JP7169990B2 - 生理感覚変換方法および装置 - Google Patents
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Description
生物(好ましくは人間)からの生理信号の取得と、
生理信号内の1つ以上のパターンの検出と
を含み、検出された各パターンについて、
検出されたパターンからの少なくとも1つのパターンパラメータの抽出と、
このパターンに関連付けられた感覚信号の生成であって、
・少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての感覚信号の少なくとも1つのパラメータの決定、および/または
・少なくとも1つのパターンパラメータの関数として決定された少なくとも1つのエンベロープパラメータを有する、このパターンに関連付けられた時間エンベロープの関数としての感覚信号の変調
を含む、生成と、
をさらに含む、生理感覚変換方法に関する。
視覚信号(たとえば、(画像の場合は各画素の)期間および/または強度または振幅および/または周波数または波長などを信号パラメータとして有する画像または光)または
触覚(たとえば、期間および/または力および/または運動の振幅および/または振動周波数を信号パラメータとして有する機械的圧力)または
嗅覚(たとえば、期間および/または強度または振幅および/または芳香を信号パラメータとして有する匂い)または
味覚(たとえば、期間および/または強度または振幅および/または風味を信号パラメータとして有する味)
であり得る。
生物は人間であり、
生理信号は前記人間の脳活動を表し、
感覚信号は音響信号である。
第1の時間で第1の所定の振幅以上になる生理信号の振幅の検出。
第2の時間で第2の所定の振幅未満になる生理信号の振幅の検出。
前記第1および第2の時間の間の経過期間が所定の期間以上である場合にパターンが検出される確認試験。
パターン開始時間、および/または
パターン終了時間、および/または
このパターンにおける生理信号の最大振幅、および/または
このパターンにおける感覚信号が最大振幅に到達する最大振幅時間、および/または
前記パターン開始時間と前記パターン終了時間との間の経過期間に対応する合計期間、および/または
前記パターン開始時間と前記最大振幅時間との間の経過期間に対応する上昇期間、および/または
前記最大振幅時間と前記パターン終了時間との間の経過期間に対応する降下期間、および/または
前記パターン開始時間と前記最大振幅時間との間の生理信号の一次および/または二次導関数、および/または
前記最大振幅時間と前記パターン終了時間との間の生理信号の一次および/または二次導関数。
このパターンに関連付けられた時間エンベロープの最大振幅に対応するアタック振幅、および/または
このパターンに関連付けられた時間エンベロープの開始時間と最大振幅時間との間の経過期間に対応するアタック期間、および/または
このパターンに関連付けられた時間エンベロープのリリース開始時間と終了時間との間の経過期間に対応するリリース期間、および/または
最大振幅時間から始まってディケイ終了時間までの経過期間に対応するディケイ期間、および/または
サステイン振幅、および/または
ディケイ終了時間とリリース開始時間との間の経過期間に対応するサステイン期間。
AR型エンベロープの場合の最大振幅時間、または
ASRまたはADSR型エンベロープの場合のサステイン期間終了時間、または
ADR型エンベロープの場合のディケイ期間終了時間。
ADR型エンベロープの場合のリリース開始時間、または
ADSR型エンベロープの場合のサステイン開始時間。
アタック振幅は、このパターンにおける生理信号の最大振幅に依存することができ、および/または
アタック期間は、上昇期間に依存することができ、および/または
消滅期間は、降下期間に依存することができる。
このパターンに関連付けられた感覚信号の生成は、このパターンに関連付けられた前記時間エンベロープの関数としてのこの感覚信号の前記変調を含むことができ、
少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターンにおける生理信号の最大振幅を含むことができ、
少なくとも1つのエンベロープパラメータは、以下を含むことができる。
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数であるアタック振幅、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数であるアタック期間。
発振周波数、および/または
遮断周波数、および/または
振幅。
少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターンにおける生理信号の最大振幅を含むことができ、
感覚信号は、
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数としての遮断周波数を有するフィルタでフィルタリングされてもよく、フィルタはたとえばローパスまたはハイパスフィルタであり、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数である周波数で振動することができ、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数である振幅を有することができる。
生物から生理信号を取得するために配置および/またはプログラムされた取得手段と、
生理信号内の1つ以上のパターンを検出するために配置および/またはプログラムされた検出手段と、
を備え、
