JP6038981B2 - データを処理および再構成するための方法および装置 - Google Patents

データを処理および再構成するための方法および装置 Download PDF

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Description

関連出願に対する相互参照
本出願は、2010年3月15日に出願され、その全体が参照によりここに組み込まれている、米国仮出願第61/313,949号に対する合衆国法典第35部第119条の下での優先権を主張する。
分野
本開示のいくつかの観点は、一般に、信号処理に関し、より詳細には、送信または記憶のために信号をエンコードおよびデコードする方法に関する。
関連技術の説明
ボディエリアネットワーク(BAN)のようなネットワークは、パルスオキシメータや、心電図(ECG)センサや、3D加速度計のようなワイヤレスセンサを利用して、個人の生命徴候を監視する。このようなBANの性能を向上させるために、電力消費を低減させ、および/または、BAN中のワイヤレスセンサデバイスの複雑さを低減させることが望まれる。したがって、個人の生命徴候を正確に検出し、および/または、伝達することができる低電力デバイスに対する必要性が存在する。
概要
いくつかの観点は、データを処理する方法を提供する。方法は一般に、信号中の複数の点を決定することと、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値と、1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定することとを含む。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。隣接するサンプル間の分離は、トレッドまたはトレッド値と呼ばれることがある。トレッドは、点の位置と、隣接する点の位置との間の差として計算される。トレッドの単位は、時間であってもよく、例えば、マイクロ秒、ミリ秒、サンプルの数、クロックサイクルの数、または、別のこのような時間単位で表されてもよい。
いくつかの観点は、データを処理する装置を提供する。装置は一般に、信号中の複数の点と、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値および1つの点における量子化されたトレッドを含む少なくとも1つの測定値とを決定するように構成されている処理システムを備える。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。
いくつかの観点は、データを処理する装置を提供する。装置は一般に、信号中の複数の点を決定する手段と、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値と、1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定する手段とを備える。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。
いくつかの観点は、コンピュータプログラムプロダクトを提供する。コンピュータプログラムプロダクトは一般に、実行されるときに、信号中の複数の点を決定することと、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値と、1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定することとを装置に生じさせる命令を含むコンピュータ読取可能媒体を備える。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。
いくつかの観点は、センシングデバイスを提供する。センシングデバイスは一般に、信号中の複数の点を決定するように構成されている処理システムを備える。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。処理システムは、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値と、1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定するようにさらに構成されている。デバイスは、複数の点のうちの少なくとも1つの、量子化されたトレッドと量子化された信号値とを送信するように構成されている送信機をさらに備える。
いくつかの観点は、ヘッドセットを提供する。ヘッドセットは一般に、信号を提供するように構成されているトランスデューサと、信号中の複数の点を決定するように構成されている処理システムとを備える。複数の点のうちの少なくとも1つの点は、信号の極大値または極小値、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、信号の値を有する点を含む。処理システムは、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値と、1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定するようにさらに構成されている。
いくつかの観点は、データを処理する方法を提供する。方法は一般に、信号を示す複数の測定値を受信することと、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、信号を再構成することと、測定値に基づいて、再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正することとを含む。複数の測定値は、信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む。
いくつかの観点は、データを処理する装置を提供する。装置は一般に、信号を示す複数の測定値を受信するように構成されている受信機と、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、信号を再構成するように構成されている処理システムとを備える。処理システムは、測定値に基づいて、再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正するようにさらに構成されている。複数の測定値は、信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む。
いくつかの観点は、データを処理する装置を提供する。装置は一般に、信号を示す複数の測定値を受信する手段と、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、信号を再構成する手段と、測定値に基づいて、再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正する手段とを備える。複数の測定値は、信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む。
いくつかの観点は、コンピュータプログラムプロダクトを提供する。コンピュータプログラムプロダクトは一般に、実行されるときに、信号を示す複数の測定値を受信することと、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、信号を再構成することと、測定値に基づいて、再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正することとを装置に生じさせる命令を含むコンピュータ読取可能媒体を備える。複数の測定値は、信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む。
いくつかの観点は、監視デバイスを提供する。監視デバイスは一般に、アンテナと、アンテナを介して、複数の信号を示す複数の測定値を受信するように構成されている受信機とを備える。複数の測定値は、複数の信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む。デバイスは、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、複数の信号のうちの少なくとも1つを再構成するように構成され、測定値に基づいて、再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正するようにさらに構成されている処理システムをさらに備える。
本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、上述のように簡潔に要約された、より詳細な説明を、観点に関連して説明するが、観点のいくつかは、添付図面中で説明される。しかしながら、添付図面は、本開示のいくつかの典型的な観点だけを説明し、それゆえに、その範囲の限定と考えるべきではなく、説明に対して、他の同様に効果的な観点を認めてもよいことに注目すべきである。
図1は、例示的なワイヤレス通信システムを図示する。 図2は、ワイヤレスデバイス中で利用してもよいさまざまなコンポーネントを図示するブロックダイヤグラムである。 図3は、ボディエリアネットワーク(BAN)の例を図示する。 図4は、時間領域の光電脈波(PPG)信号の例を図示する。 図5は、時間領域の心電図(ECG)信号の例を図示する。 図6Aは、アナログ信号に対して図3のBAN内で使用されるセンサを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図6Bは、複数のサブバンドを有するアナログ信号に対して図3のBAN内で使用されるセンサを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図6Cは、離散信号に対して図3のBAN内で使用されるセンサを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図6Dは、複数のサブバンドを有する離散信号に対して図3のBAN内で使用されるセンサを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図7は、信号の部分がアナログである、図5のECG信号の部分における点を図示する。 図8は、信号の部分がアナログである、図5のECG信号の部分における点を図示する。 図9は、信号の部分が離散的である、図5のECG信号の部分における点を図示する。 図10Aは、センサにおいてアナログ信号を処理する方法を説明するフローチャートである。 図10Bは、センサにおいて複数のサブバンドを有するアナログ信号を処理する方法を説明するフローチャートである。 図10Cは、センサにおいて離散信号を処理する方法を説明するフローチャートである。 図10Dは、センサにおいて複数のサブバンドを有する離散信号を処理する方法を説明するフローチャートである。 図11Aは、図3のBAN内で使用されるアグリゲータを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図11Bは、複数のサブバンドに対して図3のBAN内で使用されるアグリゲータを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図12Aは、データを再構成する方法を説明するフローチャートである。 図12Bは、複数のサブバンドのデータからデータを再構成する方法を説明するフローチャートである。 図13は、再構成された信号の例を図示する。 図14は、センサにおけるECGデータ測定値の例を図示する。 図15は、アグリゲータにおいて再構成されたECGデータの例を図示する。 図16は、アグリゲータにおいて再構成されたECGデータの例を図示する。 図17は、アグリゲータにおいて再構成されたスピーチデータの例を図示する。 図18は、アグリゲータにおいて再構成されたスピーチデータの例を図示する。 図19は、アグリゲータにおける、再構成されたECGセグメントから取得されるPCA係数中の結果の分散の例を図示する。 図20は、アグリゲータにおいて再構成された3次元加速度計データの例を図示する。 図21は、アグリゲータにおいて再構成された3次元加速度計データの例を図示する。 図22は、アグリゲータにおいて再構成された3次元加速度計データの例を図示する。 図23は、アグリゲータにおいて再構成された3次元加速度計データの例を図示する。 図24は、アグリゲータにおいて再構成された3次元加速度計データの例を図示する。 図25は、図3のBAN内で使用されるセンサを図示する機能ブロックダイヤグラムである。 図26は、図3のBAN内で使用されるアグリゲータを図示する機能ブロックダイヤグラムである。
詳細な説明
添付図面を参照して、新規なシステム、装置および方法のさまざまな観点を以下でより十分に記述する。しかしながら、開示した教示は、多くの異なる形態で具現でき、本開示全体を通して与えられる、何らかの特定の構造または機能に限定されるものとして解釈すべきでない。むしろ、これらの観点は、本開示が完全かつ徹底的であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。ここで開示した、新規なシステム、装置および方法のいくつかの観点が、独自に実現されようと、本発明の他の何らかの観点と組み合わされようと、ここでの教示に基づいて、本開示の範囲が、ここで開示した、それらのいくつかの観点をカバーするように向けられていることを当業者は理解するはずである。例えば、ここで示した任意の数の観点を使用して、装置を実現してもよく、方法を実施してもよい。さらに、ここで示した発明のさまざまな観点に加えて、または、それらの観点以外に、他の構造、機能、または、構造および機能を使用して実施されるような、装置または方法をカバーするように、本発明の範囲は向けられている。ここで開示した任意の観点を、請求項の1つ以上の要素により具現してもよいことを理解すべきである。
特定の観点をここで記述するが、これらの観点の多くのバリエーションおよび順列が、本開示の範囲内に入る。好ましい観点のいくつかの利益および利点を記述しているが、開示の範囲は、特定の利益、使用、または、目的に限定されるように向けられていない。むしろ、本開示の観点は、異なるワイヤレス技術、システムコンフィギュレーション、ネットワークおよび送信プロトコルに対して幅広く適用できるように向けられており、それらのいくつかは、図中で、および、好ましい観点の以下の説明中で説明されている。詳細な説明および図面は、限定ではなく、本開示の実例に過ぎず、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される。
例示的なワイヤレス通信システム
ここでの教示は、さまざまなワイヤードまたはワイヤレスの装置(例えば、ノード)に組み込まれてもよい(例えば、そのような装置内で実現されるか、または、そのような装置によって実行されてもよい)。いくつかの観点において、ここでの教示にしたがって実現されるノードは、アクセスポイントまたはアクセス端末を含んでいてもよい。
アクセスポイント(“AP”)は、ノードB、無線ネットワーク制御装置(“RNC”)、eノードB、基地局制御装置(“BSC”)、基地トランシーバ局(“BTS”)、基地局(“BS”)、トランシーバ機能(“TF”)、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット(“BSS”)、拡張サービスセット(“ESS”)、無線基地局(“RBS”)、または他の何らかの用語、を備えていてもよく、そのようなものとして実現されてもよく、または、そのようなものとして知られていてもよい。
アクセス端末(“AT”)は、アクセス端末、加入者局、加入者ユニット、移動局、リモート局、リモート端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、または、他の何らかの用語、を備えていてもよく、そのようなものとして実現されてもよく、または、そのようなものとして知られていてもよい。いくつかの構成において、アクセス端末は、セルラ電話機、コードレス電話機、セッション開始プロトコル(“SIP”)電話機、ワイヤレスローカルループ(“WLL”)局、パーソナルデジタルアシスタント(“PDA”)、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、またはワイヤレスモデムに接続される他の何らかの適切な処理デバイスを備えていてもよい。したがって、ここで教示される1つ以上の観点は、電話機(例えば、セルラ電話機またはスマート電話機)、コンピュータ(例えば、ラップトップ)、ポータブル通信デバイス、ヘッドセット、ポータブル計算デバイス(例えば、パーソナルデータアシスタント)、エンターテイメントデバイス(例えば、音楽デバイス、ビデオデバイス、または衛星ラジオ)、ゲーミングデバイスまたはシステム、グローバルポジショニングシステムデバイス、あるいは、ワイヤレスまたはワイヤード媒体により通信するように構成されている他の何らかの適切なデバイス、に組み込まれていてもよい。いくつかの観点において、ノードはワイヤレスノードである。そのようなワイヤレスノードは、例えば、ワイヤードまたはワイヤレスの通信リンクにより、ネットワーク(例えば、インターネットのようなワイドエリアネットワークまたはセルラネットワーク)に対する、または、ネットワークへの接続性を提供してもよい。
図1は、本開示の観点を用いてもよいワイヤレス通信システム100の例を図示する。ワイヤレス通信システム100は、ブロードバンドワイヤレス通信システムであってもよい。ワイヤレス通信システム100は、多数のセル102に対して通信を提供してもよく、セル102のそれぞれは、基地局104により担当されている。基地局104は、ユーザ端末106と通信する固定局であってもよい。基地局104は、代わりに、アクセスポイント、ノードB、または、他の何らかの用語で呼ばれることもある。
図1は、システム100全体にわたって分散されている、さまざまなユーザ端末106を描写している。ユーザ端末106は、固定型(すなわち、静止したもの)であってもよく、または、移動型であってもよい。ユーザ端末106は、代わりに、リモート局、アクセス端末、端末、加入者ユニット、移動局、局、ユーザ機器などと呼ばれることもある。ユーザ端末106は、セルラ電話機や、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)や、ハンドヘルドデバイスや、ヘッドセットや、ワイヤレスモデムや、ラップトップコンピュータや、パーソナルコンピュータなどのような、ワイヤレスデバイスであってもよい。
基地局104とユーザ端末106との間の、ワイヤレス通信システム100における送信に対して、さまざまなプロセスおよび方法を使用してもよい。例えば、OFDM/OFDMA技術にしたがって、基地局104とユーザ端末106との間で信号を送受信してもよい。この場合、ワイヤレス通信システム100は、OFDM/OFDMAシステムと呼ばれることもある。代わりに、CDMA技術にしたがって、基地局104とユーザ端末106との間で信号を送受信してもよい。この場合、ワイヤレス通信システム100は、CDMAシステムと呼ばれることもある。
基地局104からユーザ端末106への送信を容易にする通信リンクは、ダウンリンク(DL)108と呼ばれることもあり、ユーザ端末106から基地局104への送信を容易にする通信リンクは、アップリンク(UL)リンク110と呼ばれることもある。代わりに、ダウンリンク108は、フォワードリンクまたはフォワードチャネルと呼ばれることもあり、アップリンク110は、リバースリンクまたはリバースチャネルと呼ばれることもある。
セル102は、複数のセクタ112に分割されていてもよい。セクタ112は、セル102内の物理的なカバレッジエリアである。ワイヤレス通信システム100内の基地局104は、セル102の特定のセクタ112内に電力のフローを集中させるアンテナを利用してもよい。そのようなアンテナは、指向性アンテナと呼ばれることがある。
