間隔のヒストグラムを生成する。もちろん、脈拍数算出処理部２２は、極小値からピーク間隔のヒストグラムを生成することもできる。

図５は、ヒストグラムを説明する図である。脈拍数算出処理部２２は、例えば、図４の波形Ａ１の２０秒のウィンドウから、図５に示すようなピーク間隔のヒストグラムを生成する。すなわち、脈拍数算出処理部２２は、２０秒間における血流量の変化の、ピーク間隔のヒストグラムを生成する。図５に示すヒストグラムの横軸はピーク間隔時間（秒）を示し、縦軸はサンプル数（Ｎ）を示す。

図５に示す例では、１．０秒のピーク間隔のサンプル数が最も多く、次に、０．９秒のピーク間隔のサンプル数が多くなっている。よって、図５の例からは、血流量変化のある２０秒のウィンドウでは、１．０秒の鼓動が最も多く、０．９秒の鼓動が次に多いことが分かる。

図６は、ウィンドウを説明する図である。図６に示す波形Ａ２１は、脈拍数算出処理部２２の算出した血流量の変化を示している。図６に示すウィンドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎは、脈拍数算出処理部２２のピーク間隔のヒストグラムを生成するウィンドウを示している。図６に示す横軸は時間（秒）を示し、縦軸は血流量の振幅（Ａ）を示す。

それぞれのウィンドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎの時間幅は、２０秒である。ピーク間隔のヒストグラムを生成するウィンドウは、画像データのフレームレートを１２ｆｐｓとすると、１／１２ｓごとにウィンドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎと移動する。

ただし、脈拍数の測定開始直後から２０秒間は、ウィンドウＷ１からウィンドウＷ２へ移動しない。最初の２０秒間は、血流量の変化（波形Ａ２１）を得るためのサンプル（画像データ）がウィンドウＷ１に埋まっていないからである。（２０＋１／１２）秒経過すると、次の画像データがカメラモジュール部２１から出力され、ウィンドウＷ２へ移動する。そして、測定開始直後に取得した最初の画像データは、ウィンドウＷ２から外れることになる。なお、各ウィンドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３，…，Ｗｎ内の画像データ数は、１２×２０個である。

脈拍数算出処理部２２は、生成したヒストグラムから、ユーザの１分間あたりにおける脈拍数を算出する。例えば、脈拍数算出処理部２２は、ウィンドウＷ２におけるヒストグラムを生成したとすると、そのヒストグラムからピーク間隔の平均値を算出する。そして、算出した平均値に６０（秒）を乗算して、ユーザの１分間あたりにおける脈拍数を算出する。ただし、脈拍数算出処理部２２は、一定以下のサンプル数のピーク間隔はノイズとみなし、そのピーク間隔は、平均算出に用いない。例えば、脈拍数算出処理部２２は、図５の０．２秒および３．０秒のピーク間隔をノイズとみなし、このピーク間隔を平均算出に用いない。

なお、脈拍数算出処理部２２は、画像データのフレームレート（１２ｆｐｓ）に合わせ、１／１２秒周期でユーザの脈拍数を算出する。また、図６で説明したように、脈拍数の測定開始直後から最初の２０秒間は、血流量の変化を得るためのサンプルがウィンドウＷ１に埋まっていない。そのため、ヒストグラムは、徐々にピーク間隔のサンプルが増え、図５に示すような釣り鐘型のヒストグラムとなる。従って、ウィンドウＷ１における最初の数秒間は、ヒストグラムのサンプル数が少ないため、脈拍数算出処理部２２の算出するピーク間隔の平均値およびユーザの脈拍数の精度は低い。

脈拍数算出処理部２２は、上記のようにして算出したユーザの脈拍数を脈拍アプリ部２４へ出力する。
歩数検出処理部２３は、ユーザの１分間あたりの歩数を算出する。歩数検出処理部２３は、例えば、歩数計のカウント値からユーザの１分間あたりの歩数を算出する。

脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から出力されるユーザの脈拍数を受信し、歩数検出処理部２３から出力されるユーザの１分間あたりの歩数を受信する。
脈拍アプリ部２４は、予めユーザから安静時の脈拍数を取得し、メモリなどの記憶部２６に記憶しておく。安静時の脈拍数は、例えば、上記で説明したカメラモジュール部２１および脈拍数算出処理部２２によって測定することができる。安静時の脈拍数は、正確な脈拍数を測定して記憶部２６に記憶するように、少なくとも２０秒経過したときの脈拍数を記憶するようにする。上述したように、脈拍測定開始後、２０秒経過した後は、ヒストグラムに十分なサンプル数が得られるためである。なお、１度記憶した安静時の脈拍数は、頻繁に測定する必要はない。

脈拍アプリ部２４は、歩数検出処理部２３から受信したユーザの歩数を用いて、ユーザの運動強度を算出する。脈拍アプリ部２４は、算出した運動強度を用いて運動強度ＴＢ２５を参照し、係数を取得する。

図７は、運動強度ＴＢのデータ構成例を示した図である。図７に示すように、運動強度ＴＢ２５は、運動強度（単位：ＭＥＴｓ）の欄と係数の欄とを有している。運動強度の欄には、運動強度が格納され、係数の欄には、運動強度に対応した係数が格納されている。

上述したように、脈拍アプリ部２４は、歩数を用いてユーザの運動強度を算出する。運動強度は、ユーザの運動が激しいほど（ユーザの歩数が多いほど）、その値は大きくなる。

図７に示すように、運動強度に比例して、係数の値は大きくなっている。ユーザが激しい運動を行えば、脈拍アプリ部２４は、大きな値の係数を運動強度ＴＢ２５から取得することになる。

脈拍アプリ部２４は、記憶部２６に記憶したユーザの安静時の脈拍数に、運動強度ＴＢ２５から取得した係数を乗算する。つまり、ユーザの安静時の脈拍数は、ユーザの行った運動に応じて、補正されることになる。例えば、ユーザが激しい運動を行っていれば、安静時の脈拍数は、大きな値に補正されることになる。

脈拍アプリ部２４は、運動強度ＴＢ２５を用いて補正したユーザの安静時の脈拍数と、脈拍数算出処理部２２で算出される脈拍数とに基づいて、以下の式（１）により、ユーザの脈拍数を算出する。

Ｐｄ＝｛ｎ×Ｐｒ＋（１０−ｎ）×Ｐ’｝／１０ …（１）
Ｐｄは、電子機器１０の表示装置１２に表示されるユーザの脈拍数である。
Ｐｒは、脈拍数算出処理部２２で算出されたユーザの脈拍数である。すなわち、Ｐｒは、ユーザがカメラ１１に置いた指先から求められたユーザの脈拍数である。

Ｐ’は、予め記憶していたユーザの安静時の脈拍数を、ユーザの運動に応じて補正した脈拍数である。すなわち、補正した脈拍数Ｐ’は、記憶部２６に記憶された安静時の脈拍数Ｐと、運動強度ＴＢ２５から得られた係数ｅとを乗算した脈拍数（Ｐ’＝Ｐ×ｅ）である。

ｎは、例えば、１≦ｎ≦１０の整数であり、初期値１から１秒ごとに１０まで１ずつインクリメントされる数である。
ユーザの脈拍数Ｐｄは、式（１）に示すように、ＰｒとＰ’との比率（重み付け）を１秒ごとに変化させながら電子機器１０の表示装置１２に表示されることになる。

図８は、電子機器の表示部に表示されるユーザの脈拍数を説明する図である。図８には、１秒ごとにおけるＰｒとＰ’の比率が示してある。
脈拍測定開始後、最初の１秒では、式（１）はｎ＝１なので、ユーザに表示される脈拍数Ｐｄは、Ｐｒの比率が‘１’、Ｐ’の比率が‘９’となる。２秒後では、ｎ＝２より、Ｐｒの比率が‘２’、Ｐ’の比率が‘８’となる。３秒後では、ｎ＝３より、Ｐｒの比率が‘３’、Ｐ’の比率が‘７’となる。以後同様にして、１０秒後では、ｎ＝１０より、Ｐｒの比率が‘１０’、Ｐ’の比率が‘０’となる。