検出された各パターンについて少なくとも1つのパターンパラメータを抽出するために配置および/またはプログラムされた抽出手段と、
検出された各パターンについて感覚信号を生成するために配置および/またはプログラムされた生成システムであって、この生成システムは、
・少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての感覚信号の少なくとも1つのパラメータを決定するために配置および/またはプログラムされた決定手段、および/または
・少なくとも1つのパターンパラメータの関数として決定された少なくとも1つのエンベロープパラメータを有する、このパターンに関連付けられた時間エンベロープの関数として感覚信号を変調するために配置および/またはプログラムされた変調手段
を備える生成システムと、
をさらに備える、生理感覚変換装置に関する。
生物は人間であってもよく、
生理信号は前記人間の脳活動を表し、
前記感覚信号は音響信号である。
第1の時間で第1の所定の振幅以上になる生理信号の振幅を検出し、
第2の時間で第2の所定の振幅未満になる生理信号の振幅を検出し、
前記第1および第2の時間の間の経過期間が所定の期間以上である場合にパターンが検出される確認試験を実行する。
パターン開始時間、および/または
パターン終了時間、および/または
このパターンにおける生理信号の最大振幅、および/または
このパターンにおける感覚信号が最大振幅に到達する最大振幅時間、および/または
前記パターン開始時間と前記パターン終了時間との間の経過期間に対応する合計期間、および/または
前記パターン開始時間と前記最大振幅時間との間の経過期間に対応する上昇期間、および/または
前記最大振幅時間と前記パターン終了時間との間の経過期間に対応する降下期間、および/または
前記パターン開始時間と前記最大振幅時間との間の生理信号の一次および/または二次導関数、および/または
前記最大振幅時間と前記パターン終了時間との間の生理信号の一次および/または二次導関数、
そして前記少なくとも1つのパターンパラメータに対して、この計算またはこの測定の結果を割り当てるためである。
このパターンに関連付けられた時間エンベロープの最大振幅に対応するアタック振幅、および/または
このパターンに関連付けられた時間エンベロープの開始時間と最大振幅時間との間の経過期間に対応するアタック期間、および/または
このパターンに関連付けられた時間エンベロープのリリース開始時間と終了時間との間の経過期間に対応するリリース期間、および/または
最大振幅時間から始まってディケイ終了時間までの経過期間に対応するディケイ期間、および/または
サステイン振幅、および/または
ディケイ終了時間とリリース開始時間との間の経過期間に対応するサステイン期間。
アタック振幅は、このパターンにおける生理信号の最大振幅に依存することができ、および/または
アタック期間は、上昇期間に依存することができ、および/または
消滅期間は、降下期間に依存することができる。
少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターンにおける生理信号の最大振幅を含み、
少なくとも1つのエンベロープパラメータは以下を含む。
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数であるアタック振幅、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数であるアタック期間。
発振周波数、および/または
遮断周波数、および/または
振幅。
少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターンにおける生理信号の最大振幅を含み、
感覚信号は、
装置のフィルタでフィルタリングされ、このフィルタはこのパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数としての遮断周波数を有し、フィルタはたとえばローパスまたはハイパスフィルタであり、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数である周波数で振動し、および/または
このパターンにおける生理信号の前記最大振幅の関数である振幅を有している。
図1は、深い睡眠中の被験者に対する脳波記録法で記録した生理信号を示す図である。
図2は、図1の生理信号の一部を示す図である。
図3は、「ADSR」型エンベロープの一例を示す図である。
図4は、第1の実施変形例における本発明による方法の主要なステップを表す図である。
図5は、第2の実施変形例における本発明による方法の主要なステップを表す図である。
図6~8は、本発明による感覚信号を生成できるようにするステップの異なる組み合わせを表す図である。
図9は、覚醒している被験者に対する脳波記録法で記録した生理信号を示す図である。
図10は、図9の生理信号の一部を示す図である。
図11は、本発明の第1の実施モードによって生成された一連の感覚信号を示す図である。
図12は、本発明の第2の実施モードによって生成された一連の感覚信号を示す図である。
図13は、本発明の第3の実施モードによって生成された一連の感覚信号を示す図である。
図14は、本発明の第4の実施モードによって生成された一連の感覚信号を示す図である。
生理信号は、好ましくはヒトの脳活動を表す。
本発明による方法は、生理信号内の1つ以上のパターンの検出を含む。
検出された各パターン100について、方法は、検出されたこのパターン100からの少なくとも1つのパターンパラメータの抽出を含む。
前記パターン開始時間t1、および/または