図2は、ワイヤレス通信システム100内で用いてもよいワイヤレスデバイス202中で利用してもよい、さまざまなコンポーネントを図示する。ワイヤレスデバイス202は、ここで記述するさまざまな方法を実現するように構成されていてもよいデバイスの例である。ワイヤレスデバイス202は、基地局104またはユーザ端末106であってもよい。
ワイヤレスデバイス202は、ワイヤレスデバイス202の動作を制御するプロセッサ204を含んでいてもよい。プロセッサ204はまた、中央処理ユニット(CPU)と呼ばれることもある。読み出し専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を含んでいてもよいメモリ206が、命令およびデータをプロセッサ204に提供する。メモリ206の一部は、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)を含んでいてもよい。プロセッサ204は通常、メモリ206内に記憶されているプログラム命令に基づいて、論理演算および算術演算を実行する。メモリ206中の命令は、ここで記述する方法を実現するように実行可能であってもよい。
プロセッサ204は、1つ以上のプロセッサにより実現される処理システムを備えていてもよく、または、そのような処理システムの構成要素であってもよい。1つ以上のプロセッサは、汎用のマイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理デバイス(PLD)、制御装置、状態機械、ゲート論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、専用ハードウェア有限状態機械、あるいは、計算または情報の他の操作を実行できる他の任意の適切なエンティティ、の任意の組み合わせにより実現してもよい。
処理システムは、ソフトウェアを記憶するための機械読み取り可能媒体を含んでいてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、または、その他の場合のいずれを参照しようと、ソフトウェアは、何らかのタイプの命令を意味するように広く解釈される。命令は、(例えば、ソースコードフォーマット、バイナリコードフォーマット、実行可能コードフォーマット、または、他の任意の適切なコードフォーマットでの)コードを含んでいてもよい。1つ以上のプロセッサにより実行されるとき、命令は、ここで記述したさまざまな機能を処理システムに実行させる。
ワイヤレスデバイス202はまた、筐体208を備えていてもよく、筐体208は、ワイヤレスデバイス202と遠隔地との間でデータの送信および受信を可能にする送信機210および受信機212を含んでいてもよい。送信機210および受信機212を組み合わせて、トランシーバ214にしてもよい。アンテナ216が筐体208に取り付けられて、トランシーバ214に電気的に結合されていてもよい。ワイヤレスデバイス202はまた、(示していない)複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、および/または、複数のアンテナを含んでいてもよい。
ワイヤレスデバイス202はまた、信号検出器218を含んでいてもよく、信号検出器218を使用して、トランシーバ214により受信した信号のレベルを検出および定量化してもよい。信号検出器218は、総エネルギーや、シンボル当たりの副搬送波毎のエネルギーや、電力スペクトル密度のような信号、および、他の信号を検出してもよい。ワイヤレスデバイス202はまた、信号を処理する際に使用するデジタル信号プロセッサ(DSP)220を含んでいてもよい。
ワイヤレスデバイス202のさまざまなコンポーネントを、バスシステム222により互いに結合してもよく、バスシステム222は、データバスに加えて、電力バスと、制御信号バスと、ステータス信号バスとを含んでいてもよい。
例示的なボディエリアネットワーク
図3は、ボディエリアネットワーク(BAN)の例300を図示する。ボディエリアネットワークは、診断目的のための生命徴候の絶え間ない監視や、慢性の疾患に対する薬の効果などのような、ヘルスケア用途のための見込みのある概念を表す。
BANは、いくつかのワイヤレスセンサで構成されていてもよい。各ワイヤレスセンサは、少なくとも1つの獲得回路を備えていてもよく、獲得回路は、1つ以上の生命徴候を感知し、それらを、移動ハンドセット、ワイヤレスウォッチ、または、パーソナルデータアシスタント(PDA)などのようなアグリゲータ(例えば、アクセス端末)に伝達する。アグリゲータは、ゲートウェイと呼ばれることもある。さまざまな生物医学的な信号を獲得し、それらを、ワイヤレスチャネルを通してアグリゲータ310に送信する、センサ302、304、306および308は、アクセスポイント104と同じまたは類似の機能性を有してもよい。
図3中で図示されているアグリゲータ310は、センサ302ないし308からワイヤレスチャネルを通して送信された、さまざまな生物医学的な信号を受信して処理してもよい。アグリゲータ310は、移動ハンドセットまたはPDAであってもよく、図1からの移動デバイス106および/または図2からのワイヤレスデバイス202と同じまたは類似の機能性を有してもよい。
BANにおいて使用されるセンサは、非侵入的であり、長持ちすることが望まれる。光電脈波(PPG)信号および心電図(ECG)信号ならびに/あるいは活動が、人口の大きなセグメントにおける、大きなパーセンテージの慢性疾患に対して、感知または監視されてもよい。BANにおけるワイヤレス技術およびワイヤレスエリアネットワーク(WAN)接続を有する移動デバイスが、そのような疾患の診断およびケアを向上させる重要な機会がある。
パルスオキシメータセンサは、(Sp2とも呼ばれる)血液酸素化や、肺および呼吸を含む肺系統の重要なインジケータの絶え間ない監視を可能にするPPG波形を生成させることができる。血液は、人体細胞の生存および適切な機能を保証し、細胞の浪費を排除するために、酸素、栄養および化学物質を人体細胞に運ぶ。Sp2は、診断、手術、長期間の監視などに対する臨床の場において広範囲にわたって使用される。図4は、時間領域のPPG信号の例400を図示する。
ECGは、心臓血管系を評価するための、別の重要な生命徴候である。心臓は、最も激しく動作している人体部分のうちの1つであり、1分当たり約6リットルの血液を人間の全身に送り出す。各心搏周期の間に生成される電気信号は、ECG信号を形成し、AG/AgCl電極センサによって捕らえられ得る。ECGは、心臓関連の問題を診断するために臨床の場において日常的に使用され、ECGの絶え間ない監視は、多くの慢性の状態の早期の診断を可能にする。図5は、時間領域のECG信号の例500を図示する。血圧(BP)は、膨大な臨床上の値を有する別の生命徴候である。最高血圧(SBP)および最低血圧(DBP)は、ECG信号およびPPG信号を使用して評価され得る。
いくつかの観点において、ここで記述するセンサ302ないし308および/またはアグリゲータ310のうちの1つ以上は、圧縮センシング(CS)を利用する。CSにおいて、センサ302ないし308において獲得される信号、例えば、図4中で図示したPPG信号または図5中で図示したECG信号は、より効率的な送信および/または記憶のために、獲得の間にまたは獲得後に圧縮され得る。さらに、ここで記述したCSアプローチを使用してエンコードされる信号は、アグリゲータ310においてデコードしてもよい。いくつかの観点において、シャノン/ナイキストのサンプリング定理によって提唱されるものよりも著しく少ないセンササンプルを使用して、任意の細かさの解像度で信号を回復することができる。
例えば、持続時間Tおよび帯域幅Bの帯域限定信号x(t)の短期間セグメントを考える。x(n)、1≦n≦Nは、x(t)の離散バージョンを表すものとする。
Figure 0006038981
であり、Ts≦1/2Bを満たすものとする。
ナイキストのサンプリング定理から、0とTとの間に、Ts=1/2B秒毎に均等に間隔をあけられた、少なくともN=T*2Bのサンプルがある場合に、x(t)を再構成できることを認識できる。Fs=2Bは、ナイキストのサンプリング周波数である。x(t)をN個のサンプルから再構成できるという事実は、範囲{−B,B}における連続および離散のフーリエスペクトルX(f)およびX(ω)の等価から生じる。x(n)がサンプル当たりqビットにより量子化される場合、ナイキストレートは、q*Fsであり、離散領域において6qdBのダイナミックレンジを提供する。フーリエ空間において、xを次のように表すことができる。
Figure 0006038981
ここで、Wは、指数関数で構成される正規直交基底のセットであり、N×N行列として次のように書くことができる。
Figure 0006038981
CSにおいて、信号サンプルr(n)、1≦k≦Kを、次のように数学的に表すことができる。
Figure 0006038981
ここで、Hは、K×N行列である。ナイキストのケースに対して、H=INであり、サイズNの恒等行列である。
いくつかの観点において、x(t)は、時間領域において、多くの冗長を有し、それにより、数式2のXにおけるεよりも大きい大きさを有するM個の成分だけがあり、ここで、ε<<max(X)かつ、M<<Nである。このケースにおいて、Wは、スパース基底と呼ばれることがある。ここで記述するようなCSパラダイムにおいて、スパース基底Wと統計的に整合性のない次元K×Nのセンシング行列Hを構成できる場合、K≧M log N/Mという条件で、何らかの小さい再構成誤差の高い確率でxを推定するのに、数式3からのK個のサンプルだけで十分である。Hの成分は、既知の規定Wとの統計的な非整合性の制約を満たすために、何らかのランダム過程を使用して生成されてもよい。(r,H,W)からの信号の再構成に対する1つのアプローチは、次のように与えられる、勾配投影ベースのスパース再構成(GPSR)と呼ばれる反復過程である。
Figure 0006038981
数式4の最適化過程において、第1の項は、サンプルの忠実度を実施し、第2の項は、信号のスパース性を実施する。量τは、コスト関数においてL2−ノルムおよびL1−ノルムの相対的な重みを提供する非負のパラメータである。項[f]iおよび[y]iは、それぞれ、ベクトルfおよびyのi番目の成分を表す。項fは、再構成の間にL1−ノルム中にアプリオリなスパース性情報を組み込むために導入された。いくつかの観点において、fは、オフラインで推定される。1つの観点において、Wは、異なるスケールにおいてガウス窓関数によって制限される時間サポートを有するさまざまな余弦波で構成されているガボール関数と考えることができ、それにより、Wの(i,j)エントリは、次のように与えられる。
Figure 0006038981
ここで、m,n=0...N−1である。項wは、ガウスカーネルの幅に関係付けられている。行列Wの各行は、L2−ノルムが1に等しいように正規化され得る。
したがって、ここで記述するようなCSは、スパース基底Wを識別することと、Wと整合性のない、数式3中の適切なセンシングカーネルH、および、アプリオリ情報を組み込む数式4のような再構成レシピを設計することとを伴っていてもよい。次に、数式5を使用して、N個のサンプルの代わりにK個のサンプルで信号を推定できる。次に、アンダーサンプリング比(USR)をN/Kとして規定できる。
再構成過程は、反復のアプローチであってもよく、それにより、x^を数式4および5のように規定してもよく、ここで、最適化コスト関数f(r, H, W)は、(例えば、ラグランジュ形式と同様の重み付け方法で)さまざまな制約を実施するいくつかの付加的な項で構成され得る。関数fに対するさまざまな個々の構成要素は次のものを含んでもよい:
i. サンプル誤差に対するL2ノルム=
Figure 0006038981
ii. スパースな変形に対するLpノルム
Figure 0006038981
iii. 平滑誤差に対するL2ノルム=
Figure 0006038981
ここで、g(r)は、サンプルrを使用する、補間されたバージョンであり、補間gは、三次式近似ベース、チャープベースなどとすることができる
いくつかの観点において、ここで記述するデバイスおよび/またはここで記述する方法を実現するデバイスは、データを処理し、以前に知られているデバイスと比較して低減された電力消費をもたらしてもよい。例えば、ここで記述する方法および/またはデバイスのうちの1つ以上を利用して、エンコーディングデバイスにおいて電力を低減させる上述のようなCSを実現してもよい。さらに、ここで記述するデバイスは、以前に知られているデバイスよりも低い複雑さを有することができる。この方法で複雑さを低減させることは、製造に関する費用、バッテリー使用量、および/または、メモリ使用量を低減させ、効率およびスピードを増加させ得る。いくつかの観点において、データは、ナイキストサンプリングレートよりも低いレートでサンプリングされ、データの圧縮は、著しい損失なく達成され得る。例えば、図4のPPG信号または図5のECG信号は、サンプリングおよび/または圧縮され、その後、パケット化され、記憶され、および/または送信されてもよい。いくつかの観点は、例えば、BANにおいて用いられるセンサの作動寿命を増加させるために、厳しい電力要求を有するエンコーダから、フレキシブルな電力量を有するデコーダに、計算の複雑さをシフトしてもよい。
いくつかの観点において、ここで記述するデバイスおよび/またはここで記述する方法を実現するデバイスは、数あるアプリケーションの中で、信号検出/分類、イメージング、データ圧縮、および、磁気共鳴イメージング(MRI)に関するアプリケーションに対して使用してもよい。利益は、改善された信号忠実度およびすぐれた認識性能を含んでもよい。本開示にしたがったデータ処理を、ヘルスケアおよびフィットネス用途のために、BAN300内の低電力センサにおいて利用してもよい。ヘルスケア用途におけるBAN300の1つの観点は、センサ(すなわち、送信機および/またはエンコーダ)とアグリゲータ(すなわち、受信機および/またはデコーダ)との間に信頼できる通信リンクを提供する一方で、センサの電力および通信の待ち時間を低減させることである。他の観点において、これらの利益は、センサ(すなわち、送信機および/またはエンコーダ)と、リモートデバイス(すなわち、受信機および/またはデコーダ)、例えば、基地局、セル電話機、PDA、または、コンピュータとの間で提供される。アグリゲータから送信された信号を使用して、健康、幸福、および/または、フィットネスを追跡または監視してもよい。例えば、センサ302ないし308のうちの1つ以上からの信号をアグリゲータ310に送信してもよく、アグリゲータ310は、セルラネットワークを介して、これらの信号またはこれらのセンサに関係付けられている情報を、医療の専門家が信号を監視する医療施設に送信してもよい。このようにして、医師または看護師は、例えば、センサを装着している個人の異常な健康状態を検出できる。
図6Aは、アナログ信号x(t)に対して、図3中で図示したBAN300内で使用するセンサ600aの観点を説明する機能ブロックダイヤグラムである。センサ600aは、図3に関して上述したセンサ302ないし308のいずれかを含んでいてもよい。上述したように、センサ600aは、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202のような、ワイヤレスデバイスとして実現してもよい。センサ600aを使用して、アグリゲータ310と通信してもよい。
センサ600aを使用して、生物医学的な情報を感知してもよい。上述したように、センサ600aは、数あるタイプの情報の中で、PPG、ECG、または加速度計情報を感知してもよい。例えば、センサ600aは、パルスオキシメータを実現するためのコンポーネントを備えていてもよく、または、3次元加速度計を備えていてもよい。いくつかの観点において、センサ600aは、波動エネルギーのようなエネルギーを電気信号に変換するように構成されているトランスデューサを備えていてもよい。信号x(t)は、信号生物医学的な情報を表してもよく、例えば、PPGまたはECG信号を含んでいてもよい。図6A中で図示した観点において、圧縮センシング(CS)の議論に関して上述したように、信号x(t)は、アナログである。
センサ600aは、信号x(t)の極値を識別するために使用される極値決定モジュール602を備えていてもよい。1つの実施形態において、極値決定モジュール602は、導関数が実質的にゼロに等しい(x’(t)==0)ような、信号x(t)の点を決定することによって、極小値および極大値を決定するように構成されている。例えば、極値決定モジュール602は、信号500の一部を図示する図7中の丸で囲んだ部分を識別してもよい。
極値決定モジュール602が、任意の数の技術を使用して、例えば、数ある技術の中で、信号が上向きまたは下向きに凹形に切り替わるときを追跡することにより、信号がゼロの微分係数を有する点を識別することにより、および/または、点の値を比較することにより、極値を含んでいる、信号x(t)の点を決定するように構成されていてもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。
センサ600aは、さらに、選択した点において信号x(t)をサンプリングするために使用されるサンプルおよびホールドモジュール604を備えていてもよい。図6A中で図示した観点において、サンプルおよびホールドモジュールは、極値決定モジュール602によって識別された極値において信号x(t)をサンプリングするように構成されている。サンプルは、後続の量子化のために、または、サンプリングする他の点を決定するのに使用するために、サンプルおよびホールドモジュール604によって保持されてもよい。1つの観点において、サンプルおよびホールドモジュール604によって決定された点の値は、その点における電圧を含む。例えば、値がミリボルトで測定されるとき、図7中で図示した点702のサンプリング値は、おおよそ.17である。当業者は、点の値の他の観点を正しく認識するだろう。
センサ600aは、さらに、サンプルおよびホールドモジュール604からの、信号x(t)のサンプリングされた値を量子化するために使用される値量子化モジュール606を備えていてもよい。サンプリングされた点の、量子化された値を、任意の数のフォーマットで表してもよい。いくつかの観点において、値は、複数のビットとして表される。1つの観点において、値は、何らかの整数qに対して、qビットとして量子化され、値量子化モジュールは、qビットの非一様量子化器、例えば、ログコンパンディング量子化器を備える。他の観点において、値量子化モジュールは、qビットの一様量子化器を備える。例として、値がマイクロボルトで測定され、q=8ビットである場合、図7中で図示した点702における値は、10101010として表されるだろう。
センサ600aは、さらに、サンプルおよびホールドモジュール604からのサンプルに関して信号x(t)のトレッドを量子化するために使用されるトレッド量子化モジュール608を備えていてもよい。隣接サンプル間の分離は、トレッドまたはトレッド値と呼ばれることがある。トレッドは、点の位置と、隣接する点の位置との間の差として計算されてもよい。トレッドの単位は時間であってもよく、例えば、マイクロ秒、ミリ秒、サンプルの数、クロックサイクルの数、または、別のそのような時間単位によって表されてもよい。トレッド量子化モジュール608は、直前のサンプルに関して各サンプルのトレッドを量子化するように構成されていてもよい。1つの観点において、点のトレッドは、前の点から経過した時間量として決定される。例えば、トレッドがミリ秒で測定されるとき、図7中で図示した点702におけるトレッドは、おおよそ50である。別の観点において、サンプルのトレッドは、そのサンプルと、隣接サンプルとの間の経過したクロックサイクルの数として決定される。別の観点において、サンプルのトレッドは、そのサンプルと、隣接サンプルとの間の経過したクロックサイクルの数の、スケーリングされた値として決定される。1つの観点において、隣接サンプルは、先行するサンプルまたは後に続くサンプルであってもよい。当業者は、サンプルのトレッドの他の実施形態を正しく認識するだろう。