脈拍測定開始後は、上記で説明したように、ヒストグラムのサンプル数が少ない。そのため、脈拍数算出処理部２２で算出されるユーザの脈拍数の精度は低い。そこで、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２で算出されるユーザの脈拍数の比率を‘１’、運動強度で補正した安静時の脈拍数を‘９’として、ユーザの脈拍数Ｐｄを算出し、表示装置１２に表示する。

時間の経過とともに、ヒストグラムのサンプル数は増えてくる。そこで、脈拍アプリ部２４は、１０秒経過すると、脈拍数算出処理部２２で算出されるユーザの脈拍数の比率を‘１０’、運動強度で補正した安静時の脈拍数を‘０’として、ユーザの脈拍数Ｐｄを算出し、表示装置１２に表示する。以後、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２で算出されるユーザの脈拍数を表示装置１２に表示する。

このように、脈拍アプリ部２４は、脈拍測定開始後、予め記憶していたユーザの安静時の脈拍数に、ユーザの運動に応じた補正を行い、電子機器１０の表示装置１２に表示する。そして、時間の経過とともに、カメラ１１を介して算出する脈拍数の精度が高くなってくると、その脈拍数の比率を大きくして表示装置１２に表示する。これにより、ユーザは、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を知ることができる。

図９は、電子機器の動作を示したフローチャートである。ステップＳ１において、脈拍アプリ部２４は、予めユーザの安静時の脈拍数Ｐを受け付け、記憶部２６に記憶しておく。

ステップＳ２において、脈拍アプリ部２４は、ユーザの脈拍数測定を開始し、式（１）のｎに‘１’をセットする。
ステップＳ３において、脈拍アプリ部２４は、ｎが１以上かつ１０以下であるか否か判断する。ｎが１以上かつ１０以下である場合、ステップＳ４へ進む。それ以外は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ４において、脈拍アプリ部２４は、歩数検出処理部２３で算出されたユーザの歩数を取得する。脈拍アプリ部２４は、取得したユーザの歩数に基づいて、ユーザの運動強度を算出する。

ステップＳ５において、脈拍アプリ部２４は、ステップＳ４で算出したユーザの運動強度から、運動強度ＴＢ２５を参照し、係数ｅを取得する。
ステップＳ６において、脈拍アプリ部２４は、予め記憶されたユーザの安静時の脈拍数Ｐと、ステップＳ５で取得した係数ｅとから、補正したユーザの脈拍数Ｐ’＝Ｐ×ｅを算出する。また、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から出力されるカメラ１１を介して算出されたユーザの脈拍数Ｐｒを取得する。脈拍アプリ部２４は、算出したＰ’とＰｒとから、式（１）により、電子機器１０の表示装置１２に表示するＰｄを算出する。

ステップＳ７において、脈拍アプリ部２４は、ｎに‘１’を加算して、ステップＳ３へ進む。
ステップＳ８において、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から出力される脈拍数を表示装置１２に表示する。すなわち、脈拍アプリ部２４は、１０秒経過すると、脈拍数算出処理部２２から出力される脈拍数を表示装置１２に表示するようになる。

このように、電子機器１０は、脈拍測定開始後、予め記憶していたユーザの安静時の脈拍数に、ユーザの運動に応じた補正を行い、表示装置１２に表示する。そして、時間の経過とともに、カメラ１１を介して算出するユーザの脈拍数の精度が高くなってくると、その脈拍数の比率を大きくして表示装置１２に表示する。これにより、電子機器１０は、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示装置１２に表示することができ、ユーザは、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を知ることができる。

なお、上記では、ユーザの血流量を、カメラ１１を用いて測定したが、これに限るものではない。例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とＰＤ（Photo Diode）とを組み合わせたセンサによって、ユーザの血流量の変化を求め、脈拍数を算出することもできる。

次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。携帯電話や脈拍計などの電子機器には、歩数計を有していないものも存在する。第２の実施の形態では、歩数計を有していない場合の電子機器について説明する。