パターン終了時間t3、および/または
このパターン100における生理信号10の最大振幅a2、および/または
最大振幅時間t2、および/または
前記パターン開始時間t1と前記パターン終了時間t3との間の経過期間に対応する合計期間、および/または
前記パターン開始時間t1と前記最大振幅時間t2との間の経過期間に対応する上昇期間、および/または
前記最大振幅時間t2と前記パターン終了時間t3との間の経過期間に対応する降下期間、および/または
前記パターン開始時間t1と前記最大振幅時間t2との間の生理信号10の一次および/または二次導関数、および/または
前記最大振幅時間t2と前記パターン終了時間t3との間の生理信号10の一次および/または二次導関数。
一方では、時間t1および最大振幅a2での生理信号10の振幅a1の差、および
他方では、t1とt2との差。
一方では、最大振幅a2と時間t3における生理信号10の振幅a3との差、および
他方では、t2とt3との差。
本発明によれば、感覚信号が生成される。
少なくとも1つのパターンパラメータは、そのように1つ以上の感覚信号パラメータに割り当てられないが、
少なくとも1つのパターンパラメータは、少なくとも1つのエンベロープパラメータを決定し、このエンベロープは感覚信号を変調するのに役立つ。
ステップE30の間に抽出された少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての感覚信号の少なくとも1つのパラメータの決定のサブステップE401、
ステップE30の間に抽出された少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての少なくとも1つのエンベロープパラメータの決定のサブステップE402、および
変調された感覚信号の生成のサブステップE403。
正弦波、三角波、方形波などの波を生成することが可能なモノフォニックオシレータ、
「LFO」タイプの発振器(低周波発振器)、
加法または減法または周波数変調合成を実行できるようにするモジュール、
ウェーブテーブル読み取りモジュールなど。
ここで、ADSR型エンベロープを示す図3を参照して、時間エンベロープの例を説明する。このようなADSRエンベロープは、以下の4つの連続するフェースを含む:アタック、ディケイ(落下とも呼ばれる)、サステイン(維持とも呼ばれる)、リリース(消滅とも呼ばれる)。
この時間エンベロープ200の最大振幅に対応し、たとえば関連パターンの最大振幅に比例する、アタック振幅a21、
この時間エンベロープ200の開始時間t20と最大振幅時間t21との間の経過期間に対応し、たとえば関連パターンの上昇期間に比例するかまたは等しい、または関連パターンの最大振幅に比例する、アタック期間、
時間エンベロープ200のサステイン期間終了時間t23から終了時間t24までの経過期間に対応し、たとえば関連パターンの最大振幅または降下期間に比例する、リリース期間、
最大振幅時間t21から始まってサステイン開始時間t22までの経過期間に対応し、たとえば関連パターンの最大振幅または降下期間に比例する、ディケイ期間、
サステイン振幅a22であって、たとえば関連パターンの最大振幅に比例し、
ディケイ終了時間t22(したがってこの場合はサステイン開始時間に対応する)とリリース開始時間t23(したがってこの場合はサステイン終了時間に対応する)との間の経過期間に対応し、たとえば関連パターンの最大振幅または降下期間に比例する、サステイン期間、
ディケイ開始時間t20とディケイ終了時間t22との間の経過期間に対応し、たとえば関連パターンの合計期間に比例するかまたは等しい、または関連パターンの最大振幅に比例する、合計期間、
デフォルトでは、
振幅a22の値は振幅a21の3分の2になることができ、および/または
ディケイ期間およびリリース期間は各々サステイン期間の半分に等しくなることができる。
AR:アタックおよびリリースフェーズのみを含む。
ASR:アタック、サステイン、およびリリースフェーズのみを含む。
ADR:アタック、ディケイ、およびリリースフェーズのみを含む。
上記の記述は、本質的に、生理信号内で検出されたパターンに関連付けられた感覚信号の生成について説明している。
一実施形態では、時間エンベロープ200は、以下の3つのエンベロープパラメータ:アタック振幅a21、アタック期間、および消滅期間を含む。この実施形態では、所与のパターン100に関連付けられた各エンベロープ200について、
アタック振幅a21は、このパターン100内の生理信号10の最大振幅a2に依存(たとえば比例)し、および/または
アタック期間は上昇期間に依存(たとえば比例)し、および/または
消滅期間は降下期間に依存(たとえば比例)する。
開始時間t51、t55、t57、およびt61、
有効期限時間t55、t57、t61、およびt65(この例では、信号43、44、および45の有効期限時間はそれぞれ信号44、45、および46の開始時間に対応する)、
最大振幅時間t52、t56、t58、およびt62、
ディケイ終了時間t53、t57(信号44では、ディケイ終了時間はこの信号の有効期限時間に対応する)、t59、およびt63、
リリース開始時間t54、t56(信号44では、リリース開始時間はこの信号の最大振幅時間に対応する)、t60、およびt64。
このパターン100内の生理信号10の前記最大振幅a2の関数である周波数で発振することができ、および/または
このパターン100内の生理信号10の前記最大振幅a2の関数である振幅を有することができる。
Claims (17)
- 生物の生理信号(10)の、取得手段による取得(E1)と、ここで、前記生理信号(10)は、生物の脳、心臓、呼吸、眼、または筋肉の活動を示すものとし、