サンプリングされた点の、量子化されたトレッドを、任意の数のフォーマットで表してもよい。いくつかの観点において、トレッドは、複数のビットとして表される。1つの観点において、トレッドは、何らかの整数pに対して、pビットとして量子化される。例えば、上述したように、トレッドがミリ秒で測定され、かつ、p=7ビットである場合、点702のトレッドは、0110010として表されるだろう。いくつかの観点において、トレッド量子化モジュール608は、バイナリカウンタを備える。
センサ600aは、さらに、信号x(t)中の極値に加えて、点を識別するために使用されるセンシングモジュール610を備えていてもよい。図6A中で図示した観点において、センシングモジュール610は、信号x(t)の絶対上がりが第1のしきい値よりも大きい信号x(t)の点を識別するように構成されており、第1のしきい値は、T1として参照されてもよい。信号x(t)の上がりは、一般的に、信号x(t)の変化の大きさである。アナログ信号に対して、上がりは、信号x(t)と信号x(t+τ)との間の差の絶対値として概念化されてもよい。ここで、τは、小さい時間値である。例えば、信号500の一部の上がりが大きい点は、図8中で円によって識別されるように図示されている。センシングモジュール610は、任意の数の技術を使用して、例えば、点における信号x(t)の微分係数を決定することによって、その点における絶対上がりを決定するように構成されていてもよい。そのような観点において、センシングモジュールは、|x’(t)|>T1のときの点を識別してもよい。T1よりも大きい絶対上がりを有するような、センシングモジュール610によって識別される点は、サンプルおよびホールドモジュール607によってサンプリングされてもよく、点の値およびトレッドが、それぞれ、値量子化モジュール606およびトレッド量子化モジュール608によって量子化されてもよい。
センシングモジュール600aは、さらに、2つの点が、最大の分離、例えば、あるmaxTread値よりも大きく分離していないような信号x(t)中の点を識別するように構成されていてもよい。したがって、センシングモジュール610は、何らかのサンプルのトレッドが、maxTreadよりも小さいような点を識別してもよい。トレッドがmaxTreadよりも小さいことを保証するためにセンシングモジュール610によって識別される点は、サンプルおよびホールドモジュール607によってサンプリングされてもよく、点の値およびトレッドは、それぞれ、値量子化モジュール606およびトレッド量子化モジュール608によって量子化されてもよい。当業者は、センサ600aによる信号x(t)の処理が、信号x(t)のセンシングに必須であることを正しく認識するだろう。
いくつかの観点において、サンプリングされた点の、量子化されたトレッドおよび量子化された値のセットは、その点の測定値またはその点における測定値として参照される。以下では、点の測定値に対して参照を実施するが、当業者は、ここで記述した観点が、トレッドおよび値の量子化のみに限定されないことを正しく認識するだろう。いくつかの観点において、トレッド量子化モジュール608は、以前の測定からの経過時間に基づいてトレッドを量子化するように構成されている。
センサ600aは、さらに、値量子化モジュール606およびトレッド量子化モジュール608からの測定値を含んでいる、または、測定値を示す情報を含んでいる、1つ以上のパケットを生成するために使用されるパケット化モジュール612を備えていてもよい。これは、測定値をパケット化するものとして参照されてもよい。当業者は、例えば、記憶モジュール614中での記憶のために、または、送信モジュール616によるネットワークにわたった送信のために、測定値をパケット化する方法を認識するだろう。
センサ600aは、さらに、測定値のいくつかを廃棄するために使用される廃棄モジュール618を備えていてもよい。いくつかの観点において、廃棄することは、値量子化モジュール606およびトレッド量子化モジュール608から受け取った測定値を無視することを含む。例えば、廃棄モジュール618は、測定値を受け取り、測定値を廃棄すべきであると決定し、次に、記憶モジュール614中に測定値を記憶するようパケット化モジュール612に命令することを控え、または、送信モジュール616による送信のために測定値を転送することを控えてもよい。他の観点において、廃棄することは、積極的な活動、例えば、記憶モジュール614から測定値を削除するようパケット化モジュール612に命令することを含む。
廃棄モジュール610は、実質的に周期的に現れる測定値を廃棄するように構成されていてもよい。例えば、廃棄モジュール618は、1つ以上の測定値を、これらの測定値のトレッドおよび値と、少なくとも1つの他の測定値のトレッドおよび値との比較に基づいて、選択的に廃棄するように構成されていてもよい。いくつかの観点において、類似のトレッドを有し、また、類似の値も有する、測定値のセットのうちの少なくとも1つの測定値を廃棄モジュール618によって廃棄してもよい。廃棄モジュール618は、測定値の値の間の差が、第2のしきい値、例えば、T2内にあり、かつ、セット中の測定値のトレッドにおける差が、実質的に等しい(すなわち、第3のしきい値内にある)場合、測定値を廃棄するように構成されていてもよい。第2および第3のしいき値は、同じか、または異なっていてもよく、センシングモジュール610に関して上述した第1のしきい値とは異なっていてもよい。
記憶モジュール614は、データ、例えば、パケット化モジュール612からのパケット化された測定値を記憶するために使用される。データの一部またはすべては、例えば、送信モジュール616によるアグリゲータ310への送信のためのものであってもよい。データは、情報、ビット、シンボル、あるいは、他のデータまたは表現の、何らかの組み合わせを含んでいてもよい。記憶モジュール614を、図2に関して上述したメモリ206を使用して実現してもよい。いくつかの実施形態において、記憶モジュール614は、データバッファまたはメモリアレイ、あるいは、データを記憶するように構成されている他のデータ構造を備えていてもよい。記憶モジュール614は、また、複数のこれらの素子を備えていてもよい。記憶モジュール614は、異なるレベルが異なる容量およびアクセススピードを有するマルチレベル階層キャシュを含む、処理モジュールキャッシュを備えていてもよい。記憶モジュール614は、また、ランダムアクセスメモリ(RAM)、他の揮発性記憶デバイス、または、不揮発性記憶デバイスを備えていてもよい。記憶装置は、ハードドライブ、コンパクトディスク(CD)またはデジタルビデオディスク(DVD)のような光ディスク、フラッシュメモリ、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気テープ、Zipドライブなどを含んでいてもよい。
測定値のうちの1つ以上を、記憶モジュール614中に記憶してもよい。いくつかの実施形態において、測定値の完全なセットまたは廃棄されていない測定値の完全なセットが、記憶モジュール614中に記憶される。測定値を、任意の数の手段によって表してもよい。例えば、トレッドおよび値のそれぞれを、1組のビットにより表してもよく、または、コードにより表してもよい。1つの観点において、記憶モジュール614またはその一部は、センサ600aによる将来のアクセスまたは送信のために測定値を記憶するように構成されているフラッシュメモリまたはハードドライブのような不揮発性メモリを備える。いくつかの観点において、センサ600aは、さらに、センサ600aによって処理されている間に、点、サンプル、および/または、測定値を一時的に記憶するように構成されているRAMのような揮発性メモリを備える。
送信モジュール616は、廃棄モジュール618によって廃棄されていない測定値を送信するために使用される。廃棄されていない測定値を、廃棄モジュール618から受け取ってもよく、または、記憶モジュール614から読み出してもよい。いくつかの観点において、送信モジュール616は、測定値またはそれらを示す情報を、例えば、アグリゲータ310にワイヤレスに送信するように構成されている。送信機、例えば、図2中で図示した送信機210、または、送信機の組み合わせを使用して、送信モジュール616を実現してもよい。送信モジュール616は、トランシーバ中で実現してもよく、変調器および/または送信データプロセッサを備えていてもよい。いくつかの実施形態において、送信モジュール616は、アンテナおよびトランシーバを備えていてもよい。トランシーバは、アグリゲータ310に進むアウトバウンドのワイヤレスメッセージを変調するように構成されていてもよい。メッセージは、アンテナを介して送信してもよく、廃棄されていない測定値を示す情報を含んでいてもよい。アンテナは、1つ以上の搬送波および1つ以上のチャネルによって、アグリゲータ310と通信するように構成されていてもよい。
図6Bは、複数のサブバンドを有するアナログ信号x(t)に対して図3中で図示したBAN300内で使用するためのセンサ600bの観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。センサ600bは、図3に関して上述したセンサ302ないし308のいずれかを備えていてもよい。また、上述したように、センサ600bは、ワイヤレスデバイス、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202として実現してもよい。センサ600bを使用して、アグリゲータ310と通信してもよい。センサ600bを使用して、生物医学的な情報を感知してもよい。
センサ600bは、信号x(t)を複数のサブバンドx1(t)ないしxm(t)に分解するために使用される複数のサブバンドフィルタリングモジュール620を備えていてもよい。サブバンドフィルタリングモジュール620のそれぞれは、さらなる処理のために信号x(t)のサブバンドを分離するように構成されていてもよい。サブバンドフィルタリングモジュール620は、例えば、離散コサイン変換(DCT)または経験的モード分解(EMD)を使用して、信号を複数のサブバンドに分解するように構成されていてもよい。当業者は、使用してもよい他の手続き、または、信号x(t)を複数のサブバンドに分解するようにサブバンドフィルタリングモジュール620を構成してもよい他の方法を認識するだろう。
各サブバンドx1(t)ないしxm(t)は、極値決定モジュール602およびセンシングモジュール610にパスされる。サブバンドx1(t)ないしxm(t)のそれぞれを、図6Aに関して信号x(t)を処理するのを記述したのと同様の方法で処理してもよい。したがって、各サブバンドx1(t)ないしxm(t)に対するモジュール602、604、606、608および610は、図6Aに関して上述したように構成される。
サブバンドx1(t)ないしxm(t)のすべてに対する測定値を、パケット化および記憶モジュール622によって、パケット化して記憶してもよい。パケット化および記憶モジュール622を、図6B中で図示したように、単一のモジュールとして実現してもよく、または、少なくとも2つの別々のモジュールとして、例えば、パケット化モジュールおよび別の記憶モジュールとして実現してもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。パケット化および記憶モジュール622は、サブバンドx1(t)ないしxm(t)のそれぞれに対する測定値をパケット化および/または記憶するように構成されており、さもなければ、図6Aに関して記述したパケット化モジュール612および記憶モジュール614に類似するように構成されている。廃棄モジュール618および送信モジュール616は、図6Aに関して記述したように構成されている。1つのパケット化および記憶モジュール622、1つの廃棄モジュール618および1つの送信モジュール616が、図6B中で図示されているが、複数の任意のこれらのモジュールがセンサ600b中で実現されてもよいことを当業者は認識するだろう。例えば、別々のパケット化および記憶モジュール622が、サブバンドx1(t)ないしxm(t)のそれぞれに関係付けられていてもよい。
図6Cは、離散信号x(n)に対して図3中で図示したBAN300内で使用するためのセンサ600cの観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。センサ600cは、図3に関して上述したセンサ302ないし308のいずれかを備えていてもよい。また、上述したように、センサ600cは、ワイヤレスデバイスとして、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202として実現してもよい。センサ600cを使用して、アグリゲータ310と通信してもよい。センサ600cを使用して、生物医学的な情報を感知してもよい。図6C中で図示した観点において、信号x(n)は、圧縮センシング(CS)の議論に関して上述したように、離散的である。
センサ600cは、信号x(n)の極値を識別するために使用される極値決定モジュール652を備えていてもよい。極値決定モジュール652は、極値決定モジュール602と類似の機能性を実行するように構成されていてもよいが、離散信号に対するものである。例えば、極値決定モジュール652は、信号500の一部の離散バージョンを図示する図9中の丸で囲んだ点によって示されるような、信号の導関数がゼロに等しい信号x(n)の点を識別してもよい。当業者は、極値決定モジュール652が、任意の数の技術を使用して、例えば、数ある技術の中で、点の値を比較することによって、極値を含む信号x(n)の点を決定するように構成されていてもよいことを正しく認識するだろう。
センサ600cは、極値決定モジュール652によって識別された点の値を決定し、また、点のトレッドを量子化するために使用される、量子化モジュール654をさらに備えていてもよい。1つの観点において、値を、信号x(n)のレベルとして決定してもよく、または、信号x(n)のコード値によって示してもよい。当業者は、このような観点において、この決定された値が、信号x(n)の離散的性質に起因する量子化された形であってもよいことを正しく認識するだろう。
トレッドは、隣接する点の間の分離を含んでいてもよい。1つの観点において、トレッドは、点と、隣接する点との間の経過したクロックサイクルの数を含んでいる。隣接する点は、先行する点または後に続く点であってもよい。当業者は、サンプルのトレッドの他の実施形態を正しく認識するだろう。上述したように、サンプリングされた点の、量子化されたトレッドを、任意の数のフォーマットで表してもよい。いくつかの観点において、トレッドは、複数のビットとして表される。
センサ600cは、信号x(n)における極値に加えて、点を識別するために使用されるセンシングモジュール656をさらに備えていてもよい。センシングモジュール656は、センシングモジュール610と類似の機能性を実行するように構成されていてもよいが、離散信号に対するものである。例えば、センシングモジュール656は、信号x(n)の絶対上がりが第1のしきい値T1よりも大きい信号x(n)の点を識別するように構成されていてもよい。離散信号に対して、上がりは、点の値と、隣接する点の値との差として概念化されてもよい。センシングモジュール656は、2つの点が、最大の分離、例えば、maxTreadよりも大きく分離していないような信号x(n)中の点を識別するようにさらに構成されていてもよい。センシングモジュール656によって識別される点の値を、量子化モジュール654によって決定してもよく、これらの点のトレッドを、量子化モジュール654によって量子化してもよい。
いくつかの観点において、点の、量子化されたトレッドと、決定された値とのセットは、その点の測定値またはその点における値として参照される。いくつかの観点において、量子化モジュール654は、以前の測定から経過した時間に基づいて、トレッドを量子化するように構成される。量子化モジュール654からの測定値を、パケット化および記憶モジュール658によってパケット化して記憶してもよい。パケット化および記憶モジュール658を、少なくとも2つの別々のモジュールとして、例えば、パケット化モジュールおよび別の記憶モジュールとして実現してもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。パケット化および記憶モジュール658は、図6Aに関して記述したパケット化モジュール612および記憶モジュール614と同様に測定値をパケット化および/または記憶するように構成されていてもよい。廃棄モジュール618および送信モジュール616は、図6Aに関して記述したように構成されている。
図6Dは、複数のサブバンドを有する離散信号x(n)に対して図3中で図示したBAN300内で使用するためのセンサ600dの観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。センサ600dは、図3に関いて上述したセンサ302ないし308のいずれかを備えていてもよい。また、上述したように、センサ600dは、ワイヤレスデバイスとして、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202として実現してもよい。センサ600dを使用して、アグリゲータ310と通信してもよい。センサ600dを使用して、生物医学的な情報を感知してもよい。
センサ600dは、信号x(n)を複数のサブバンドサブバンドx1(n)ないしxm(n)に分解するために使用される複数のサブバンドフィルタリングモジュール670を備えていてもよい。サブバンドフィルタリングモジュール670のそれぞれは、サブバンドフィルタリングモジュール620と類似の機能性を実行するように構成されていてもよいが、離散信号に対するものである。サブバンドフィルタリングモジュール670を、図2中で図示したプロセッサ204において部分的にまたは完全に実現してもよい。
各サブバンドx1(n)ないしxm(n)は、極値決定モジュール652およびセンシングモジュール656にパスされる。サブバンドx1(n)ないしxm(n)のそれぞれを、図6Cに関して信号x(n)を処理するのを記述したのと同様の方法で処理してもよい。したがって、各サブバンドx1(n)ないしxm(n)に対するモジュール652、654および656は、図6Cに関して上述したように構成される。
サブバンドx1(n)ないしxm(n)のすべてに対する測定値を、パケット化および記憶モジュール622によって、パケット化して記憶し、廃棄モジュール618によって廃棄し、および/または、送信モジュール616によって送信してもよい。廃棄モジュール618および送信モジュール616は、図6Aに関して記述したように構成され、パケット化および記憶モジュール622は、図6Bに関して記述したように構成されている。1つのパケット化および記憶モジュール622、1つの廃棄モジュール618および1つの送信モジュール616を図6D中で図示しているが、複数の任意のこれらのモジュールをセンサ600d中で実現してもよいことを当業者は認識するだろう。例えば、別々のパケット化および記憶モジュール622が、サブバンドx1(n)ないしxm(n)のそれぞれに関係付けられていてもよい。
当業者は、センサ600aないし600dに関して上述したモジュールを実現するために使用してもよい、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれか、あるいは、両方を備えていてもよい、さまざまな回路、チップ、モジュールおよび/またはコンポーネントを正しく認識するだろう。センサ600aないし600dのモジュールのうちの1つ以上を、図2中で図示したプロセッサ204において部分的にまたは完全に実現してもよい。