第２の実施の形態における電子機器１０の外観は、図２と同様であり、カメラ１１および表示装置１２を有する。電子機器１０のブロック図は、歩数計を具備しないので、図３に示す歩数検出処理部２３および運動強度ＴＢ２５を有さず、カメラモジュール部２１、脈拍数算出処理部２２、脈拍アプリ部２４、および記憶部２６のみを有する。

カメラモジュール部２１および脈拍数算出処理部２２の機能は、第１の実施の形態と同様である。
脈拍アプリ部２４の機能は、第１の実施の形態と一部異なる。脈拍アプリ部２４は、記憶部２６に予め記憶したユーザの安静時の脈拍数を補正せずに、表示装置１２に表示する脈拍数を算出する。脈拍アプリ部２４は、以下の式（２）を用いて、表示装置１２に表示する脈拍数Ｐｄを算出する。

Ｐｄ＝｛ｎ×Ｐｒ＋（１０−ｎ）×Ｐ｝／１０ …（２）
Ｐｄは、電子機器１０の表示装置１２に表示されるユーザの脈拍数である。
Ｐｒは、脈拍数算出処理部２２で算出されたユーザの脈拍数である。すなわち、Ｐｒは、ユーザがカメラ１１に置いた指先から求められたユーザの脈拍数である。

Ｐは、予め記憶していたユーザの安静時の脈拍数である。
ｎは、例えば、１≦ｎ≦１０の整数であり、初期値１から１秒ごとに１０まで１ずつインクリメントされる数である。

式（２）は、式（１）に対し、Ｐの部分が異なる。第１の実施の形態では、ユーザの歩数より運動強度が得られるので、Ｐ’＝Ｐ×ｅと補正していた。第２の実施の形態では、Ｐを補正せず、そのまま使用する。

図１０は、第２の実施の形態に係る電子機器の動作を示したフローチャートである。ステップＳ２１において、脈拍アプリ部２４は、予めユーザの安静時の脈拍数Ｐを受け付け、記憶部２６に記憶しておく。

ステップＳ２２において、脈拍アプリ部２４は、ユーザの脈拍数測定を開始し、式（２）のｎに‘１’をセットする。
ステップＳ２３において、脈拍アプリ部２４は、ｎが１以上かつ１０以下であるか否か判断する。ｎが１以上かつ１０以下である場合、ステップＳ２４へ進む。それ以外は、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２４において、脈拍アプリ部２４は、予め記憶部２６に記憶していたユーザの安静時の脈拍数Ｐを取得する。また、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から出力されるカメラ１１を介して算出されたユーザの脈拍数Ｐｒを取得する。脈拍アプリ部２４は、取得したＰとＰｒから、式（２）により、電子機器１０の表示装置１２に表示するＰｄを算出する。

ステップＳ２５において、脈拍アプリ部２４は、ｎに‘１’を加算して、ステップＳ２３へ進む。
ステップＳ２６において、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から出力される脈拍数を表示装置１２に表示する。すなわち、脈拍アプリ部２４は、１０秒経過すると、脈拍数算出処理部２２から出力される脈拍数を表示装置１２に表示するようになる。

このように、電子機器１０は、歩数計などの運動強度を算出するための機能を有さない場合、予め記憶部２６に記憶していたユーザの安静時の脈拍数を表示装置１２に表示する。そして、時間の経過とともに、カメラ１１を介して算出するユーザの脈拍数の精度が高くなってくると、その脈拍数の比率を大きくして表示装置１２に表示する。これにより、電子機器１０は、脈拍測定開始直後から精度の高い脈拍数を表示装置１２に表示することができる。

次に、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。脈拍をカメラで測定しているときに、例えば、日向から日陰へまたは日陰から日向へ移動すると、光源（この場合、太陽）の変化により、表示部に表示される脈拍が大きく変化する場合がある。第３の実施の形態では、定常状態時（比率の変更による脈拍数の算出処理後、すなわち、１０秒経過後）における脈拍数の急激な変化（ノイズ）を抑制するようにする。