前記生理信号(10)の1つ以上のパターン(100)の、検出手段による検出(E20、E21)と、
を含む、生理感覚変換方法であって、検出された各パターン(100)について、
検出された前記パターン(100)からの少なくとも1つのパターンパラメータの、抽出手段による抽出(E30、E31)と、ここで、前記抽出は、パターンパラメータを抽出するために、
・時間領域における前記生理信号(10)のパラメータ化を含むが、
・前記生理信号の周波数表現を取得する処理ステップを含まないものとし、
このパターン(100)に関連付けられた感覚信号(31~46)の、生成システムによる生成(E40、E41)であって、
・前記少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての前記感覚信号の少なくとも1つのパラメータの、決定手段による決定(E401)、および/または
・前記少なくとも1つのパターンパラメータの関数として決定された少なくとも1つのエンベロープパラメータ(a21、a22)を有する、このパターン(100)に関連付けられた時間エンベロープ(200)の関数としての前記感覚信号(31~46)の、変調手段による変調(E403)、ここで、前記時間エンベロープが、前記感覚信号を変調するために構築された、時間の関数としての振幅で構成されるものとする、
を含む生成(E40、E41)と、
をさらに含むことを特徴とする、生理感覚変換方法。 - パターン(100)の前記検出(E20、E21)は、
第1の時間(ts1)に、第1の所定の振幅(as1)以上になる前記生理信号(10)の振幅の検出と、
第2の時間(ts2)に、第2の所定の振幅(as2)未満になる前記生理信号(10)の振幅の検出と、
前記第1の時間(ts1)と第2の時間(ts2)との間の経過期間が所定の期間以上である場合にパターン(100)が検出される確認試験と、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、前記少なくとも1つのパターンパラメータは、
パターン開始時間(t1)、および/または
パターン終了時間(t3)、および/または
このパターン(100)内の前記生理信号(10)の最大振幅(a2)、および/また
は
最大振幅時間(t2)、および/または
前記パターン開始時間(t1)と前記パターン終了時間(t3)との間の経過期間に対応する合計期間、および/または
前記パターン開始時間(t1)と前記最大振幅時間(t2)との間の経過期間に対応する上昇期間、および/または
前記最大振幅時間(t2)と前記パターン終了時間(t3)との間の経過期間に対応する降下期間、および/または
前記パターン開始時間(t1)と前記最大振幅時間(t2)との間の前記生理信号(10)の一次および/または二次導関数、および/または
前記最大振幅時間(t2)と前記パターン終了時間(t3)との間の前記生理信号(10)の一次および/または二次導関数
の計算または測定から得られる、請求項1または2に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、このパターン(100)に関連付けられた前記感覚信号(31~46)の前記生成(E40、E41)は、このパターン(100)に関連付けられた前記時間エンベロープ(200)の関数としてのこの感覚信号(31~46)の前記変調(E403)を含み、前記少なくとも1つのエンベロープパラメータは、
このパターン(100)に関連付けられた前記時間エンベロープ(200)の最大振幅に対応するアタック振幅(a21)、および/または
このパターン(100)に関連付けられた前記時間エンベロープ(200)の開始時間(t20)と最大振幅時間(t21)との間の経過期間に対応するアタック期間、および/または
このパターン(100)に関連付けられた前記時間エンベロープ(200)の終了時間(t24)までの経過期間に対応するリリース期間、および/または
前記最大振幅時間(t21)から始まる経過期間に対応するディケイ期間、および/または
サステイン振幅(a22)、および/または
ディケイ終了時間(t22)とリリース開始時間(t23)との間の経過期間に対応するサステイン期間
を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのエンベロープパラメータは、前記アタック振幅(a21)、前記アタック期間、および消滅期間を含み、
前記アタック振幅(a21)は、このパターン(100)内の前記生理信号(10)の最大振幅(a2)に依存し、および/または
前記アタック期間は前記上昇期間に依存し、および/または
前記消滅期間は前記降下期間に依存する、
請求項4に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、
このパターン(100)に関連付けられた前記感覚信号(31~46)の前記生成(E40、E41)は、このパターン(100)に関連付けられた前記時間エンベロープ(200)の関数としてのこの感覚信号(31~46)の前記変調(E403)を含み、
前記少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターン(100)内の前記生理信号(10)の最大振幅(a2)を含み、
前記少なくとも1つのエンベロープパラメータは、
・このパターン(100)内の前記生理信号(10)の前記最大振幅(a2)の関数であるアタック振幅(a21)、および/または
・このパターン(100)内の前記生理信号(10)の前記最大振幅(a2)の関数であるアタック期間