図10Aは、アナログ信号x(t)を処理するための方法1000aの観点を説明する。方法は、例えば、センサ600aよって実現してもよい。センサ600aの要素を参照して以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1002において、複数の点のうちの1つ以上に対して、x’(t)==0または|x’(t)|>T1であるような複数の点を決定してもよい。例えば、複数の点を、極値決定モジュール602およびセンシングモジュール610によって決定してもよい。複数の点は、例えば、信号の導関数がゼロである極値、および、信号の絶対上がりが第1のしきい値よりも大きい点を含むだろう。点を、サンプルおよびホールドモジュール604によってサンプリングして、K={k,x(k)}のような、サンプリングされた点のセットKを生成させてもよい。ここで、kは、測定値x(k)間の点のトレッド値である。
ステップ1004において、Kにおけるサンプルが、少なくとも1つの他のサンプルとの、サンプルのトレッドおよび/または値の比較に基づいて取り除かれる。1つの観点において、サンプルのトレッドが、隣接するサンプルの、例えば、最も近い隣接するサンプルのトレッドに実質的に等しく、かつ、サンプルの値が、隣接するサンプルのしきい値内、例えば、第2のしきい値T2内にあるとき、サンプルが廃棄される。例えば、iによって指定される所定の点は、(k(i−1)−k(i−2))==(k(i)−k(i−1))および|x(k(i))−x(k(i−1))|<T2であるとき取り除かれ得る。別の例において、点702、704、706および708は、図7においておおよそ同じ距離だけ離れて位置しており、また、点702、704、706および708の振幅の絶対値は、おおよそ等しい。これらの点のサンプルから測定値が決定されるとき、測定値のトレッドおよび絶対値は、実質的に等しいだろう。したがって、1つの観点にしたがうと、点702、704、706および708のサンプルまたは測定値のうちの1つ以上が、例えば、廃棄モジュール618によって取り除かれ得る。
ステップ1006において、追加の点を決定してもよく、それらのサンプルをセットKに加えてもよい。例えば、センシングユニット610は、Kにおけるサンプルが、maxTreadよりも大きく隣接サンプルから離れていないような追加の点を識別して、サンプルおよびホールドモジュール604によりサンプリングして、セットKに加えてもよい。したがって、1つの観点において、ステップ1006は、すべてのiに対して(k(i)−k(i−1))<maxTreadであるような新しい{k,x(k)}をセットKに加えることを含む。このように、各サンプルは、maxTreadよりも小さい距離だけ離れており、これは、図10Aにしたがって処理されるデータのデコーディングの間に生じる再構成誤差を低減させ得る。さらに、トレッドを量子化するのに必要とされるビットの数を、log2(maxTread)ビットにより制限し得る。したがって、maxTreadは、2の、トレッドを量子化するのに使用されるビット数乗よりも小さいかまたは等しい値を有していてもよい。
ステップ1008において、K中のサンプルは、例えば、値量子化モジュール606およびトレッド量子化モジュール608によって量子化される。上述したように、サンプルの値およびトレッドを、任意の数の方法で表してもよく、任意の数のデバイスまたは方法を使用して量子化してもよい。例えば、サンプルの値を、非一様の量子化法則をそれぞれ使用してqビットにより量子化してもよく、トレッドを、例えば、バイナリカウンタを使用して、それぞれpビットにより量子化してもよい。量子化された値および量子化されたトレッドを含む測定値を、例えば、パケット化ユニット612によってパケット化してもよい。パケットを、例えば、記憶モジュール614中で記憶し、および/または、例えば、送信モジュール616によって送信してもよい。
図10Bは、複数のサブバンドを有するアナログ信号x(t)を処理するための方法1000bの観点を説明する。方法は、例えば、センサ600bにより実現してもよい。センサ600bの要素を参照して、以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1010において、信号x(t)を、例えば、サブバンドフィルタリングモジュール620によって、複数のサブバンドx1(t)ないしxm(t)に分解してもよい。各サブバンドx1(t)ないしxm(t)の処理は、サブバンドがステップ1010において分離された後にステップ1002に継続してもよい。サブバンドx1(t)ないしxm(t)のそれぞれを、図10Aを参照して信号x(t)を処理した方法と同様に処理してもよい。したがって、各サブバンドx1(t)ないしxm(t)に対するステップ1002、1004、1006および1008は、図10Aに関して上述したように実行される。
ステップ1012において、サブバンドx1(t)ないしxm(t)のすべてに対する測定値を、例えば、パケット化および記憶モジュール622によって、パケット化および記憶してもよく、例えば、送信モジュール616によって送信してもよい。測定値のパケット化、記憶および/または送信を、例えば、パケット化ステップとして、および、記憶ステップとして、少なくとも2つの別のステップとして実現してもよいことを、当業者は正しく認識するだろう。2以上のサブバンドからのパケットを一緒に記憶および/または送信するように、あるいは、各サブバンドに対するパケットを、記憶および/または送信の間に別々に維持するように、測定値を記憶および/または送信してもよい。
第1のしきい値、第2のしきい値、第3のしきい値、p、q、および/または、maxTreadを、1つ以上のサブバンドに対して個別に選択してもよい。いくつかの観点において、パラメータT1、T2、T3、maxTread、pおよびqのうちの1つ以上の値は、すべてのサブバンドにおいて同じであってもよい。したがって、T11は、Tm1におおよそ等しくてもよい。いくつかの観点において、1つのサブバンドにおけるパラメータT1、T2、T3、maxTread、pおよびqのうちの少なくとも1つの値は、少なくとも別のサブバンドにおける対応するパラメータの値とは異なっていてもよい。したがって、T12は、Tm2と異なっていてもよい。例えば、しきい値のうちの1つ以上を、サブバンドのソースにしたがって調整してもよく、または、サブバンドをよりアグレッシブに圧縮するように調整してもよい。
図10Cは、離散信号x(n)を処理する方法1000cの観点を説明する。方法は、例えば、センサ600cによって実現してもよい。センサ600cの要素を参照して、以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1052において、複数の点のうちの1つ以上に対して、x’(n)==0または|x’(n)|>T1であるような、複数の点を決定してもよい。例えば、複数の点を、極値決定モジュール652およびセンシングモジュール656によって決定してもよい。複数の点は、例えば、信号の微分係数がゼロである極値、および、信号の絶対上がりが第1のしきい値よりも大きい点を含んでいてもよい。絶対上がりを、|x’(n)|=|x(n+1)−x(n)|として計算してもよい。したがって、点のセットKを、量子化モジュール654を使用して、複数の点からK={k,x(k)}として決定してもよく、ここでkは、測定値x(k)間の点のトレッド値である。
ステップ1054において、K中の{k,x(k)}は、少なくとも1つの他のサンプルとの、サンプルのトレッドおよび/または値の比較に基づいて取り除かれ得る。1つの観点において、サンプルのトレッドが、隣接するサンプルのトレッドに実質的に等しく、かつ、サンプルの値が、隣接するサンプルのしきい値内、例えば、第2のしきい値T2内にあるとき、サンプルが廃棄される。ステップ1054における処理は、図10Aのステップ1004における処理に類似していてもよい。
ステップ1056において、追加の点を決定してもよく、その{k,x(k)}をセットKに加えてもよい。例えば、センシングユニット656は、Kにおける{k,x(k)}が、maxTreadよりも大きく隣接の{k,x(k)}から離れていないような追加の点を識別して、セットKに加えてもよい。したがって、1つの観点において、ステップ1056は、すべてのiに対して(k(i)−k(i−1))<maxTreadであるような新しい{k,x(k)}をセットKに加えることを含む。
ステップ1058において、K中の{k,x(k)}は、すでに量子化された形態でない場合に、例えば、量子化モジュール654によって量子化される。上述したように、サンプルの値およびトレッドを、任意の数の方法で表してもよく、任意の数のデバイスまたは方法を使用して、決定または量子化してもよい。量子化された値と量子化されたトレッドとを含む測定値を、例えば、パケット化および記憶ユニット622によって、パケット化して記憶してもよい。パケットを、例えば、送信モジュール616によって送信してもよい。
図10Dは、複数のサブバンドを有する離散信号x(n)を処理するための方法1000dの観点を説明する。方法は、例えば、センサ600dによって実現してもよい。センサ600dの要素を参照して、以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1060において、例えば、サブバンドフィルタリングモジュール670によって、信号x(n)を複数のサブバンドx1(n)ないしxm(n)に分解してもよい。各サブバンドx1(n)ないしxm(n)の処理は、サブバンドがステップ1060において分離された後にステップ1052に継続してもよい。サブバンドx1(n)ないしxm(n)のそれぞれを、図10Cを参照して信号x(n)を処理するのを記述した方法と同様に処理してもよい。したがって、各サブバンドx1(n)ないしxm(n)に対するステップ1052、1054、1056および1058は、図10Cに関して上述したように実行される。
ステップ1062において、サブバンドx1(n)ないしxm(n)のすべてに対する測定値を、例えば、パケット化および記憶モジュール622によって、パケット化して記憶してもよく、例えば、送信モジュール616によって送信してもよい。当業者は、測定値のパケット化、記憶および/または送信を、例えば、パケット化ステップとして、および、記憶ステップとして、少なくとも2つの別のステップとして実現してもよいことを正しく認識するだろう。2以上のサブバンドからのパケットを一緒に記憶および/または送信するように、あるいは、各サブバンドに対するパケットを、記憶および/または送信の間に別々に維持されるように、測定値を記憶および/または送信してもよい。
上述したように、第1のしきい値、第2のしきい値、第3のしきい値、p、q、および/または、maxTreadを、1つ以上のサブバンドに対して個別に選択してもよい。いくつかの観点において、パラメータT1、T2、T3、maxTread、pおよびqのうちの1つ以上の値は、すべてのサブバンドにおいて同じであってもよい。したがって、T11は、Tm1におおよそ等しくてもよい。いくつかの観点において、1つのサブバンドにおけるパラメータT1、T2、T3、maxTread、pおよびqのうちの少なくとも1つの値は、少なくとも別のサブバンドにおける対応するパラメータの値とは異なっていてもよい。したがって、T12は、Tm2とは異なっていてもよい。例えば、しきい値のうちの1つ以上を、サブバンドのソースにしたがって調整してもよく、または、サブバンドをよりアグレッシブに圧縮するように調整してもよい。
図11Aは、図3中で図示したBAN300内で使用するためのアグリゲータ1100aの観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。アグリゲータ1100aは、図3に関して上述したアグリゲータ310を備えていてもよい。上述したように、アグリゲータ310は、ワイヤレスデバイスとして、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202として実現してもよい。アグリゲータ1100aを使用して、センサ302ないし308のいずれかと通信してもよい。いくつかの観点において、アグリゲータ1100aは、患者を監視するために、マルチパラメータシステム(MPSと呼ばれることもある)中で使用されるような監視デバイスを備えていてもよい。
アグリゲータ1100aは、例えば、センサ600aないし600dのうちの1つから送信されるような測定値を受信するために使用される受信モジュール1102を備えていてもよい。測定値は、信号の点のトレッドおよび値を含んでいてもよい。上述したように、測定値は、生物医学的なセンサ、例えば、センサ302ないし308に関係付けられているデータまたは情報を含んでいてもよい。受信した測定値は、受信モジュール1102または別のモジュールによって、復調され、ダウンコンバートされ、または、さもなければ処理される。いくつかの観点において、測定値は、パケットの形態で受信され、パケットから抽出される。
受信モジュール1102は、受信機、例えば、図2中で図示した受信機212または受信機の組み合わせを使用して実現してもよい。受信モジュール1102は、トランシーバにおいて実現してもよく、復調器および/または受信データプロセッサを備えていてもよい。いくつかの実施形態において、受信モジュール1102は、アンテナおよびトランシーバを備えていてもよい。トランシーバは、センサ302ないし308からのインバウンドのワイヤレスメッセージを復調するように構成されていてもよい。メッセージを、アンテナを介して受信してもよく、メッセージは、生物医学的な情報に関係付けられている情報を含んでいてもよい。アンテナは、1つ以上の搬送波および1つ以上のチャネルによってセンサ302ないし308と通信するように構成されていてもよい。
アグリゲータ1100aは、さらに、受信した測定値から信号を再構成するために使用される再構成モジュール1104を備えていてもよい。いくつかの観点において、再構成された信号は、離散領域に復元される。何らかの観点において、再構成された信号は、一様にサンプリングされた空間でナイキスト領域データとして表される。復元された信号は、いくつかの観点において、アナログ信号x(t)のサンプルまたは離散信号x(n)の識別された値に類似するように表されてもよい。
受信モジュール1102を使用して受信したデータまたは再構成モジュール1104を使用して再構成されたデータを、バッファモジュール1106に一時的に記憶してもよい。バッファモジュール1106は、アグリゲータ1100aによって処理されている間にデータを一時的に記憶するように構成されているRAMのような揮発性メモリを備えていてもよい。データは、情報、ビット、シンボル、あるいは、他のデータまたは表現の、何らかの組み合わせを含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、バッファモジュール1106は、データバッファまたはメモリアレイ、あるいは、データを記憶するように構成されている他のデータ構造を備える。バッファモジュール1106は、また、複数のこれらの素子を備えていてもよい。バッファモジュール1106は、異なるレベルが異なる容量およびアクセススピードを有するマルチレベル階層キャシュを含む、処理モジュールキャッシュを備えていてもよい。バッファモジュール1106は、また、ランダムアクセスメモリ(RAM)、または、他の揮発性記憶デバイス、または、不揮発性記憶デバイスを備えていてもよい。
アグリゲータ1100aは、さらに、再構成信号における極値を決定または識別するために使用される極値決定モジュール1108を備えていてもよい。極値決定モジュール1108は、図6C中で図示した極値決定モジュール652と同様に構成されていてもよい。例えば、極値決定モジュール1108は、信号の勾配がおおよそゼロである点を識別するように構成されていてもよい。
アグリゲータ1100aは、極値決定モジュール1108によって識別された極値の、値と、位置またはトレッドとを決定するために使用される決定モジュール1110をさらに備えていてもよい。決定モジュール1110の機能性のいくつかまたはすべては、量子化モジュール654の機能性に類似していてもよい。しかしながら、決定モジュール1110は、いくつかの観点において、トレッドを量子化する代わりに、極値のトレッドを識別するためだけに構成されていてもよい。
アグリゲータ1100aは、さらに、再構成信号から極値決定モジュール1108によって識別されたスプリアスの極値の点を廃棄するために使用される廃棄モジュール1112を備えていてもよい。いくつかの観点において、廃棄モジュール1112は、決定モジュール1110によって決定されるような極値の値と、受信モジュール1102を使用して受信した、対応する測定値の値との比較に基づいて、極値を廃棄するように構成されている。
1つの観点において、廃棄モジュール1112は、極値の値と、受信モジュール1102を使用して受信した対応する測定値の値との差が、何らかのしきい値、例えば、Deltaよりも大きいときに、スプリアスとして極値を識別するように構成されている。図13において、6個のサンプルの表現が図示されている。サンプル1322a、1324aおよび1326aは、受信モジュール1102によって受信した測定値を表し、丸によって示されている。サンプル1322b、1324bおよび1326bは、極値決定モジュール1108によって識別された極値を表し、正方形によって示されている。サンプル1322b、1324bおよび1326bは、それぞれ、サンプル1322a、1324aおよび1326aに対応する。しかしながら、図13の例において理解できるように、サンプル1324bの値は、例えば、おおよそ、.33ミリボルトだけ、サンプル1324aの値と異なっている。Deltaがこの値よりも低く設定されている場合、サンプル1324bは、スプリアスであるだろう。
アグリゲータ1100aは、廃棄モジュール1112によって廃棄された極値に対する値を補間するために使用される補間モジュール1114をさらに備えていてもよい。値は、例えば、近くの、または、隣接する、廃棄されていない極値に基づいて補間されてもよい。値は、さらに、または、代わりに、近くの、または、隣接する再構成信号の値に基づいて補間されてもよい。したがって、補間モジュール1114を使用して、スプリアスな極値の周りの信号を補間してもよい。
いくつかの観点において、廃棄されていない極値(例えば、廃棄後に残っている極値)および何らかの補間された極値は、再構成信号の別のバージョンを生成させるために、再構成モジュール1104によって使用される。この別のバージョンは、スプリアスな極値が、廃棄モジュール1112によって識別されないようになるまで、極値決定モジュール1108、決定モジュール1110、廃棄モジュール1112および補間モジュール1114によって同じ処理を受けてもよい。このように、再構成信号を反復して決定してもよい。
バッファモジュール1106中に記憶されている、再構成信号またはそれを示すデータを、レンダリングモジュール1116によってレンダリングしてもよい。レンダリングモジュール1116は、例えば、表示デバイス上での表示のために、信号の視覚表現をレンダリングするように構成されていてもよく、または、他の後処理を実行するように構成されていてもよい。当業者は、レンダリングモジュール1116が実行するように構成されていてもよいさらなる処理を正しく認識するだろう。
図11Bは、図3中で図示したBAN300内で使用するための、複数のサブバンドに対するアグリゲータ1100bの観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。アグリゲータ1100bは、図3に関して上述したアグリゲータ310を備えていてもよい。上述したように、アグリゲータ310は、ワイヤレスデバイスとして、例えば、図2中で図示したワイヤレスデバイス202として実現してもよい。アグリゲータ1100bを使用して、センサ302ないし308のいずれかと通信してもよい。いくつかの観点において、アグリゲータ1100bは監視デバイスを備える。