第３の実施の形態における電子機器１０の外観は、図２と同様であり、カメラ１１および表示装置１２を有する。電子機器１０のブロック図は、図３と同様のブロックを有する。ただし、脈拍アプリ部２４の機能が一部異なる。

脈拍アプリ部２４は、定常状態になると、脈拍数算出処理部２２から出力される脈拍数を表示装置１２に表示するようになるが、このとき、急激な変化を抑制するように処理して、表示装置１２に表示する。すなわち、第３の実施の形態では、図９のステップＳ８の処理に急激な変化を抑制するための処理が加わる。

脈拍アプリ部２４は、定常状態時、脈拍数算出処理部２２から脈拍数を受信すると、次の式（３）に示すように、前回補正した脈拍数（前回補正脈拍数）と、今回、脈拍数算出処理部２２から受信した脈拍数（今回測定脈拍数）との差を算出し、脈拍数変化量を算出する。

［脈拍数変化量］＝［今回測定脈拍数］−［前回補正脈拍数］ …（３）
脈拍アプリ部２４は、脈拍数変化量が所定値以上の場合、次の式（４）に示すように、前回補正脈拍数と今回測定脈拍数とを加算し、２で除算して、補正した脈拍数（今回補正脈拍数）を算出する。

［今回補正脈拍数］＝（［前回補正脈拍数］＋［今回測定脈拍数］）／２ …（４）
すなわち、脈拍アプリ部２４は、式（３）で算出した脈拍数変化量が所定値以上の場合、式（４）に基づいて前回補正脈拍数と今回補正脈拍数の平均を表示装置１２に表示する。一方、脈拍数変化量が所定値以上でなければ、脈拍数算出処理部２２から受信した今回測定脈拍数を表示装置１２に表示する。補正脈拍数の小数点以下は、切り捨てる。

図１１は、第３の実施の形態に係る脈拍数の補正を説明する図である。図１１の表示回数の欄には、表示装置１２に表示される脈拍数の表示回数が示してある。測定脈拍数の欄には、脈拍数算出処理部２２の算出した脈拍数が示してある。補正脈拍数の欄には、脈拍アプリ部２４の補正した脈拍数が示してある。脈拍数の表示の欄には、脈拍アプリ部２４の表示装置１２に表示する脈拍数が示してある。

脈拍アプリ部２４は、図１１に示すように、１回目において、脈拍数算出処理部２２から‘８０’の脈拍数を受信したとする。脈拍アプリ部２４は、１回目においては、脈拍数算出処理部２２から受信した脈拍数‘８０’を補正脈拍数とする。また、脈拍アプリ部２４は、補正脈拍数‘８０’を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。

脈拍アプリ部２４は、２回目において、脈拍数算出処理部２２から‘９０’の脈拍数を受信したとする。脈拍アプリ部２４は、式（３）を用いて、脈拍数変化量を算出する。図１１の例の場合、脈拍数変化量は、９０−８０＝１０となる。

脈拍アプリ部２４は、脈拍数変化量が所定値以上の場合、式（４）を用いて、補正脈拍数を算出する。ここでは、脈拍数変化量が１０以上の場合、補正脈拍数を算出するとする。図１１の例の場合、脈拍数変化量は、上記したように‘１０’なので、脈拍アプリ部２４は、２回目の補正脈拍数の欄に示すように、前回補正脈拍数‘８０’と、今回測定脈拍数‘９０’とを加算して２で除算し、今回補正脈拍数‘８５’を算出する。脈拍アプリ部２４は、算出した今回補正脈拍数‘８５’を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。

脈拍アプリ部２４は、３回目において、脈拍数算出処理部２２から‘９９’の脈拍数を受信したとする。脈拍アプリ部２４は、式（３）を用いて、脈拍数変化量を算出する。図１１の例の場合、脈拍数変化量は、９９−８５＝１４となる。