を含む、請求項4に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、前記感覚信号(31~46)の前記生成(E40、E41)は、少なくとも1つの感覚信号パラメータの前記決定(E401)を含み、この少なくとも1つの感覚信号パラメータは、
発振周波数、および/または
遮断周波数、および/または
振幅
を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、
前記少なくとも1つのパターンパラメータは、このパターン(100)内の前記生理信号(10)の最大振幅(a2)を含み、
前記感覚信号は、
・このパターン(100)内の前記生理信号(10)の前記最大振幅(a2)の関数である遮断周波数を有するフィルタでフィルタリングされ、および/または
・このパターン(100)内の前記生理信号(10)の前記最大振幅(a2)の関数である周波数で発振し、および/または
・このパターン(100)内の前記生理信号(10)の前記最大振幅(a2)の関数である振幅を有する、
請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 - 検出された各パターン(100)について、前記少なくとも1つの感覚信号パラメータは、前記少なくとも1つのパターンパラメータの変化の関数として変化する、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 検出された各パターン(100)について、前記少なくとも1つの感覚信号パラメータは、このパターン(100)内の前記生理信号(10)の最大振幅(a2)の変化の関数として変化する、請求項9に記載の方法。
- 前記生理信号(10)内でいくつかのパターン(100)が検出され、各パターン(100)はパターンパラメータとしてパターン開始時間(t1)を含み、検出された各パターン(100)について生成された各感覚信号(31~46)は、この感覚信号(31~46)の開始時間を含み、連続的に生成された各対の感覚信号の前記開始時間の間の経過期間は、連続的に検出された各対のパターンの前記パターン開始時間(t1)の間の経過期間に比例するかまたは等しい、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 各パターン(100)はパターンパラメータとしてパターン終了時間(t3)を含み、検出された各パターンについて生成された各感覚信号(31~46)はこの感覚信号(31~46)の終了時間も含み、検出された各パターン(100)について生成された各感覚信号(31~46)の前記振幅は、この感覚信号(31~46)の前記開始時間と前記終了時間との間で一定である、請求項11に記載の方法。
- 前記感覚信号(31~46)の前記生成(E40、E41)は、前記生理信号(10)の前記取得(E1)に対して遅れて実行される、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のパターン(100)の前記検出(E20、E21)、前記少なくとも1つのパターンパラメータの前記抽出(E30、E31)、および前記感覚信号(31~46)の前記生成(E40、E41)は、前記生理信号(10)の前記取得(E1)に対してリアルタイムで実行される、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 生成された前記感覚信号(31~46)は周期関数である、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記生物はヒトであり、
前記生理信号(10)は前記ヒトの脳活動を表し、
前記感覚信号(31~46)は音響信号である、
請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。 - 生物から生理信号(10)を取得(E1)するために配置および/またはプログラムされた取得手段と、ここで、前記生理信号(10)は、生物の脳、心臓、呼吸、眼、または筋肉の活動を示すものとし、
前記生理信号(10)内の1つ以上のパターン(100)を検出(E20、E21)するために配置および/またはプログラムされた検出手段と、
を備える生理感覚変換装置であって、前記生理感覚変換装置は、
検出された各パターン(100)から少なくとも1つのパターンパラメータを、
・前記生理信号の周波数表現を取得する処理ステップを行わずに、
・時間領域における前記生理信号(10)のパラメータ化により
抽出(E30、E31)するために配置および/またはプログラムされた抽出手段と、
検出された各パターン(100)について感覚信号(31~46)を生成(E40、E41)するために配置および/またはプログラムされた生成システムであって、この生成システムは、
・前記少なくとも1つのパターンパラメータの関数としての前記感覚信号(31~46)の少なくとも1つのパラメータを決定(E401)するために配置および/またはプログラムされた決定手段、および/または
・前記少なくとも1つのパターンパラメータの関数として決定された少なくとも1つのエンベロープパラメータを有する、このパターン(100)に関連付けられた時間エンベロープ(200)の関数として前記感覚信号(31~46)を変調(E403)するために配置および/またはプログラムされた変調手段、ここで、前記時間エンベロープが、前記感覚信号を変調するために構築された、時間の関数としての振幅で構成されるものとする、
を備える生成システムと、
をさらに備えることを特徴とする、生理感覚変換装置。
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