アグリゲータ1100bは、例えば、センサ600aないし600dのうちの1つから、複数のサブバンドの測定値を受信するために使用される受信モジュール1122を備えていてもよい。受信モジュール1122は、さもなければ、図11Aにおける受信モジュール1102と同様に構成されていてもよい。1つの受信モジュール1122を図11B中で図示しているが、当業者は、複数の受信モジュールをアグリゲータ1100b中で実現してもよいことを認識するだろう。例えば、別々の受信モジュール1122を使用して、それぞれのサブバンドの測定値を受信してもよい。
信号は、再構成モジュール1104によって、各サブバンドから再構成される。モジュール1104、1106、1108、1110、1112、1114および1116は、図11Aに関して上述したように構成される。しかしながら、図11Aにおいて記述したように、各サブバンドの処理が完了した後に、サブバンド合成モジュール1120によって、各サブバンドからの再構成された信号を結合して、結合信号または総合信号にしてもよい。センサ302ないし308によって実行されるサブバンド解析と両立できる任意の数の方法または技術を使用して、サブバンドを結合してもよい。当業者は、利用してもよい手続き、または、再構成されたサブバンドを結合して、結合信号または総合信号にするようにサブバンド合成モジュール1120を構成してもよい方法を認識するだろう。結合または総合信号を、レンダリングモジュール1116によってレンダリングまたはさらに処理してもよい。
さらに、アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、BAN無線を介して、1つ以上のワイヤレスセンサに対して、データまたはクロック同期に対する要求を送信するように構成されていてもよい。アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、BAN無線を通して通信を制御するためにBAN無線に結合されている媒体アクセス制御装置(MAC)をさらに備えていてもよい。アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、MACに結合された処理システムをさらに備えていてもよい。処理システムは、MACおよびBAN無線を介してセンサと通信するように構成されていてもよい。例えば、処理システムは、パケットロスを緩和し、受信したサンプルセット中のアーティファクトを取り除き、アグリゲータ1100aおよび/または1100bと、センサとの間のクロックの調整不良を決定して緩和し、複数のセンサからのサンプルのセットを整列させ、受信または再構成されたサンプルを分析して、生命徴候を解釈し、アラームをトリガしてもよい。
アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、第3世代(3G)無線またはWiFi無線のような、追加の無線を備えていてもよい。これらの無線を使用して、アグリゲータから他のデバイスに情報を通信してもよい。さらに、レンダリングモジュール1116によって実行されるレンダリングおよび後処理は、3GまたはWiFi無線を通しての、中央リポジトリおよび/または中央処理ユニットへの再構成データの送信を含んでいてもよい。したがって、したがって、アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、送信機またはトランシーバを備えていてもよい。例えば、個人のセル電話機は、アグリゲータ1100aおよび/または1100bとして機能してもよい。センサからのデータに基づいて生命徴候を決定した後、処理システムは、3G無線またはWiFi無線を介して、生命徴候に関する情報を、遠くに位置している医師または中央データベースに送信してもよい。有利にも、アグリゲータ1100aおよび/または1100bにおける、センサからのサンプルの集中処理は、センサにおける、より低い電力消費および複雑さの低減を促進し得る。さらに、アグリゲータ1100aおよび/または1100bは、複数のセンサに対する、集中クロック同期制御装置として動作してもよい。
当業者は、アグリゲータ1100aおよび/または1100bに関して上述したモジュールを実現するために使用してもよいソフトウェアまたはハードウェアのいずれか、あるいは、その両方を構成する、さまざま回路、チップ、モジュールおよび/またはコンポーネントを正しく認識するだろう。アグリゲータ1100aおよび1100bのモジュールのうちの1つ以上を、図2において図示したプロセッサ204中で部分的にまたは完全に実現してもよい。
別々に記述しているが、センサ600aないし600dと、アグリゲータ1100aおよび1100bとに関して記述した機能ブロックは、別々の構造要素である必要はないことを正しく認識すべきである。例えば、極値決定モジュール602、サンプルおよびホールドモジュール604、値量子化モジュール606、トレッド量子化モジュール608、センシングモジュール610、パケット化モジュール612、廃棄モジュール618、サブバンドフィルタリングモジュール620、パケット化および記憶モジュール622のうちの2つ以上を、単一のチップ中で具現してもよい。同様に、例えば、再構成モジュール1104、極値決定モジュール1108、決定モジュール1110、廃棄モジュール1112、補間モジュール1114、レンダリングモジュール1116およびサブバンド合成モジュール1120のうちの2つ以上を、単一のチップ中で具現してもよい。さらに、記憶モジュール以外のモジュールが、レジスタのようなメモリを含んでいてもよい。同様に、機能ブロックのうちの1つ以上またはさまざまなブロックの機能性の一部を、単一のチップ中で具現してもよい。代わりに、特定のブロックの機能性を、2つ以上のチップ上で実現してもよい。さらに、追加のモジュールまたは機能性を、センサ600aないし600d、アグリゲータ1100aおよび1100b中で実現してもよい。同様に、より少ないモジュールまたは機能性を、センサ600aないし600d、アグリゲータ1100aおよび1100b中で実現してもよく、センサ600aないし600d、ならびに/あるいは、アグリゲータ1100aおよび1100bのコンポーネントを、複数のコンフィグレーションのいずれかで構成してもよい。図6Aないし6Dならびに11Aおよび11B中で図示したさまざまなモジュール間の、または、追加のモジュール間の、追加のまたはより少ない結合を実現してもよい。
例えば、図25は、図6Aないし6D中で示したセンサ600aないし600dよりも少ないモジュールを備えるセンサ2500の観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。センサ2500は、センサ302ないし308のいずれかを備えていてもよく、アグリゲータ310と通信するために使用してもよい。センサ2500は、信号中の、例えば、上述した信号x(t)またはx(n)中の複数の点を決定するために使用される点決定モジュール2502を備えていてもよい。いくつかの観点において、点決定モジュール2502は、複数の点のうちの少なくとも1つの点が、信号の極大値または極小値を、あるいは、信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値(例えば、T1)よりも大きい差を生じる信号の値を有する点を含んでいるような、複数の点を識別するように構成されている。1つの観点において、点決定モジュール2502は、極値決定モジュール602、センシングモジュール610、極値決定モジュール652、および/または、センシングモジュール656の機能性を実現する。センサ2500は、少なくとも1つの測定値を決定するために使用される測定値決定モジュール2504をさらに備えていてもよい。上述したように、測定値は、複数の点のうちの1つにおける量子化された信号値、および、その1つの点における量子化されたトレッドを含んでいてもよい。いくつかの観点において、測定値決定モジュール2504は、値量子化モジュール606、トレッド量子化モジュール608、パケット化モジュール612、量子化モジュール654、ならびに/あるいは、パケット化および記憶モジュール658の機能性を実現する。当業者は、センサ2500が、センサ600aないし600dに関して図示したモジュールのうちの1つ以上をさらに備えていてもよいことを正しく認識するだろう。
別の例として、図26は、アグリゲータ1100aおよび1100bよりも少ないモジュールを備えるアグリゲータ2600の観点を図示する機能ブロックダイヤグラムである。アグリゲータ2600は、アグリゲータ310を備えていてもよく、センサ302ないし308のいずれかと通信するために使用してもよい。アグリゲータ2600は、信号を示す複数の測定値を受信するために使用される受信モジュール2602を備えていてもよい。上述したように、測定値は、信号の点における値およびトレッドを少なくとも含んでいてもよい。いくつかの観点において、受信モジュール2602は、受信モジュール1102および/または1122の機能性を実現する。アグリゲータ2600は、複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて信号を再構成するために使用される再構成モジュール2604をさらに備えていてもよい。いくつかの観点において、再構成モジュール2604は、再構成モジュール1104の機能性を実現する。アグリゲータ2600は、測定値に基づいて、再構成信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正するために使用されるサンプル修正モジュール2606をさらに備えていてもよい。いくつかの観点において、サンプル修正モジュール2606は、極値決定モジュール1108、決定モジュール1110、廃棄モジュール1112、および/または、補間モジュール1114の機能性を実現する。当業者は、アグリゲータ2600が、アグリゲータ1100aおよび1100bに関して図示したモジュールのうちの1つ以上をさらに備えていてもよいことを正しく認識するだろう。
極値決定モジュール602、サンプルおよびホールドモジュール604、値量子化モジュール606、トレッド量子化モジュール608、センシングモジュール610、パケット化モジュール612、廃棄モジュール618、サブバンドフィルタリングモジュール620、パケット化および記憶モジュール622、再構成モジュール1104、極値決定モジュール1108、決定モジュール1110、廃棄モジュール1112、補間モジュール1114、レンダリングモジュール1116およびサブバンド合成モジュール1120に関して記述した、機能ブロックのうちの1つ以上および/または機能ブロックの1つ以上の組み合わせを、処理システム、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)または他のプログラム可能論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは、ここで記述した機能を実行するために設計された、これらの何らかの適切な組み合わせとして具現してもよい。センサ600aないし600dおよび2500、ならびに、アグリゲータ1100a、1100bおよび2500に関して記述した、機能ブロックのうちの1つ以上、および/または、機能ブロックの1つ以上の組み合わせを、計算デバイスの組み合わせとして、例えば、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSP通信に関連した1つ以上のマイクロプロセッサ、あるいは、他の任意のそのようなコンフィグレーションまたは処理システムとして実現してもよい。
図12Aは、データをデコードする方法1200aの観点を説明する。方法は、例えば、デバイス1100aにより実現してもよい。デバイス1100aの要素に関して以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1202において、複数の測定値が受信される。例えば、K個の測定値のセットにおける、複数の測定値{k,x(k)}が受信される。上述したように、測定値は、トレッドkおよび値x(k)を含んでいてもよい。例えば、受信モジュール1102を使用して、測定値を受信してもよい。
ステップ1204において、信号x(n)の推定値が、K個の受信した測定値に基づいてxpost(n)として再構成される。例えば、再構成モジュール1104を使用して、信号xpost(n)を再構成してもよい。
ステップ1206において、セットKpostが、x’post(n)==0である点から決定される。これは、セットKpost={kpost,xpost(kpost)}をもたらし、ここで、kpostは、測定値xpost(kpost)間のトレッド値である。したがって、Kpost中のサンプルが、再構成信号xpost(n)の極値を含み、{kpost,xpost(kpost)}は、これらの極値におけるトレッドおよび値を含むことが理解できる。例えば、極値決定モジュール1108および/または決定モジュール1110を使用して、セットKpostを決定してもよい。
ステップ1208において、受信データKの一部として受信した測定値に近い、識別された極値点を無視することにより、セットKpostはさらに改良される。したがって、Kpost={kpost,xpost(kpost):すべてのnに対して、min(|kpost(n)−k|)>Delta}である。このように、例えば、廃棄モジュール1112を使用して、対応する受信測定値との比較に基づいて、スプリアスの極値を廃棄できる。
ステップ1210において、ステップ1208において廃棄されたL個のサンプルを、例えば、補間モジュール1114によって補間してもよい。このようにして、信号x(n)の推定値xreconstructed(n)を生成させてもよい。いくつかの観点において、信号をさらに改良するように、信号xreconstructed(n)をステップ1204への処理に戻してもよい。いくつかの観点において、スプリアスな極値がステップ1208において廃棄されなくなるまで、信号xreconstructed(n)は、ステップ1204ないし1210にしたがって、反復して処理される。このようにして、最終的なxreconstructed(n)を反復して決定してもよい。
図12Bは、データをデコードするための方法1200bの観点を説明する。方法は、例えば、デバイス1100bによって実現してもよい。デバイス1100bの要素に関して以下で方法を記述するが、当業者は、他のコンポーネントを使用して、ここで記述したステップのうちの1つ以上を実現してもよいことを正しく認識するだろう。
ステップ1220において、複数のサブバンドに対する測定値が、例えば、受信モジュール1122を使用して受信される。これらの測定値は、K1ないしKm個の測定値のセット中に{k1,x1(k1)}ないし{km,xm(km)}を含んでいてもよい。ステップ1204において、各サブバンドに対する信号の推定値は、ステップ1220において受信したK1ないしKm個の測定値に基づいて、x1,post(n)ないしxm,post(n)として再構成される。
post(n)を処理する方法と同様に、図12Aに関して上述したステップ1204、1206、1208および1210にしたがって、再構成された信号x1,post(n)ないしxm,post(n)のそれぞれを処理してもよい。ステップ1210において、サブバンドの推定値x1,reconstructed(n)ないしxm,reconstructed(n)を生成させてもよい。いくつかの観点において、推定値x1,reconstructed(n)ないしxm,reconstructed(n)のうちの1つ以上をそれぞれのステップ1204に戻して、さらに改良してもよい。いくつかの観点において、スプリアスな極値がステップ1208において廃棄されなくなるまで、推定値x1,reconstructed(n)ないしxm,reconstructed(n)のうちの1つ以上は、それぞれのステップ1204ないし1210にしたがって、反復して処理される。このようにして、サブバンドに対する、最終的なx1,reconstructed(n)ないしxm,reconstructed(n)を反復して決定してもよい。
ステップ1222において、例えば、サブバンド合成モジュール1120によって、各サブバンドに対する、再構成信号の推定値x1,reconstructed(n)ないしxm,reconstructed(n)を結合して、総合信号にしてもよい。このようにして、複数のデコードされたサブバンドから信号を再構成してもよい。
シミュレーションおよび他の同様な例
以下の説明は、ここで記述したデバイスおよび方法の1つ以上の利益を説明する一例として提供される。当業者は、他の利益および/またはシミュレーションを正しく認識し、また、以下の説明が、本開示に対する限定でないことを理解するだろう。
所定のアプリケーションにおける特定のデータ圧縮スキームの選択は、例えば、(a)電力消費または計算の複雑さ、(b)圧縮比、(c)歪みまたは圧縮品質、および、(d)アルゴリズム待ち時間を含む、多くの基準に依存し得る。これらのそれぞれを以下で説明する。
ここで記述したエンコーディング動作は、従来のアプローチよりも著しく低い複雑さにより実現され得る。いくつかの観点において、総電力または計算の複雑さは同程度であるかもしれないが、多くのBANに対して、センサから計算の負担を軽減することは有益である。
圧縮比は、Nyquist_rate/Compressed_data_rateとして定義してもよい。図15ないし16は、ECGデータの例を示し、図17ないし18は、スピーチデータの例を示し、図20ないし24は、さまざまな圧縮比を有する3D加速度計データの例を示す。
歪みまたは圧縮品質は、不可逆圧縮スキームの文脈において評価するのが難しいかもしれない。品質は、アプリケーションに非常に依存する。スピーチおよびオーディオのアプリケーションに対して、平均二乗誤差(MSE)が知覚品質とあまり相関しないような目的のメトリックのような、不可逆圧縮スキーム後のデータの品質を評価するために、初心者およびエキスパートのリスナーに協力を求めるのが慣習になっている。BANの文脈において、オリジナル信号と再構成信号との間の正規化された二乗平均平方根誤差(RMSE)を使用してもよい。正規化されたRMSEに対する表現(dB)は、
Figure 0006038981
によって与えられる。ここで、xは、生信号であり、x^は、(サブナイキスト測定値およびロケーションであってもよい)圧縮データから取得されるデコードされたバージョンである。正規化は、入力信号のダイナミックレンジに関するものである。異なる活性状態に対する分類誤差や、心拍数推定における誤差などのような、アプリケーション特有のタスクを考慮することも可能である。
図14は、上述した方法1000aないし1000dに基づく、選択されたサンプルを有する例示的なECGセグメントを示す。ここで記述される、図示したシミュレーションにおいて、サンプルは、サブナイキストサンプルであるが、当業者は、信号およびサンプルの他の多くの実現が可能であることを理解するだろう。本質的には、図14におけるECGセグメントに対する圧縮表現は、選択されたサブナイキスト測定値およびそれらのロケーションによって与えられる。これらのシミュレーションにおいて生成されたすべてのECGの例は、200Hzのサンプリングレートで獲得された生データを使用した。
図15は、ここで記述した極値ベースのセンシングアプローチを使用して圧縮された例示的なECGセグメント(10秒の持続時間)を示し、また、対応するデコードされたバージョンを示す。このケースにおける再構成の正規化されたRMSEは、−68.6dBであり、圧縮比は、4.14に等しい。デコードされたECG信号の形態およびダイナミックレンジは、生のバージョンと十分一致していることに注目すべきである。
図16は、ここで記述した極値ベースのセンシングアプローチを使用して圧縮された別の例示的なECGセグメント(10秒の持続時間)を示し、また、対応するデコードされたバージョンを示す。このケースにおける再構成の正規化されたRMSEは、−61.6dBであり、圧縮比は、7.29に等しい。このセグメントは、図15よりも高い心拍数を示す。