脈拍アプリ部２４は、脈拍数変化量が‘１０’以上なので、式（４）を用いて、補正脈拍数を算出する。図１１の例の場合、脈拍アプリ部２４は、３回目の補正脈拍数の欄に示すように、前回補正脈拍数‘８５’と、今回測定脈拍数‘９９’とを加算して２で除算し、今回補正脈拍数‘９２’を算出する。脈拍アプリ部２４は、算出した今回補正脈拍数‘９２’を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。

脈拍アプリ部２４は、４回目において、脈拍数算出処理部２２から‘１００’の脈拍数を受信したとする。脈拍アプリ部２４は、式（３）を用いて、脈拍数変化量を算出する。図１１の例の場合、脈拍数変化量は、１００−９２＝８となる。

脈拍アプリ部２４は、脈拍数変化量が‘１０’未満なので、脈拍数を補正することなく、脈拍数算出処理部２２から受信した脈拍数‘１００’を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。

図１２は、電子機器の定常状態時における補正処理を示したフローチャートである。ステップＳ３１において、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から今回測定脈拍数を受信する。

ステップＳ３２において、脈拍アプリ部２４は、式（３）を用いて、今回測定脈拍数と記憶部２６に記憶した前回補正脈拍数との差を算出し、脈拍数変化量を算出する。
ステップＳ３３において、脈拍アプリ部２４は、脈拍数変化量が１０以上であるか否か判断する。脈拍数変化量が１０以上の場合、ステップＳ３４へ進む。脈拍数変化量が１０未満の場合、ステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３４において、脈拍アプリ部２４は、式（４）を用いて、今回補正脈拍数を算出する。脈拍アプリ部２４は、算出した今回補正脈拍数を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。

ステップＳ３５において、脈拍アプリ部２４は、脈拍数算出処理部２２から受信した今回測定脈拍数を表示装置１２に表示し、記憶部２６に記憶する。
このように、電子機器１０は、定常状態において、急激な脈拍数の変化を抑制するように補正して表示装置１２に表示する。これにより、光源等の変化によるノイズによって脈拍数が急激に変化しても、その変化を抑制することができる。

なお、上記の処理機能は、プログラムによって実現することができる。その場合、電子機器１０が有すべき機能の処理内容は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）やフレキシブルディスクなどの可搬型記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、ネットワークを介して接続されたコンピュータの記憶装置にプログラムを格納しておき、ネットワークを通じて電子機器１０に転送したりすることができる。電子機器１０は、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、上記処理機能を実現することができる。

（付記１） ユーザの脈拍数を表示する電子機器において、
前記ユーザの脈拍数を測定する脈拍数測定手段と、
前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶手段と、
前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数と、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数との比率を変更し、前記ユーザの脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、
を有することを特徴とする電子機器。

（付記２） 前記脈拍数算出手段は、前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数の比率を大きくし、徐々に前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数の比率を大きくして前記ユーザの脈拍数を算出することを特徴とする付記１記載の電子機器。

（付記３） 前記脈拍数算出手段は、前記ユーザの脈拍数の測定開始後所定時間経過すると、前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数のみを出力することを特徴とする付記１記載の電子機器。

（付記４） 前記脈拍数算出手段が前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数のみを出力するようになった後、前記ユーザの脈拍数のノイズを除去するノイズ除去手段を有することを特徴とする付記３記載の電子機器。

（付記５） 前記ノイズ除去手段は、今回前記脈拍数測定手段によって測定された前記ユーザの脈拍数と、前回算出した補正脈拍数との差が所定値以上の場合、今回前記脈拍数測定手段によって測定された前記ユーザの脈拍数と、前回算出した前記補正脈拍数との平均を今回の補正脈拍数とすることを特徴とする付記４記載の電子機器。

（付記６） 前記ユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、
前記ユーザの運動強度に応じて、前記脈拍数記憶手段に記憶された前記ユーザの脈拍数を補正する脈拍数補正手段と、
を有することを特徴とする付記１記載の電子機器。

（付記７） 前記ユーザの歩数を取得する歩数取得手段をさらに有し、
前記運動強度算出手段は、前記歩数取得手段によって取得された前記ユーザの歩数に基づいて、前記ユーザの運動強度を算出することを特徴とする付記６記載の電子機器。