ここで記述した方法を、上述した信号よりも広い帯域幅を有するデータに対して、例えば、スピーチ信号に対して使用してもよい。既知のアルゴリズムにおいて、主として、センシングパラダイムをスピーチおよびオーディオに適用する2つの方法がある。(1)時間領域において点サンプリングを直接適用。(2)スペクトル領域において点サンプリングを適用。第2の方法は、スピーチおよびオーディオのスペクトル特性を活用することから、圧縮に対してより良好な可能性を持っている。例えば、各スペクトルバンドにおけるセンシングに対する異なる制約を実施して、それらのバンドの相対的な音響の重要性に相関させてもよい。しかしながら、そのような方法は一般に、スピーチの特性に依存する。同様に、音楽圧縮のような圧縮スキームは一般に、聴覚の特性に依存する。当業者は、ここで記述した方法を、スピーチおよび聴覚の特性のような外部の物理的制約とは無関係に実現してもよいことを正しく認識するだろう。
図17は、信号を取得するために逆DCTが後に続くDCT変換によって得られた、16kHZサンプリングされた広帯域スピーチ信号の例を示す。図18は、同じ信号であるが、異なるスペクトルバンドにおいて異なるセンシング制約を適用することによって達成される、2倍までの圧縮を有する信号を示す。再構成は、スペクトル領域における極値ベースの感知されたデータに適用される。圧縮のケースではないベースラインと比較して、約4dBのSNRだけが2倍圧縮の利益において失われることが理解できる。
圧縮された測定値に基づく再構成の品質を分析するための代替の方法をこれから提示する。主成分分析ベースの投影基底を構成してもよく、これは、生のECGデータ(200Hzでサンプリングされ、長さ250のサンプルの各セグメント、50000に近い、共分散行列を計算するために使用されるセグメントの総数)から計算される共分散行列の固有ベクトル分解を使用して取得される。このケースにおいて、250の固有ベクトルが取得され、それぞれは、次元250のベクトルである。PCA基底へのECGセグメントの投影は、各固有ベクトルの次元に沿って信号の分散を数値化する。図19中で示したシミュレーションに対して、5分の長さのECGセグメントが考慮され、250のサンプルのセグメントを処理することによって圧縮およびデコードされる。図19は、250のPCAの固有ベクトルに沿って、投影されたPCA係数の分散をプロットすることによって、デコーダの再構成品質を分析する。生のECGセグメントおよびサブナイキストベースのデコードされたECGセグメントの両方は、(同様のECGデータから取得した共分散行列を使用して学習を行う)PCA基底上に投影された。グラフ中でプロットされている分散は、それぞれが長さ250のサンプルの、230のセグメントにわたって平均化されている。PCA領域における係数に対する分散は、デコードされた信号と、生データとの間の十分な一致を示すことが観測される。
図20ないし23は、極値ベースのセンシングおよび圧縮アプローチに対する、3D加速度計データに基づく例を示す。異なる図は、異なる活動状況に対する、加速度計データの、デコードされたバージョンおよび生のバージョンを明示する。ここに含まれるすべての3D加速度計データは、人間の胸の上にセンサを置くことによって取得された。さまざまな例に対してRMSE<−74dBおよび圧縮比>6をここで考慮したことが明示されている。
次に、経験的モード分解(EMD)を使用して、xがM個のサブバンドに分解される例を提示する。各サブバンドmにおいて、パラメータTm1、Tm2、maxTreadm、pmおよびqmが、Km個の測定値のセットを生成させるために使用される。Km個の測定値は、パケット化されて送信される。デコーディングプロセスが、これらのサブバンドのそれぞれに適用されて、これらの推定されたサブバンド信号が、信号推定値xを与えるために再度加算される。圧縮比が、Nyquist_rate/Compressed_data_rateとして定義されていることを思い出して欲しい。このケースにおいて、圧縮データレートは、各サブバンドに対して、極値点および位置、または、それらの点における値およびトレッドを表すのに必要なビットを加算することによって計算される。
図24は、各サブバンド内の極値ベースの圧縮を明示するために、加速度データに基づく例を示す。
アルゴリズムの待ち時間は、いくつかのリアルタイムのサービスにおいて重要であるかもしれない。ここで記述する方法の待ち時間は、おおよそ、再構成の間の単一の送信パケットの持続時間とすることができる。
当業者は、ここで記述したシステム、デバイスおよび方法の多くの利点を正しく認識するだろう。例えば、複雑なエンコーディングアルゴリズムを持たないで、BANアプリケーションにおける無線帯域幅にわたって減少する、低電力のエンコーディングを達成できる。さらに、方法は、信号の複数のクラスに対して一般的である。先に提示したシミュレーションにおいて、圧縮が、ECG、3D加速度計およびスピーチデータに対して適切であることが実証された。いくつかの観点の、システム、デバイスおよび方法が、極値に関してここで記述されている。当業者は、システム、デバイスおよび方法が、単一の極値だけでなく複数の極値に関係することも正しく認識するだろう。
ここで開示した方法は、記述した方法を達成するために、1つ以上のステップまたは動作を含む。方法のステップおよび/または動作を、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、互いに入れ替えてもよい。言い換えれば、ステップまたは動作の特定の順序が指定されていない限り、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、特定のステップおよび/または動作の、順序および/または使用を修正してもよい。
1つ以上の例示的な実施形態において、記述した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせ中で実現してもよい。ソフトウェアにおいて実現する場合、コンピュータ読み取り可能媒体上に、1つ以上の命令またはコードとして、機能を記憶させてもよく、または機能を送信してもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする何らかの媒体を含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによりアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。一例として、限定ではないが、そのようなコンピュータ読み取り可能媒体は,RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用でき、そして、コンピュータによりアクセスできる他の任意の媒体を備えることができる。さらに、いくつかの接続は、適切にコンピュータ読み取り可能媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、デジタル加入者線(DSL)、または、赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバまたは他のリモート情報源から送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、DSL、または、赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用されるディスク(Diskおよびdisc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は通常、磁気的にデータを再生し、一方、ディスク(disc)は、レーザにより光学的にデータを再生する。したがって、いくつかの観点において、コンピュータ読み取り可能媒体は、非一時的コンピュータ読み取り可能媒体(例えば、有形媒体)を備えていてもよい。さらに、いくつかの観点において、コンピュータ読み取り可能媒体は、一時的コンピュータ読み取り可能媒体(例えば、信号)を備えていてもよい。上述の組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
したがって、いくつかの観点は、ここで与えられた動作を実行するコンピュータプログラムプロダクトを含んでいてもよい。例えば、そのようなコンピュータプログラムプロダクトは、記憶されている(および/またはエンコードされている)命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体を備え、命令は、ここで記述した動作を実行する1つ以上のプロセッサにより実行可能である。いくつかの観点に対して、コンピュータプログラムプロダクトは、包装材料を含んでいてもよい。いくつかの観点において、コンピュータプログラムプロダクトは、そこに記憶されている実行可能命令を有するフィールドプログラム可能アレイ(FPGA)またはASICのようなハードウェアコンポーネントを備える。いくつかの観点において、コンピュータプログラムプロダクトは、そのような記憶されている命令を有するDSPまたはプロセッサを備える。
ソフトウェアまたは命令を、送信媒体によって送信してもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブルや、光ファイバケーブルや、撚り対や、デジタル加入者回線(DSL)や、あるいは、赤外線、無線、および、マイクロ波のような、ワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または、他の遠隔ソースから送信される場合には、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り対、DSL、あるいは、赤外線、無線、および、マイクロ波のような、ワイヤレス技術は、送信媒体の定義に含まれる。
さらに、ここで記述した方法および技術を実行するための、モジュールおよび/または他の適切な手段は、適用可能な場合には、ユーザ端末および/または基地局により、ダウンロードでき、および/または、さもなければ、取得できることを理解すべきである。例えば、そのようなデバイスを、ここで記述した方法を実行する手段の転送を容易にするサーバに結合できる。代わりに、ここで記述したさまざまな方法は、記憶手段(例えば、RAM、ROM、コンパクトディスク(CD)またはフロッピーディスクのような物理記憶媒体、など)により提供でき、それにより、アクセス端末および/またはアクセスポイントは、記憶手段をデバイスに結合または提供することにより、さまざまな方法を取得できる。さらに、ここで記述した方法および技術を提供する、他の任意の適切な技術をデバイスに対して利用できる。
特許請求の範囲は、先に説明した、厳密な構成およびコンポーネントに限定されないことを理解すべきである。特許請求の範囲から逸脱することなく、上述した方法、装置およびシステムの構成、動作、および、詳細において、さまざまな修正、変更、および、バリエーションを実施してもよい。
本開示におけるワイヤレスデバイスは、ワイヤレスデバイスによって送信される、または、ワイヤレスデバイスにおいて受信される信号に基づく機能を実行するさまざまなコンポーネントを含んでいてもよい。ワイヤレスデバイスは、ウェアラブルワイヤレスデバイスと呼ばれることもある。いくつかの観点において、ウェアラブルワイヤレスデバイスは、ワイヤレスヘッドセットまたはワイヤレスウォッチを備えていてもよい。例えば、ワイヤレスヘッドセットは、受信機を介して受信したデータに基づいてオーディオ出力を提供するように適合されているトランスデューサを含んでいてもよい。ワイヤレスウォッチは、受信機を介して受信したデータに基づいて表示を提供するように適合されているユーザインターフェースを含んでいてもよい。ワイヤレスセンシングデバイスは、送信機を介して送信されるデータを提供するように適合されているセンサを含んでいてもよい。
バイオメトリックデータおよび/またはBANに関して、ワイヤレスデバイスを上述しているが、本開示におけるワイヤレスデバイスは、これらのコンフィグレーションまたは構成に限定されない。例えば、ここでの教示にしたがうワイヤレスデバイスは、数ある環境および使用の中で、医学、フィットネス、幸福、ゲーム、または自動車環境において使用してもよい。以下でさらに記述するように、そのような環境におけるワイヤレスデバイスは、BANに限定されず、何らかの環境において、例えば、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、パーソナルエリアネットワーク、セルラネットワーク、コントローラエリアネットワーク(CAN)、あるいは、他のそのようなネットワークまたは環境において通信してもよい。
ワイヤレスデバイスは、何らかの適切なワイヤレス通信技術に基づいている1つ以上のワイヤレス通信リンクを介して通信してもよく、または、さもなければ、何らかの適切なワイヤレス通信技術をサポートしてもよい。例えば、いくつかの観点において、ワイヤレスデバイスは、ネットワークに関連していてもよい。いくつかの観点において、ネットワークは、ウルトラワイドバンド技術または他の何らかの適切な技術を使用して実現される、(例えば、おおよそ30メートルのワイヤレスカバレッジエリアをサポートする)パーソナルエリアネットワークまたは(例えば、おおよそ10メートルのワイヤレスカバレッジエリアをサポートする)ボディエリアネットワークを備えていてもよい。いくつかの観点において、ネットワークは、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを備えていてもよい。ワイヤレスデバイスは、例えば、CDMAや、TDMAや、OFDMや、OFDMAや、WiMAXや、Wi−Fiのような、さまざまなワイヤレス通信技術、プロトコルまたは標準規格のうちの1つ以上をサポートまたはさもなければ使用してもよい。同様に、ワイヤレスデバイスは、さまざまな対応する変調または多重化スキームのうちの1つ以上をサポートまたはさもなければ使用してもよい。したがって、ワイヤレスデバイスは、上述の、または他のワイヤレス通信技術を使用して、1つ以上のワイヤレス通信リンクを確立およびワイヤレス通信リンクを介して通信するために、適切なコンポーネント(例えば、エアインターフェース)を備えていてもよい。例えば、デバイスは、ワイヤレス媒体にわたって通信を容易にするさまざまなコンポーネント(例えば、信号生成器および信号プロセッサ)を含んでいてもよい送信機および受信機コンポーネント(例えば、送信機210および受信機212)に関係付けられているワイヤレストランシーバを備えていてもよい。
ここでの教示は、さまざまな装置(例えば、デバイス)に組み込まれていてもよい(例えば、さまざまな装置内で実現されてもよく、または、さまざまな装置によって実行されてもよい)。例えば、ここで教示した1つ以上の観点を、電話機(例えば、セルラ電話機)、パーソナルデータアシスタント(“PDA”)またはいわゆるスマートフォン、エンターテイメントデバイス(例えば、音楽およびビデオプレイヤーを含む、ポータブルメディアデバイス)、ヘッドセット(例えば、ヘッドフォン、イヤホンなど)、マイクロフォン、医療センシングデバイス(例えば、バイオメトリックセンサ、心拍数モニタ、歩数計、EKGデバイス、スマートバンデージなど)、患者監視デバイス(例えば、MPS)、ユーザI/Oデバイス(例えば、ウォッチ、リモートコントロール、光スイッチ、キーボード、マウスなど)、環境センシングデバイス(例えば、タイヤ圧モニタ)、医療または環境センシングデバイスからデータを受信する監視デバイス(例えば、デスクトップ、移動コンピュータなど)、ポイントオブケアデバイス、補聴器、セットトップボックス、あるいは、他の任意の適切なデバイスに組み込んでもよい。監視デバイスはまた、ネットワークとの接続を介して、異なるセンシングデバイスからのデータにアクセスできてもよい。
これらのデバイスは、異なる電力とデータ要求とを有していてもよい。いくつかの観点において、ここでの教示は、(例えば、インパルスベースのシグナリングスキームおよび低デューティーサイクルモードの使用により)低電力アプリケーションにおける使用に適合してもよく、(例えば、高帯域幅パルスの使用により)比較的高いデータレートを含むさまざまなデータレートをサポートしてもよい。
いくつかの観点において、ワイヤレスデバイスは、通信システムに対するアクセスデバイス(例えば、アクセスポイント)を備えていてもよい。そのようなアクセスデバイスは、例えば、ワイヤードまたはワイヤレスの通信リンクを介して別のネットワーク(例えば、インターネットのようなワイドエリアネットワークまたはセルラネットワーク)への接続を提供してもよい。したがって、アクセスデバイスは、別のデバイス(例えば、ワイヤレス局)が他のネットワークまたは他の何らかの機能性にアクセスすることを可能にし得る。さらに、デバイスのうちの1つまたは両方は、携帯型のものであってもよく、または、いくつかのケースにおいて、比較的非携帯型のものであってもよいこと認識すべきである。さらに、ワイヤレスデバイスはまた、適切な通信インターフェースを介して、非ワイヤレスの方法で(例えば、ワイヤード接続を介して)情報を送信および/または受信できることを認識すべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]データを処理するための方法において、
信号中の複数の点を決定し、前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含むことと、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定することとを含む方法。
[2]前記少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値である上記[1]記載の方法。
[3]前記少なくとも1つの点は、前記信号の別の点の値と比較したときに、前記第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点である上記[1]記載の方法。
[4]前記信号は、アナログ信号を含む上記[1]記載の方法。
[5]前記信号は、離散信号を含む上記[1]記載の方法。
[6]前記少なくとも1つの測定値を決定することは、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定することを含み、前記測定値のうちの1つ以上の、前記トレッドおよび前記値と、前記測定値のうちの別の1つの、前記トレッドおよび前記値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄することをさらに含む上記[1]記載の方法。
[7]最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の前記値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される上記[6]記載の方法。
[8]前記少なくとも1つの測定値を決定することは、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッドおよび値を量子化することを含む上記[1]記載の方法。
[9]2点間の前記トレッドは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2 ^ pよりも小さいかまたは等しい上記[8]記載の方法。
[10]前記値は、qビットにより表され、前記測定値を決定することは、qビット量子化器により前記値を量子化することを含む上記[1]記載の方法。
[11]前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える上記[10]記載の方法。
[12]複数のサブバンドに対する複数の点を決定し、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含むことと、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定することとを含む上記[1]記載の方法。
[13]少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる上記[12]記載の方法。
[14]前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい上記[12]記載の方法。
[15]前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化することを含み、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる上記[12]記載の方法。
[16]各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[15]記載の方法。
[17]各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[12]記載の方法。
[18]前記少なくとも1つの測定値を決定することは、一様量子化器により前記値を量子化することを含む上記[1]記載の方法。
[19]前記トレッドと前記値とを送信することをさらに含む上記[1]記載の方法。
[20]前記トレッドと前記値とを記憶することをさらに含む上記[1]記載の方法。
[21]生物医学的なセンサにより前記信号を生成させることをさらに含む上記[1]記載の方法。
[22]加速度計により前記信号を生成させることをさらに含む上記[1]記載の方法。
[23]データを処理するための装置において、
信号中の複数の点と、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値と、
を決定するように構成されている処理システムを具備し、
前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含む装置。
[24]前記少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値である上記[23]記載の装置。
[25]前記少なくとも1つの点は、前記信号の別の点の値と比較したときに、前記第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点である上記[23]記載の装置。
[26]前記信号は、アナログ信号を含む上記[23]記載の装置。
[27]前記信号は、離散信号を含む上記[23]記載の装置。
[28]前記処理システムは、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定し、前記測定値のうちの1つ以上の、前記トレッドおよび前記値と、前記測定値のうちの別の1つの、前記トレッドおよび前記値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄するように構成されている上記[23]記載の装置。
[29]最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の前記値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される上記[28]記載の装置。
[30]前記処理システムは、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッドおよび値を量子化するように構成されている上記[23]記載の装置。
[31]トレッドは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2 ^ pよりも小さいかまたは等しい上記[30]記載の装置。
[32]前記値は、qビットにより表され、前記処理システムは、qビット量子化器を備える上記[23]記載の装置。
[33]前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える上記[32]記載の装置。
[34]前記処理システムは、複数のサブバンドに対する複数の点を決定し、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定するように構成されており、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含む上記[23]記載の装置。
[35]少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる上記[34]記載の装置。
[36]前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい上記[34]記載の装置。
[37]前記処理システムは、前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化するように構成されており、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる上記[34]記載の装置。
[38]各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[37]記載の装置。
[39]各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[34]記載の装置。
[40]前記処理システムは、一様量子化器を備える上記[23]記載の装置。
[41]前記トレッドと前記値とを送信するように構成されている送信機をさらに具備する上記[23]記載の装置。
[42]前記トレッドと前記値とを記憶するように構成されているメモリをさらに具備する上記[23]記載の方法。
[43]前記信号を生成させるように構成されている生物医学的なセンサをさらに具備する上記[23]記載の装置。
[44]前記信号を生成させるように構成されている加速度計をさらに具備する上記[23]記載の装置。
[45]データを処理するための装置において、
信号中の複数の点を決定する手段であって、前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含む、手段と、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定する手段とを具備する装置。
[46]前記少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値である上記[45]記載の装置。
[47]前記少なくとも1つの点は、前記信号の別の点の値と比較したときに、前記第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点である上記[45]記載の装置。
[48]前記信号は、アナログ信号を含む上記[45]記載の装置。
[49]前記信号は、離散信号を含む上記[45]記載の装置。
[50]前記少なくとも1つの測定値を決定する手段は、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定する手段を備え、前記装置は、前記測定値のうちの1つ以上の、前記トレッドおよび前記値と、前記測定値のうちの別の1つの、前記トレッドおよび前記値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄する手段をさらに具備する上記[45]記載の装置。
[51]最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の前記値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される上記[50]記載の装置。
[52]前記少なくとも1つの測定値を決定する手段は、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッドおよび値を量子化する手段を備える上記[45]記載の装置。
[53]2点間の前記トレッドは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2 ^ pよりも小さいかまたは等しい上記[52]記載の装置。
[54]前記値は、qビットにより表され、前記測定値を決定することは、qビット量子化器により前記値を量子化することを含む上記[45]記載の装置。
[55]前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える上記[54]記載の装置。
[56]複数のサブバンドに対する複数の点を決定する手段であって、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含む、手段と、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定する手段とを具備する上記[45]記載の装置。
[57]少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる上記[56]記載の装置。
[58]前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい上記[56]記載の装置。
[59]前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化する手段を具備し、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる上記[56]記載の装置。
[60]各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[59]記載の装置。
[61]各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる上記[56]記載の装置。
[62]前記少なくとも1つの測定値を決定する手段は、一様量子化器を備える上記[45]記載の装置。
[63]前記トレッドと前記値とを送信する手段をさらに具備する上記[45]記載の装置。
[64]前記トレッドと前記値とを記憶する手段をさらに具備する上記[45]記載の装置。
[65]前記信号を生成させるように構成されている生物医学的なセンサをさらに具備する上記[45]記載の装置。
[66]前記信号を生成させるように構成されている加速度計をさらに具備する上記[45]記載の装置。
[67]命令を含むコンピュータ読取可能媒体を具備する、データを処理するためのコンピュータプログラムプロダクトにおいて、
前記命令は実行されるときに、
信号中の複数の点を決定し、前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含むことと、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値を決定することとを装置に生じさせるコンピュータプログラムプロダクト。
[68]センシングデバイスにおいて、
信号中の複数の点と、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値と、
を決定するように構成されている処理システムと、
前記複数の点のうちの少なくとも1つの、前記量子化されたトレッドと前記量子化された信号値とを送信するように構成されている送信機とを具備し、
前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含むセンシングデバイス。
[69]ヘッドセットにおいて、
信号を提供するように構成されているトランスデューサと、
前記信号中の複数の点と、
前記複数の点のうちの1つの点における量子化された信号値と、前記1つの点における量子化されたトレッドとを含む少なくとも1つの測定値と、
を決定するように構成されている処理システムとを具備し、
前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記信号の極大値または極小値、あるいは、前記信号の別の点の値と比較したときに、第1のしきい値よりも大きい差を生じる、前記信号の値を有する点を含むヘッドセット。
[70]データを処理するための方法において、
信号を示す複数の測定値を受信し、前記複数の測定値は、前記信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含むことと、
前記複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記信号を再構成することと、
前記測定値に基づいて、前記再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正することとを含む方法。
[71]前記修正することは、前記再構成信号の極値を決定することを含む上記[70]記載の方法。
[72]前記修正することは、前記決定した極値を、前記信号の前記受信した測定値と比較することを含む上記[71]記載の方法。
[73]1つ以上の決定した極値の値と、対応する受信した測定値の値との間の差が、しきい値よりも大きい場合に、前記決定した極値のうちの1つ以上を廃棄することを含む上記[71]記載の方法。
[74]前記決定した極値のうちの1つ以上が廃棄された後に残っている前記決定した極値に基づいて、前記信号を再構成することをさらに含む上記[73]記載の方法。
[75]廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くに位置している残りの極値に基づいて補間することを含む上記[74]記載の方法。
[76]廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くの前記再構成信号の値に基づいて補間することを含む上記[74]記載の方法。
[77]複数のサブバンドに対して、前記受信することと、前記再構成することと、前記修正することとを実行することを含む上記[70]記載の方法。
[78]前記サブバンドのうちの少なくとも1つの修正した再構成信号と、前記サブバンドのうちの少なくとも1つの他の修正した再構成信号とを結合して、結合された信号を生成させることをさらに含む上記[77]記載の方法。
[79]前記信号の点は、前記信号の極値を含む上記[70]記載の方法。
[80]前記修正した再構成信号は、生物医学的なセンサに関係付けられているデータを示す情報を含む上記[70]記載の方法。
[81]データを処理するための装置において、
信号を示す複数の測定値を受信するように構成されている受信機であって、前記複数の測定値は、前記信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む、受信機と、
前記複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記信号を再構成するように構成されている処理システムとを具備し、
前記処理システムは、前記測定値に基づいて、前記再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正するようにさらに構成されている装置。
[82]前記処理システムは、前記再構成信号の極値を決定するように構成されている上記[81]記載の装置。
[83]前記処理システムは、前記決定した極値を、前記信号の前記受信した測定値と比較するように構成されている上記[82]記載の装置。
[84]1つ以上の決定した極値の値と、対応する受信した測定値の値との間の差が、しきい値よりも大きい場合に、前記処理システムは、前記決定した極値のうちの1つ以上を廃棄するように構成されている上記[82]記載の装置。
[85]前記処理システムは、前記決定した極値のうちの1つ以上が廃棄された後に残っている前記決定した極値に基づいて、前記信号を再構成するように構成されている上記[84]記載の装置。
[86]前記処理システムは、廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くに位置している残りの極値に基づいて補間するように構成されている上記[85]記載の装置。
[87]前記処理システムは、廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くの前記再構成信号の値に基づいて補間するように構成されている上記[85]記載の装置。
[88]前記受信機は、複数のサブバンドを示す複数の測定値を受信するように構成されており、前記処理システムは、前記複数のサブバンドを再構成し、前記再構成された複数のサブバンドを修正するように構成されている上記[81]記載の装置。
[89]前記処理システムは、前記サブバンドのうちの少なくとも1つの修正した再構成信号と、前記サブバンドのうちの少なくとも1つの他の修正した再構成信号とを結合して、結合された信号を生成させるようにさらに構成されている上記[88]記載の装置。
[90]前記信号の点は、前記信号の極値を含む上記[81]記載の装置。
[91]前記修正した再構成信号は、生物医学的なセンサに関係付けられているデータを示す情報を含む上記[81]記載の装置。
[92]データを処理するための装置において、
信号を示す複数の測定値を受信する手段であって、前記複数の測定値は、前記信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む、手段と、
前記複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記信号を再構成する手段と、
前記測定値に基づいて、前記再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正する手段とを具備する装置。
[93]前記修正する手段は、前記再構成信号の極値を決定する手段を備える上記[92]記載の装置。
[94]前記修正する手段は、前記決定した極値を、前記信号の前記受信した測定値と比較する手段を備える上記[93]記載の装置。
[95]1つ以上の決定した極値の値と、対応する受信した測定値の値との間の差が、しきい値よりも大きい場合に、前記決定した極値のうちの1つ以上を廃棄する手段を具備する上記[93]記載の装置。
[96]前記決定した極値のうちの1つ以上が廃棄された後に残っている前記決定した極値に基づいて、前記信号を再構成する手段をさらに具備する上記[95]記載の装置。
[97]廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くに位置している残りの極値に基づいて補間する手段を具備する上記[96]記載の装置。
[98]廃棄した極値に対応する第1の位置の近くの前記信号の値を、前記第1の位置の近くの前記再構成信号の値に基づいて補間する手段を具備する上記[96]記載の装置。
[99]複数のサブバンドに対して、前記受信することと、前記再構成することと、前記修正することとを実行する手段を具備する上記[92]記載の装置。
[100]前記サブバンドのうちの少なくとも1つの修正した再構成信号と、前記サブバンドのうちの少なくとも1つの他の修正した再構成信号とを結合して、結合された信号を生成させる手段をさらに具備する上記[99]記載の装置。
[101]前記信号の点は、前記信号の極値を含む上記[92]記載の装置。
[102]前記修正した再構成信号は、生物医学的なセンサに関係付けられているデータを示す情報を含む上記[92]記載の装置。
[103]命令を含むコンピュータ読取可能媒体を具備する、データを処理するためのコンピュータプログラムプロダクトにおいて、
前記命令は実行されるときに、
信号を示す複数の測定値を受信し、前記複数の測定値は、前記信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含むことと、
前記複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記信号を再構成することと、
前記測定値に基づいて、前記再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正することとを装置に生じさせるコンピュータプログラムプロダクト。