（付記８） 前記脈拍数記憶手段には、前記ユーザの安静時の脈拍数が予め記憶されることを特徴とする付記６記載の電子機器。
（付記９） 前記脈拍数算出手段によって算出される前記ユーザの脈拍数を表示装置に表示する表示手段を有することを特徴とする付記１記載の電子機器。

（付記１０） ユーザの脈拍数を表示する電子機器の脈拍数算出方法において、
前記ユーザの脈拍数を測定する脈拍数測定ステップと、
前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶ステップと、
前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数測定ステップによって測定される前記ユーザの脈拍数と、前記脈拍数記憶ステップによって予め記憶された前記ユーザの脈拍数との比率を変更し、前記ユーザの脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、
を有することを特徴とする脈拍数算出方法。

（付記１１） ユーザの脈拍数を表示する脈拍数算出プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記ユーザの脈拍数を測定する脈拍数測定手段、
前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶手段、
前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数と、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数との比率を変更し、前記ユーザの脈拍数を算出する脈拍数算出手段、
として機能させる脈拍数算出プログラム。

電子機器の概要を示した図である。 第１の実施の形態に係る電子機器を示した図である。 図２の電子機器のブロック構成図である。 血流量の変化および脈拍を説明する図である。 ヒストグラムを説明する図である。 ウィンドウを説明する図である。 運動強度ＴＢのデータ構成例を示した図である。 電子機器の表示部に表示されるユーザの脈拍数を説明する図である。 電子機器の動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る電子機器の動作を示したフローチャートである。 第３の実施の形態に係る脈拍数の補正を説明する図である。 電子機器の定常状態時における補正処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 電子機器
２ 脈拍数測定手段
３ 脈拍数記憶手段
４ 脈拍数算出手段

Claims (4)

1. ユーザの脈拍数を表示部に表示する電子機器において、
   前記ユーザを所定のフレームレートで撮影した画像データに含まれる輝度情報の変化から、所定時間のウィンドウ内における拍動間隔時間のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムから所定時間当たりの脈拍数を算出して、算出結果を前記ユーザの脈拍数として測定する脈拍数測定手段と、
   前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶手段と、
   前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数の合成比率を漸減しながら、前記脈拍数記憶手段に予め記憶された前記ユーザの脈拍数と前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数とから前記表示部に表示する脈拍数を算出し、前記ユーザの脈拍数の測定開始後所定時間経過すると、前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数のみから前記表示部に表示する脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、
   を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記脈拍数算出手段が前記脈拍数測定手段によって測定される前記ユーザの脈拍数のみを出力するようになった後、一定以下のサンプル数の拍動間隔時間をノイズとみなし、前記ユーザの脈拍数のノイズを除去するノイズ除去手段を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記ユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、
   前記ユーザの運動強度に応じて、前記脈拍数記憶手段に記憶された前記ユーザの脈拍数を補正する脈拍数補正手段と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
4. ユーザの脈拍数を表示部に表示する電子機器の脈拍数算出方法において、
   前記ユーザを所定のフレームレートで撮影した画像データに含まれる輝度情報の変化から、所定時間のウィンドウ内における拍動間隔時間のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムから所定時間当たりの脈拍数を算出して、算出結果を前記ユーザの脈拍数として測定する脈拍数測定ステップと、
   前記ユーザの脈拍数を予め記憶する脈拍数記憶ステップと、
   前記ユーザの脈拍数の測定開始後、前記脈拍数記憶ステップによって予め記憶された前記ユーザの脈拍数の合成比率を漸減しながら、前記脈拍数記憶ステップによって予め記憶された前記ユーザの脈拍数と前記脈拍数測定ステップによって測定される前記ユーザの脈拍数とから前記表示部に表示する脈拍数を算出し、前記ユーザの脈拍数の測定開始後所定時間経過すると、前記脈拍数測定ステップによって測定される前記ユーザの脈拍数のみから前記表示部に表示する脈拍数を算出する脈拍数算出ステップと、
   を有することを特徴とする電子機器の脈拍数算出方法。

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