[104]監視デバイスにおいて、
アンテナと、
前記アンテナを介して、複数の信号を示す複数の測定値を受信するように構成されている受信機であって、前記複数の測定値は、前記複数の信号の点における、トレッドと値とを少なくとも含む、受信機と、
前記複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の信号のうちの少なくとも1つを再構成するように構成されている処理システムとを具備し、
前記処理システムは、前記測定値に基づいて、前記再構成された信号の、少なくとも1つのサンプルの値を修正するようにさらに構成されている監視デバイス。

Claims (77)

  1. データを処理するための方法において、
    信号中の複数の点を決定し、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号中の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではないことと、
    前記複数の点を量子化することと、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定値を決定し、各測定値は、量子化された信号とトレッド値とを含むことと、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させることとを含み、
    前記方法は、1つ以上のプロセッサによって実行される方法。
  2. 前記第1の点は、前記信号の極大値である請求項1記載の方法。
  3. 前記信号は、アナログ信号を含む請求項1記載の方法。
  4. 前記信号は、離散信号を含む請求項1記載の方法。
  5. 前記複数の点に関係付けられている測定値を決定することは、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定することを含み、前記測定値のうちの1つ以上の、量子化された信号およびトレッド値と、前記測定値のうちの別の1つの、量子化された信号およびトレッド値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄することをさらに含む請求項1記載の方法。
  6. 最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される請求項5記載の方法。
  7. 前記複数の点に関係付けられている測定値を決定することは、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッド値を量子化することを含む請求項1記載の方法。
  8. 2点間の前記トレッド値のうちの少なくとも1つは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2^pよりも小さいかまたは等しい請求項7記載の方法。
  9. 前記量子化された信号値は、qビットにより表され、前記量子化することは、qビット量子化器により実行される含む請求項1記載の方法。
  10. 前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える請求項9記載の方法。
  11. 前記信号は複数のサブバンドを備え、
    信号中の複数の点を決定することは、前記複数のサブバンドに対する複数の点を決定すること、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含み、を備え
    前記複数の点に関係付けられている測定値を決定することは、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定することを備える請求項1記載の方法。
  12. 少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる請求項11記載の方法。
  13. 前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい請求項11記載の方法。
  14. 前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化することをさらに含み、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる請求項11記載の方法。
  15. 各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項14記載の方法。
  16. 各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項11記載の方法。
  17. 前記量子化することは、一様量子化器により実行される請求項1記載の方法。
  18. 前記量子化された信号とトレッド値とを送信することをさらに含む請求項1記載の方法。
  19. 前記量子化された信号とトレッド値とを記憶することをさらに含む請求項1記載の方法。
  20. 生物医学的なセンサにより前記信号を生成させることをさらに含む請求項1記載の方法。
  21. 加速度計により前記信号を生成させることをさらに含む請求項1記載の方法。
  22. データを処理するための装置において、
    信号中の複数の点を決定し、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号中の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではなく、
    前記複数の点を量子化し、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定を決定し、各測定は、量子化された信号およびトレッド値を含み、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させる
    ように構成されている処理システムを具備する装置。
  23. 前記第1の点は、前記信号の極大値である請求項22記載の装置。
  24. 前記信号は、アナログ信号を含む請求項22記載の装置。
  25. 前記信号は、離散信号を含む請求項22記載の装置。
  26. 前記処理システムは、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定し、前記測定値のうちの1つ以上の、量子化された信号およびトレッド値と、前記測定値のうちの別の1つの、量子化された信号およびトレッド値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄するようにさらに構成されている請求項22記載の装置。
  27. 最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される請求項26記載の装置。
  28. 前記処理システムは、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッド値を量子化するようにさらに構成されている請求項22記載の装置。
  29. 前記トレッド値のうち少なくとも1つは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2^pよりも小さいかまたは等しい請求項28記載の装置。
  30. 前記量子化された信号値は、qビットにより表され、前記処理システムは、qビット量子化器を備える請求項22記載の装置。
  31. 前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える請求項30記載の装置。
  32. 前記信号は複数のサブバンドを備え、
    前記処理システムは、信号中の複数の点を決定することが、前記複数のサブバンドに対する複数の点を決定すること、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含み、を備え前記複数の点に関係付けられている測定値を決定することが、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定することを備える請求項22記載の装置。
  33. 少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる請求項32記載の装置。
  34. 前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい請求項32記載の装置。
  35. 前記処理システムは、前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化するようにさらに構成されており、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる請求項32記載の装置。
  36. 各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項35記載の装置。
  37. 各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項32記載の装置。
  38. 前記処理システムは、一様量子化器をさらに備える請求項22記載の装置。
  39. 前記量子化された信号とトレッド値とを送信するように構成されている送信機をさらに具備する請求項22記載の装置。
  40. 前記量子化された信号とトレッド値とを記憶するように構成されているメモリをさらに具備する請求項22記載の装置。
  41. 前記信号を生成させるように構成されている生物医学的なセンサをさらに具備する請求項22記載の装置。
  42. 前記信号を生成させるように構成されている加速度計をさらに具備する請求項22記載の装置。
  43. データを処理するための装置において、
    信号中の複数の点を決定する手段であって、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではなく、手段と、
    前記複数の点を量子化する手段と、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定値を決定する手段であって、各測定値は、量子化された信号とトレッド値とを含む、手段と、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させる手段と
    を具備する装置。
  44. 前記第1の点は、前記信号の極大値である請求項43記載の装置。
  45. 前記信号は、アナログ信号を含む請求項43記載の装置。
  46. 前記信号は、離散信号を含む請求項43記載の装置。
  47. 前記複数の点に関係付けられている測定値を決定する手段は、前記複数の点のうちの2つ以上における測定値を決定する手段を備え、前記装置は、前記測定値のうちの1つ以上の、量子化された信号およびトレッド値と、前記測定値のうちの別の1つの、量子化された信号およびトレッド値との比較に基づいて、前記測定値のうちの1つ以上を選択的に廃棄する手段をさらに具備する請求項43記載の装置。
  48. 最も近い隣接の測定値と、前記最も近い隣接の測定値に隣接する別の測定値との間の距離に実質的に等しい距離だけ、測定値が前記最も近い隣接の測定値から離れており、かつ、前記測定値が、前記最も近い隣接の測定値の値と比較したときに、第2のしきい値内である差を生じる値を有する場合に、前記測定値が廃棄される請求項47記載の装置。
  49. 前記測定値を決定する手段は、各測定値が最大の分離よりも小さい距離だけ最も近い測定値から離れているような前記信号中の複数の点における、前記信号のトレッド値を量子化する手段を備える請求項43記載の装置。
  50. 2点間の前記トレッド値の少なくとも1つは、pビットにより表され、前記最大の分離は、2^pよりも小さいかまたは等しい請求項49記載の装置。
  51. 前記量子化された信号値は、qビットにより表され、前記量子化する手段は、qビット量子化器であることを含む請求項43記載の装置。
  52. 前記qビット量子化器は、qビットの非一様量子化器を備える請求項51記載の装置。
  53. 前記信号は複数のサブバンドを備え、
    信号中の複数の点を決定する手段は、前記複数のサブバンドに対する複数の点を決定する手段であって、各サブバンドの前記複数の点のうちの少なくとも1つの点は、前記それぞれのサブバンドの極大値または極小値、あるいは、別の点の値と比較したときに、前記サブバンドのそれぞれのしきい値よりも大きい差を生じる値を有する点を含む、手段を備え
    前記複数の点に関係付けられている測定値を決定する手段は、前記サブバンドのそれぞれにおける少なくとも1つの点の測定値を決定する手段を備える請求項43記載の装置。
  54. 少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれのしきい値は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれのしきい値とは異なる請求項53記載の装置。
  55. 前記サブバンドのうちの2つ以上に対する前記それぞれのしきい値は、実質的に等しい請求項53記載の装置。
  56. 前記それぞれのサブバンドの各測定値が、前記サブバンドに対するそれぞれの最大の分離よりも小さい距離だけ、前記それぞれのサブバンドの最も近い測定値から離れているような、各サブバンドに対する複数の点におけるトレッドおよび値を量子化する手段をさらに具備し、少なくとも1つのサブバンドの前記それぞれの最大の分離は、少なくとも1つの他のサブバンドの前記それぞれの最大の分離とは異なる請求項53記載の装置。
  57. 各サブバンドの2点間の前記トレッドは、そのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、各サブバンドに対する前記それぞれの最大の分離は、2の、前記それぞれの数量乗よりも小さいかまたは等しく、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項56記載の装置。
  58. 各サブバンドに対する前記測定値は、前記それぞれのサブバンド中の前記少なくとも1つの点における量子化された信号値を含み、量子化された各信号値は、そのそれぞれのサブバンドに対するそれぞれのビットの数量によって表され、少なくとも1つのサブバンドに対する前記それぞれの数量は、少なくとも1つの他のサブバンドに対する前記それぞれの数量とは異なる請求項53記載の装置。
  59. 前記量子化する手段は、一様量子化器を備える請求項43記載の装置。
  60. 前記量子化された信号とトレッド値とを送信する手段をさらに具備する請求項43記載の装置。
  61. 前記量子化された信号とトレッド値とを記憶する手段をさらに具備する請求項43記載の装置。
  62. 前記信号を生成させるように構成されている生物医学的なセンサをさらに具備する請求項43記載の装置。
  63. 前記信号を生成させるように構成されている加速度計をさらに具備する請求項43記載の装置。
  64. ンピュータプログラムを格納する非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは命令を含み、
    前記命令は実行されるときに、
    信号中の複数の点を決定し、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号中の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではないことと、
    前記複数の点を量子化することと、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定値を決定し、各測定値は、量子化された信号とトレッド値とを含むことと、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させることと
    を装置に実行させるコンピュータ読取可能記憶媒体。
  65. センシングデバイスにおいて、
    信号中の複数の点決定し、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号中の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではなく、
    前記複数の点を量子化し、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定値を決定し、各測定値は、量子化された信号とトレッド値とを含み、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させる
    ように構成されている処理システムと、
    前記信号の前記圧縮版を送信するように構成されている送信機と
    を具備するセンシングデバイス。
  66. ヘッドセットにおいて、
    信号を提供するように構成されているトランスデューサと、
    前記信号中の複数の点を決定し、前記複数の点は、前記信号の極大値または極小値を含む少なくとも第1の点と、前記信号中の隣接する点の値と比較したときに、第1の予め定められたしきい値よりも大きい第2の点における絶対上がりを生じる値を含む前記信号中の少なくとも前記第2の点とを含み、前記第2の点は、前記信号の極大値または極小値ではない、
    前記複数の点を量子化し、
    量子化された前記信号中の前記複数の点に関係付けられている測定値を決定し、各測定値は、量子化された信号とトレッド値とを含み、
    決定された前記測定値のうちの、予め定められた条件を満たさない前記複数の点の1つ以上の測定値を廃棄することによって、前記信号の圧縮版を生成させるように構成されている処理システムと
    を具備するヘッドセット。
  67. 前記第1の点は、前記信号の極小値である請求項1記載の方法。
  68. 前記第1の点は、前記信号の極小値である請求項22記載の装置。
  69. 前記第1の点は、前記信号の極小値である請求項43記載の装置。
  70. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項1記載の方法。
  71. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項22記載の装置。
  72. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項43記載の装置。
  73. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項64記載のコンピュータ読取可能記憶媒体。
  74. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項65記載のセンシングデバイス。
  75. 前記複数の点は、均等に間隔をあけられた請求項66記載のヘッドセット。
  76. 前記信号中の複数の点を決定することは、
    前記第1の予め定められたしきい値を選択することと、
    前記第2の点における前記絶対上がりを決定することと、
    前記第2の点における前記絶対上がりを前記第1の予め定められたしきい値と比較することと、
    前記第2の点における前記絶対上がりは、前記第1の予め定められたしきい値より大きいことを識別することと、
    をさらに含む請求項1記載の方法。
  77. 前記処理システムは、前記第1の予め定められたしきい値を選択し、前記第2の点における前記絶対上がりを決定し、前記第2の点における前記絶対上がりを前記第1の予め定められたしきい値と比較し、前記第2の点における前記絶対上がりは、前記第1の予め定められたしきい値より大きいことを識別するようにさらに構成されている請求項22記載の装置。
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